uboot從bootm跳到內核

main_loop中執行的最重要的操作便是引導內核。引導分兩步。第一步先讀取內核鏡像uImage到內存。然後再使用bootm引導內核。

讀取內核只是進行內存復制，因此僅僅需要分析bootm。

1. /*******************************************************************/  
2. /* bootm - boot application image from image in memory */  
3. /*******************************************************************/  
4. 引導應用程序在內存中的鏡像。  
5. common/cmd_bootm.c  
6. int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])  
7. {  
8.     ulong        iflag;  
9.     ulong        load_end = 0;  
10.     int        ret;  
11.     boot_os_fn    *boot_fn;  
12.     /* determine if we have a sub command */檢查是否有子命令  
13.     if (argc > 1) {  
14.         char *endp;  
15.         simple_strtoul(argv[1], &endp, 16);  //調用字符串轉無符號整形的函數，endp指向尾字符。   
16.         /* endp pointing to NULL means that argv[1] was just a 
17.          * valid number, pass it along to the normal bootm processing 以空字符結尾則當作是合法的數，作為正常引導的參數 
18.          * 
19.          * If endp is ':' or '#' assume a FIT identifier so pass 
20.          * along for normal processing. 
21.          * 
22.          * Right now we assume the first arg should never be '-' 
23.          */   
24.         if ((*endp != 0) && (*endp != ':') && (*endp != '#'))    //是否有子命令。一般不會有，所以這個路徑不會執行。   
25.             return do_bootm_subcommand(cmdtp, flag, argc, argv);  
26.     }  
27.     if (bootm_start(cmdtp, flag, argc, argv)) //bootm_start的分析見下一篇文章。這個函數執行成功返回0，失敗返回1。這個函數主要用於獲取鏡像的信息並存入images。   
28.         return 1;  
29.     /* 
30.      * We have reached the point of no return: we are going to 
31.      * overwrite all exception vector code, so we cannot easily 
32.      * recover from any failures any more... 
33.      */  
34.     iflag = disable_interrupts();//禁用中斷。   
35.     ret = bootm_load_os(images.os, &load_end, 1);//將鏡像的數據從images.os.image_start復制到images.os.load  打印：Loading Kernel Image ... OK   
36.     if (ret < 0) {//上個函數調用失敗才會進入這個路徑   
37.         if (ret == BOOTM_ERR_RESET)  
38.             do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);  
39.         if (ret == BOOTM_ERR_OVERLAP) {  
40.             if (images.legacy_hdr_valid) {  
41.                 if (image_get_type (&images.legacy_hdr_os_copy) == IH_TYPE_MULTI)  
42.                     puts ("WARNING: legacy format multi component "  
43.                         "image overwritten/n");  
44.             } else {  
45.                 puts ("ERROR: new format image overwritten - "  
46.                     "must RESET the board to recover/n");  
47.                 show_boot_progress (-113);  
48.                 do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);  
49.             }  
50.         }  
51.         if (ret == BOOTM_ERR_UNIMPLEMENTED) {  
52.             if (iflag)  
53.                 enable_interrupts();  
54.             show_boot_progress (-7);  
55.             return 1;  
56.         }  
57.     }  
58.     lmb_reserve(&images.lmb, images.os.load, (load_end - images.os.load));//由於沒有定義CONFIG_LMB，這個函數調用被定義為一個空的宏。   
59.     if (images.os.type == IH_TYPE_STANDALONE) {//處理單獨的程序鏡像。顯然引導內核時不會進入這個路徑。   
60.         if (iflag)  
61.             enable_interrupts();  
62.         /* This may return when 'autostart' is 'no' */  
63.         bootm_start_standalone(iflag, argc, argv);  
64.         return 0;  
65.     }  
66.     show_boot_progress (8);  
67.     boot_fn = boot_os[images.os.os];//根據操作系統的類型獲取引導操作系統的函數， boot_os代碼如下。   
68.     if (boot_fn == NULL) {  
69.         if (iflag)  
70.             enable_interrupts();  
71.         printf ("ERROR: booting os '%s' (%d) is not supported/n",  
72.             genimg_get_os_name(images.os.os), images.os.os);  
73.         show_boot_progress (-8);  
74.         return 1;  
75.     }  
76.     arch_preboot_os();//禁用中斷，重設中斷向量   
77.     boot_fn(0, argc, argv, &images);//調用do_bootm_linux，分析在下面。   
78.     show_boot_progress (-9);  
79. #ifdef DEBUG   
80.     puts ("/n## Control returned to monitor - resetting.../n");  
81. #endif   
82.     do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);  
83.     return 1;  
84. }  

2。boot_os

1. static boot_os_fn *boot_os[] = {  
2. #ifdef CONFIG_BOOTM_LINUX   
3.     [IH_OS_LINUX] = do_bootm_linux,  
4. #endif   
5. #ifdef CONFIG_BOOTM_NETBSD   
6.     [IH_OS_NETBSD] = do_bootm_netbsd,  
7. #endif   
8. #ifdef CONFIG_LYNXKDI   
9.     [IH_OS_LYNXOS] = do_bootm_lynxkdi,  
10. #endif   
11. #ifdef CONFIG_BOOTM_RTEMS   
12.     [IH_OS_RTEMS] = do_bootm_rtems,  
13. #endif   
14. #if defined(CONFIG_CMD_ELF)   
15.     [IH_OS_VXWORKS] = do_bootm_vxworks,  
16.     [IH_OS_QNX] = do_bootm_qnxelf,  
17. #endif   
18. #ifdef CONFIG_INTEGRITY   
19.     [IH_OS_INTEGRITY] = do_bootm_integrity,  
20. #endif   
21. };  

3。do_bootm_linux
之前所做的引導工作都是與操作系統無關的，接下來都是針對linux 的。
可以看到，參數flag傳過來的是0。

1. arch/arm/lib/bootm.c  
2. int do_bootm_linux(int flag, int argc, char *argv[], bootm_headers_t *images)  
3. {  
4.     bd_t    *bd = gd->bd;  
5.     char    *s;  
6.     int    machid = bd->bi_arch_number;  
7.     void    (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);  
8. #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG//如果定義了這個宏，將會把bootargs傳給內核。   
9.     char *commandline = getenv ("bootargs");//獲取bootargs環境變量。   
10. #endif   
11.     if ((flag != 0) && (flag != BOOTM_STATE_OS_GO))  
12.         return 1;  
13.     theKernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep;//鏡像的入口地址處也就是需要執行的函數入口   
14.     s = getenv ("machid");  
15.     if (s) {  
16.         machid = simple_strtoul (s, NULL, 16);  
17.         printf ("Using machid 0x%x from environment/n", machid);  
18.     }  
19.     show_boot_progress (15);  
20.     debug ("## Transferring control to Linux (at address %08lx) .../n",  
21.            (ulong) theKernel);  
22. //下面將會初始化傳給內核的標簽（tag），這些標簽裡包含了必要的環境變量和參數。   
23. #if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || /   
24.     defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || /  
25.     defined (CONFIG_INITRD_TAG) || /  
26.     defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || /  
27.     defined (CONFIG_REVISION_TAG)  
28.     setup_start_tag (bd);  
29. #ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS   
30.     setup_memory_tags (bd);//內存有關的定義   
31. #endif   
32. #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG   
33.     setup_commandline_tag (bd, commandline);//將bootargs傳給tag   
34. #endif   
35. #ifdef CONFIG_INITRD_TAG   
36.     if (images->rd_start && images->rd_end)//沒有ramdisk所以不會執行這個路徑   
37.         setup_initrd_tag (bd, images->rd_start, images->rd_end);  
38. #endif   
39.     setup_end_tag (bd);  
40. #endif   
41.     /* we assume that the kernel is in place */  
42.     printf ("/nStarting kernel .../n/n");//引導內核之前最後一次打印信息。   
43.     cleanup_before_linux ();//禁用中斷和cache.   
44.     theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);//跳到內核中執行。<<<<全劇終>>>>   
45.     /* does not return */  
46.     return 1;  
47. }  

4.

1. arch/arm/include/asm  
2. /* The list must start with an ATAG_CORE node */  
3. #define ATAG_CORE    0x54410001   
4. struct tag_core {  
5.     u32 flags;        /* bit 0 = read-only */  
6.     u32 pagesize;  
7.     u32 rootdev;  
8. };  
9. /* command line: /0 terminated string */  
10. #define ATAG_CMDLINE    0x54410009   
11. struct tag_cmdline {//bootargs保存在它的後面   
12.     char    cmdline[1];    /* this is the minimum size */  
13. };  
14. /* describes where the compressed ramdisk image lives (virtual address) */  
15. /* 
16.  * this one accidentally used virtual addresses - as such, 
17.  * its depreciated. 
18.  */  
19. #define ATAG_INITRD    0x54410005   
20. /* describes where the compressed ramdisk image lives (physical address) */  
21. #define ATAG_INITRD2    0x54420005   
22. struct tag_initrd {//描述ramdisk的分布   
23.     u32 start;    /* physical start address */  
24.     u32 size;    /* size of compressed ramdisk image in bytes */  
25. };  
26. /* it is allowed to have multiple ATAG_MEM nodes */  
27. #define ATAG_MEM    0x54410002   
28. struct tag_mem32 {  
29.     u32    size;  
30.     u32    start;    /* physical start address */  
31. };  
32. struct tag_header {  
33.     u32 size;  
34.     u32 tag;  
35. };  
36. struct tag {  
37.     struct tag_header hdr;  
38.     union {  
39.         struct tag_core        core;  
40.         struct tag_mem32    mem;  
41.         struct tag_videotext    videotext;  
42.         struct tag_ramdisk    ramdisk;  
43.         struct tag_initrd        initrd;  
44.         struct tag_serialnr    serialnr;  
45.         struct tag_revision    revision;  
46.         struct tag_videolfb    videolfb;  
47.         struct tag_cmdline    cmdline;  
48.         /* 
49.          * Acorn specific 
50.          */  
51.         struct tag_acorn    acorn;  
52.         /* 
53.          * DC21285 specific 
54.          */  
55.         struct tag_memclk    memclk;  
56.     } u;  
57. };  

5

1. arch/arm/include/asm/setup.h  
2. #define tag_next(t)    ((struct tag *)((u32 *)(t) + (t)->hdr.size))//跳到下一個tag地址處   
3. arch/arm/lib/bootm.c  
4. static void setup_start_tag (bd_t *bd)  
5. {  
6.     params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;  //CFG_ENV_ADDR(0x80000100)設置環境變量的頭地址。   
7.     params->hdr.tag = ATAG_CORE;            //第一個tag默認為 tag_core。ATAG_CORE 是默認的開始類型。   
8.     params->hdr.size = tag_size (tag_core);  
9.     params->u.core.flags = 0;  
10.     params->u.core.pagesize = 0;  
11.     params->u.core.rootdev = 0;  
12.     params = tag_next (params);        //跳到下一個tag地址處   
13. }  
14. #ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS   
15. static void setup_memory_tags (bd_t *bd)//設置內存分布的tag   
16. {  
17.     int i;  
18.     for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {//如果有多個內存芯片，則會循環多次。對3250來說，只有一片。   
19.         params->hdr.tag = ATAG_MEM;  
20.         params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);  
21.         params->u.mem.start = bd->bi_dram[i].start;//內存塊的開始地址。PHYS_SDRAM_1;在smartarm3250.h中,起始地址(0x80000000)   
22.         params->u.mem.size = bd->bi_dram[i].size;//內存塊的大小   
23.         params = tag_next (params);//跳到下一個tag地址處   
24.     }  
25. }  
26. #endif /* CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS */   
27. static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char *commandline)  
28. {  
29.     char *p;  
30.     if (!commandline)  
31.         return;  
32.     /* eat leading white space */  
33.     for (p = commandline; *p == ' '; p++);//跳過開頭的空格   
34.     /* skip non-existent command lines so the kernel will still 
35.      * use its default command line. 
36.      */  
37.     if (*p == '/0')  
38.         return;  
39.     params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;  
40.     params->hdr.size =  
41.         (sizeof (struct tag_header) + strlen (p) + 1 + 4) >> 2;  
42.     strcpy (params->u.cmdline.cmdline, p);//將bootargs復制到cmdline後面。   
43.     params = tag_next (params);//跳到下一個tag地址處   
44. }  
45. #ifdef CONFIG_INITRD_TAG   
46. static void setup_initrd_tag (bd_t *bd, ulong initrd_start, ulong initrd_end)  
47. {  
48.     /* an ATAG_INITRD node tells the kernel where the compressed 
49.      * ramdisk can be found. ATAG_RDIMG is a better name, actually. 
50.      */  
51.     params->hdr.tag = ATAG_INITRD2;  
52.     params->hdr.size = tag_size (tag_initrd);  
53.     params->u.initrd.start = initrd_start;  
54.     params->u.initrd.size = initrd_end - initrd_start;  
55.     params = tag_next (params);  
56. }  
57. #endif /* CONFIG_INITRD_TAG */   
58. static void setup_end_tag (bd_t *bd)  
59. {  
60.     params->hdr.tag = ATAG_NONE;//最後一個tag是一個空類型，標志這tag的結束。   
61.     params->hdr.size = 0;  
62. }