U-boot分析与移植（3）----U-boot stage2分析

一来到void start_armboot (void)函数，马上出现两个很重要的数据结构gd_t和bd_t

1、gd_t : global data数据结构定义，位于文件 include/asm-arm/global_data.h。其成员主要是一些全局的系统初始化参数。

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1. typedef struct  global_data {
2. bd_t        *bd;      // struct board_info<span style="font-family:宋体;">指针，保存板子信息</span>
3. unsigned long   flags;     // <span style="font-family:宋体;">指示标志，如设备已经初始化标志等</span>
4. unsigned long   baudrate;
5. unsigned long   have_console;   /* serial_init() was called */
6. unsigned long   reloc_off;  /* Relocation Offset */
7. unsigned long   env_addr;   /* Address  of Environment struct 环境参数地址*/
8. unsigned long   env_valid;  /* Checksum of Environment valid? */
9. unsigned long   fb_base;    /* base address of frame buffer */
10. #ifdef CONFIG_VFD
11. unsigned char   vfd_type;   /* display type */
12. #endif
13. #if 0
14. unsigned long   cpu_clk;    /* CPU clock in Hz!     */
15. unsigned long   bus_clk;
16. unsigned long   ram_size;   /* RAM size */
17. unsigned long   reset_status;   /* reset status register at boot */
18. #endif
19. void        **jt;       /* jump table */
20. } gd_t;

2.、bd_t :board info数据结构定义，位于文件 include/asm-arm/u-boot.h。保存板子参数。

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1. typedef struct bd_info {
2. int         bi_baudrate;    /* serial console baudrate */
3. unsigned long   bi_ip_addr; /* IP Address */
4. unsigned char   bi_enetaddr[6]; /* Ethernet adress */
5. struct environment_s           *bi_env;
6. ulong           bi_arch_number; /* unique id for this board  <span style="font-family:宋体;">板子</span><span style="font-family:Times New Roman;">ID</span><span style="font-family:宋体;">号</span>*/
7. ulong           bi_boot_params; /* where this board expects params */
8. struct              /* RAM configuration */
9. {
10. ulong start;
11. ulong size;
12. }           bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
13. #ifdef CONFIG_HAS_ETH1
14. /* second onboard ethernet port */
15. unsigned char   bi_enet1addr[6];
16. #endif
17. } bd_t;

分配一个存储全局数据的区域，地 址给指针 gd

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1. gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));

清0并分配空间

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1. memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));

在gd前面的位置给 gd->bd赋值地址

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1. gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));

清0并分配空间

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1. memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));

执行一系列初始化函数

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1. for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
2. if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
3. hang ();
4. }
5. }

假如函数指针指向的函数返回值不为0，那么在hang()里就会死循环，初始化失败

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1. void hang (void)
2. {
3. puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");
4. for (;;);
5. }

函数列表如下：

每个初始化函数正常情况下返回值是0

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1. init_fnc_t *init_sequence[] = {
2. cpu_init,  /* 初始化irq/fiq模式的栈*/
3. board_init, /* 设置系统时钟*/
4. interrupt_init, /*初始化定时器*/
5. env_init,  /* 检查flash上的环境参数是否有效*/
6. init_baudrate, /* 初始化波特率*/
7. serial_init, /* 初始化串口*/
8. console_init_f, /*初始化串口控制台*/
9. display_banner, /* say that we are here */

接着进行一些NOR FLASH,LCD,串口，控制台，sd卡，网卡等初始化，不一一列举了。

终于来到重要的时刻了 - -#

进入一个死循环

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1. for (;;)
2. {
3. main_loop ();
4. }

继续跟踪

发现在bootdelay时间内按下键进入命令行，用run_command来解析命令

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1. #if defined(CONFIG_BOOTDELAY) && (CONFIG_BOOTDELAY >= 0)
2. s = getenv ("bootdelay");
3. bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY;
4. debug ("### main_loop entered: bootdelay=%d\n\n", bootdelay);

如果CONFIG_BOOTDELAY已经定义，用s得到环境变量bootdelay，然后倒数启动内核

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1. #ifdef CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT
2. if (bootlimit && (bootcount > bootlimit)) {
3. printf ("Warning: Bootlimit (%u) exceeded. Using altbootcmd.\n",
4. (unsigned)bootlimit);
5. s = getenv ("altbootcmd");
6. }
7. else
8. #endif /* CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT */
9. s = getenv ("bootcmd");

CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT是设置u-boot启动次数的限制

最后s = getenv ("bootcmd");获得启动参数

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1. run_command (s, 0);

启动命令解析

在run_command 函数里最终执行命令

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1. /* OK - call function to do the command */
2. if ((cmdtp->cmd) (cmdtp, flag, argc, argv) != 0) {
3. rc = -1;
4. }

这是一个命令结构体，原型如下：

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1. struct cmd_tbl_s {
2. char        *name;      /* Command Name         */
3. int     maxargs;             /* 最大的参数个数 */
4. int     repeatable; /* 命令可否重复   */
5. int     (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);/*对应的函数指针*/
6. char        *usage;     /* Usage message    (short) */

正常情况下就会执行U_BOOT_CMD命令,U_BOOT_CMD宏定义一个命令，命令宏原型如下：

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1. /*命令宏U_BOOT_CMD*/
2. #define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
3. cmd_tbl_t    __u_boot_cmd_##name     Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}

假若上面是传入的是一个bootm命令启动内核，将会调用相应的

 U_BOOT_CMD里的do_bootm函数

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1. U_BOOT_CMD(
2. bootm,  CFG_MAXARGS,    1,  do_bootm,
3. "bootm   - boot application image from memory\n",
4. "[addr [arg ...]]\n    - boot application image stored in memory\n"
5. "\tpassing arguments 'arg ...'; when booting a Linux kernel,\n"
6. "\t'arg' can be the address of an initrd image\n"

在do_bootm函数里，将用switch case检查内核zImage类型，解压方式，操作系统等，因为zImage是自解压的，不用解压

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1. switch (hdr->ih_os) {
2. default:            /* handled by (original) Linux case */
3. case IH_OS_LINUX:
4. do_bootm_linux  (cmdtp, flag, argc, argv,
5. addr, len_ptr, verify);
6. break;

最后，将进入Armlinux.c的do_bootm_linux函数启动Linux内核



U_Boot也是通过标记列表向内核传递参数的

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1. #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
2. char *commandline = getenv ("bootargs");
3. #endif

CONFIG_CMDLINE_TAG在smdk2410.h里已经定义了

theKernel指向内核 存放的地址，（对于ARM架构的CPU，通常是0x30008000）,

/*声明内核的入口函数指针*/

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1. void (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);

/*把内核入口地址赋值给theKernel，hdr是image_header_t结构体，指向uImage头部 ，ih_ep是内核的入口点（Entry Point）*/

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1. theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);

/*最后是对内核入口函数的调用，bd->bi_arch_number是这个板子机器类型ID， bd->bi_boot_params是传给内核的参数，从标记列表地址开始*/

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1. theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);

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1. 引导Linux内核启动的必须要满足的几个条件：

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1. * CPU register settings //这里也就是我们的theKernel中的作用
2. o r0 = 0.
3. o r1 = machine type number.
4. o r2 = physical address of tagged list in system RAM.
5. * CPU mode
6. o All forms of interrupts must be disabled (IRQs and FIQs.)
7. o The CPU must be in SVC mode. (A special exception exists for Angel.)
8. * Caches, MMUs
9. o The MMU must be off.
10. o Instruction cache may be on or off.
11. o Data cache must be off and must not contain any stale data.
12. * Devices
13. o DMA to/from devices should be quiesced.
14. * The boot loader is expected to call the kernel image by jumping directly to the first instruction of the kernel image.