mini2440 nboot 源码分析+TOC框架图

2014年4月25日

废话少说，先上main函数：

void Main(void)
{
    char result;
	
	MMU_EnableICache();
	MMU_EnableDCache();
	
	Port_Init();
	Uart_Init();
	Nand_Init();

    //Memset((char*)0x30000000, 0,  3U * 512 * 1024);
    //Memset((char*)0x30000000 + 32U * 1024 * 1024, 0,  128U * 1024U);
    Memset((char*)pBSPArgs, 0, 1024);
    Uart_SendString("load Windows CE Image..\r\n");
    //for(;;);
 
 	InitLCD();
    result = ReadImageFromNand(1);


	  if (run)   run();

	  // shouldn't be here.

	  for (;;);
}

main()函数很简单，使能MMU的指令和数据cache，端口初始化，串口初始化，nand初始化，然后调用Memset函数将pBSPArgs指针指向的1024大小的内存空间全部清零，清零后串口打印加载WinCE镜像文件的消息：
Uart_SendString("load Windows CE Image..\r\n");
然后初始化LCD显示器，然后调用
   result = ReadImageFromNand(1);
函数将镜像文件从nand flash中读取至内存中，最后调用
 if (run)   run();
启动内核。整体流程还是比较清晰明了的。
初始化什么的内部函数可以暂时不管，关键关注的重点在于
    result = ReadImageFromNand(1);
好了，我们来看一看这个函数，ReadImageFromNand()的定义在nand.c中，里面的内容还是很丰富的：

// Loading
char ReadImageFromNand(unsigned int dwEntry)
{
    volatile unsigned int dwSectorsNeeded;
    volatile unsigned int dwSector, dwLength;         // Start Sector & Length
    volatile unsigned int dwRAM, i;


	  NF_ReadSector(TOC_BLOCK*SECTOR_PER_BLOCK, (U8*)pToc);
	
    if (!VALID_TOC(pToc))
        return 0x32;
    
    if ( !(pToc->id[dwEntry].dwImageType & IMAGE_TYPE_RAMIMAGE) ) {
        return 0x33;
    }

    dwSectorsNeeded = pToc->id[dwEntry].dwTtlSectors;
	
    dwRAM    = VIRTUAL_TO_PHYSICAL(pToc->id[dwEntry].dwLoadAddress);

    run = (void (*)(void))(pToc->id[dwEntry].dwJumpAddress ? VIRTUAL_TO_PHYSICAL(pToc->id[dwEntry].dwJumpAddress) :
                                               VIRTUAL_TO_PHYSICAL(pToc->id[dwEntry].dwLoadAddress));
                                               

    i = 0;
	  while (dwSectorsNeeded && i < MAX_SG_SECTORS)
	  {
        dwSector = pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwSector;
        dwLength = pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwLength;

		ProgressBarInit(dwLength);
        // read each sg segment
        while (dwLength) {
            if (dwSector % SECTOR_PER_BLOCK == 0) {

                if (! NF_IsBadBlock(dwSector/SECTOR_PER_BLOCK)) {
                    dwSector += SECTOR_PER_BLOCK;
                    continue;                        
                }


            }
            
            if(!NF_ReadSector(dwSector, (unsigned char*)dwRAM)){
                    Uart_SendString("\nCannot load Windows CE\n");
                    while (1);                        
            }            

   		    dwSector++;
   		    dwLength--;
            dwRAM += SECTOR_SIZE;
            ProgressBarStep();
        }

        dwSectorsNeeded -= pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwLength;
        i++;
    }

	  return 0;

首先是
NF_ReadSector(TOC_BLOCK*SECTOR_PER_BLOCK, (U8*)pToc);
将nand flash的TOC_BLOCK*SECTOR_PER_BLOCK区域的一个扇区大小的数据搬运至pToc所指向的内存区域
接着判断此区域数据内容
    if (!VALID_TOC(pToc))
        return 0x32;
    
    if ( !(pToc->id[dwEntry].dwImageType & IMAGE_TYPE_RAMIMAGE) ) {
        return 0x33;
    }
如果不是有效的TOC，则返回0x32，若有效，读取pToc指针指向的结构体的内容，此结构体内容如下：

//
// TOC: Table Of Contents, OEM on disk structure.
// sizeof(TOC) = SECTOR_SIZE.
// Consider the TOC_BLOCK to contain an array of PAGES_PER_BLOCK
// TOC entries, since the entire block is reserved.
//
typedef struct _TOC {
    DWORD               dwSignature;
    // How to boot the images in this TOC.
    // This could be moved into the image descriptor if desired,
    // but I prefer to conserve space.
    BOOT_CFG            BootCfg;

    // Array of Image Descriptors.
    IMAGE_DESCRIPTOR    id[MAX_TOC_DESCRIPTORS];

    CHAININFO           chainInfo;
} TOC, *PTOC;           // 512 bytes

TOC包含了OEM代码在磁盘上的存储结构，TOC的大小呢等于一个扇区的面积，这也就和从磁盘（nand flash）的指定位置读取一个扇区的面积的数据相对应了。TOC_BLOCK存放了PAGES_PER_BLOCK TOC入口信息队列，因此这个整个block是被保留的。
TOC结构体包含了四个成员，其中id成员为 IMAGE_DESCRIPTOR类型的结构体，包含了镜像的各种描述，查看id成员：

// IMAGE_DESCRIPTOR: describes the image to load.
// The image can be anything: bootloaders, RAMIMAGE, MXIP, ...
// Note: Our NAND uses H/W ECC, so no checksum needed.
//
typedef struct _IMAGE_DESCRIPTOR {

    // File version info
    DWORD dwVersion;                    // e.g: build number
    DWORD dwSignature;                  // e.g: "EBOT", "CFSH", etc
    UCHAR ucString[IMAGE_STRING_LEN];   // e.g: "PocketPC_2002"

    DWORD dwImageType;      // IMAGE_TYPE_ flags
    DWORD dwTtlSectors;     // TTL image size in sectors.
                            // We store size in sectors instead of bytes
                            // to simplify sector reads in Nboot.

    DWORD dwLoadAddress;    // Virtual address to load image (ImageStart)
    DWORD dwJumpAddress;    // Virtual address to jump (StartAddress/LaunchAddr)

    // This array equates to a sector-based MXIP MultiBINInfo in blcommon.
    // Unused entries are zeroed.
    // You could chain image descriptors if needed.
    SG_SECTOR sgList[MAX_SG_SECTORS];

    // BinFS support to load nk region only
	//struct
	//{
		ULONG dwStoreOffset;    // byte offset - not needed - remove!
		//ULONG RunAddress;     // nk dwRegionStart address
		//ULONG Length;         // nk dwRegionLength in bytes
		//ULONG LaunchAddress;  // nk dwLaunchAddr
	//} NKRegion;

} IMAGE_DESCRIPTOR, *PIMAGE_DESCRIPTOR;

在 ReadImageFromNand()的前部分，主要任务是校验TOC合法性、验证image类型、image总扇区数、image加载至内存的地址dwRAM、跳转地址run，然后通过while循环读取flash中的image信息至内存中。

while (dwSectorsNeeded && i < MAX_SG_SECTORS)
	  {
        dwSector = pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwSector;//image段第i个list的开始扇区
        dwLength = pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwLength;//镜像段的第i个list的长度（多少个扇区）

		ProgressBarInit(dwLength);//
        // read each sg segment
        while (dwLength) {
            if (dwSector % SECTOR_PER_BLOCK == 0) {//若dwSector为block的开头

                if (! NF_IsBadBlock(dwSector/SECTOR_PER_BLOCK)) {//则检查block是否是坏块

                    dwSector += SECTOR_PER_BLOCK;//坏块则跳过此坏块
                    continue;                        
                }


            }
            
            if(!NF_ReadSector(dwSector, (unsigned char*)dwRAM)){//读取dwSector的一个扇区至dwRAM
                    Uart_SendString("\nCannot load Windows CE\n");
                    while (1);                        
            }            

   		    dwSector++;//扇区头地址往后挪一个位置
   		    dwLength--;//镜像长度减一
            dwRAM += SECTOR_SIZE;//ram中的目的地址往后挪一，增加的长度为一个扇区的长度
            ProgressBarStep();
        }

        dwSectorsNeeded -= pToc->id[dwEntry].sgList[i].dwLength;//需要读取的总扇区数=总扇区数-已经读取数据的扇区数
        i++;
    }

此段代码负责将flash中的内容复制至RAM中，包含两个while循环while (dwSectorsNeeded && i < MAX_SG_SECTORS)、while (dwLength) ，其中while (dwLength) 负责将一个list的数据，从dwSector开始的dwLength个扇区数据搬运至dwRAM中，while (dwSectorsNeeded && i < MAX_SG_SECTORS)负责遍历所有的list，list数据共有MAX_SG_SECTORS个，通过查看这个宏可以知道，MAX_SG_SECTORS为14个，dwSectorsNeeded是镜像所有list的扇区总数，while循环里的判断语句可谓双保险，通过判定：1.复制的扇区总数是否足额2.复制的list数目是否足额，来停止image的复制。

通过list的数据结构可以很清晰的知道，所有的list应该是连续的，而这MAX_SG_SECTORS个的各个list可以使不连续的。

将nand里面的内容读取完成之后，就可以执行：

	  if (run)   run();

跳转至内核，启动。

run = (void (*)(void))(pToc->id[dwEntry].dwJumpAddress ? VIRTUAL_TO_PHYSICAL(pToc->id[dwEntry].dwJumpAddress) :
                                               VIRTUAL_TO_PHYSICAL(pToc->id[dwEntry].dwLoadAddress));

其中函数run的声明也特别有意思：

void (*run)(void)=(void (*)(void))(DOWNLOAD_ADDRESS);
void (*run)(void)定义了一个名称为run指向参数为void，返回值也为void的函数的指针，可以看做：

run为指向出入参数和返回值均为void的函数的指针，void (*run)(void)=(void (*)(void))(DOWNLOAD_ADDRESS);表示将地址DOWNLOAD_ADDRESS赋予run指针，也就是跳转执行了。(void (*)(void))表示将DOWNLOAD_ADDRESS地址强制转换为和run指针类型一致的地址值，也就是所谓的强制转换。

void (*run)(void) = (void (*)(void))0x0;  

void (*run)(void) = (void (*)(void))0x0; 
定义了一个不带参数和返回值的函数指针run ，同时对它进行初始化。指向了内存的0号单元。
run是一个指向返回值和参数都为空的函数的指针，0x0就是0，这个赋值就是将地址0强制转换为返回值和参数都为空的函数的地址赋给run。
 (void (*)(void))进行强制转换.就好象(char *)str一样
void (*run)(void)与void (*)(void)有什么区别呢 ？
只是差个名称 
对于类型来说本身叫什么就没必要 
void (*)(void) 就是函数指针，它是个类型说明

void (*)(void)

(*) －－我是函数指针 
(void)－不需要传给我参数 
void －－我的返回类型为空
－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 
void (*run)(void)

(*run) －－我是函数指针 ，我叫run 
(void)－不需要传给我参数 
void －－我的返回类型为空

你可以这么看typedef void (*run)(void) 然后run a = (run)0x00; 这样总能理解了吧 

typedef struct _TOC {

DWORD	dwSignature;
BOOT_CFG	BootCfg;
IMAGE_DESCRIPTOR	id[MAX_TOC_DESCRIPTORS];
CHAININFO	chainInfo;

} TOC, *PTOC;           // 512 bytes

 

typedef struct _BOOTCFG {

ULONG	ImageIndex;
ULONG	ConfigFlags;
ULONG	BootDelay;
EDBG_ADDR	EdbgAddr;
ULONG	SubnetMask;

} BOOT_CFG, *PBOOT_CFG;

 

typedef struct _EDBG_ADDR {

DWORD	dwIP;
USHORT	wMAC[3];
USHORT	wPort;

} EDBG_ADDR;

 

typedef struct _IMAGE_DESCRIPTOR {

DWORD	dwVersion;
DWORD	dwSignature;
UCHAR	ucString[IMAGE_STRING_LEN];
DWORD	dwImageType;
DWORD	dwTtlSectors;
DWORD	dwLoadAddress;
DWORD	dwJumpAddress;
SG_SECTOR	sgList[MAX_SG_SECTORS];

} IMAGE_DESCRIPTOR, *PIMAGE_DESCRIPTOR;

 

typedef struct _SG_SECTOR {

DWORD	dwSector;
DWORD	dwLength;

} SG_SECTOR, *PSG_SECTOR;

 

typedef struct _CHAININFO {

        

DWORD	dwLoadAddress;
DWORD	dwFlashAddress;
DWORD	dwLength;

} CHAININFO, *PCHAININFO;

TOC分析见 http://blog.csdn.net/formerman/article/details/4347905