Bootloader之BareBox 之路（2）--启动分析
上篇讲到了barebox的安装，并针对pcm038做了编译，这次以pcm038为例大致分析下barebox的结构。
barebox的启动文件是startup.c，通常arm的启动代码都用汇编语言写成，不过用c语言也没什么差--批一层羊皮而已，没错，就是在c语言里调用汇编语句，来看一下入口函数：
代码
void __naked __section(.text_entry) exception_vectors(void)
{
__asm__ __volatile__ (
"
b reset\n
"
/*
reset
*/
"
ldr pc, =undefined_instruction\n
"
/*
undefined instruction
*/
"
ldr pc, =software_interrupt\n
"
/*
software interrupt (SWI)
*/
"
ldr pc, =prefetch_abort\n
"
/*
prefetch abort
*/
"
ldr pc, =data_abort\n
"
/*
data abort
*/
"
ldr pc, =not_used\n
"
/*
(reserved)
*/
"
ldr pc, =irq\n
"
/*
irq (interrupt)
*/
"
ldr pc, =fiq\n
"
/*
fiq (fast interrupt)
*/
);
}
这个函数内容没啥可说的，就是arm异常表的一个映射，注意__section(.text_entry) 这个前缀，它指定该函数会被link到.text_entry区域，在arch/arm下的Makefile里可以看到：
lds-$(CONFIG_GENERIC_LINKER_SCRIPT) := arch/arm/lib/barebox.lds （CONFIG_GENERIC_LINKER_SCRIPT在menuconfig可以看到被选中）
打开arch/arm/lib/barebox.lds，可以看到：
代码
1
OUTPUT_FORMAT(
"
elf32-littlearm
"
,
"
elf32-littlearm
"
,
"
elf32-littlearm
"
)
2
OUTPUT_ARCH(arm)
3
ENTRY(exception_vectors)
4
SECTIONS
5
{
6
.
=
0xa7f00000
;
7
8
.
=
ALIGN(
4
);
9
.text :
10
{
11
_stext
=
.;
12
_text
=
.;
13
*
(.text_entry
*
)
14
15
16
17
18
19
*
(.text_bare_init
*
)
20
*
(.text
*
)
21
}
22
23
.
=
ALIGN(
4
);
24
.rodata : {
*
(.rodata
*
) }
25
26
_etext
=
.;
/*
End
of text and rodata section
*/
27
28
.
=
ALIGN(
4
);
29
.data : {
*
(.data
*
) }
30
31
.
=
ALIGN(
4
);
32
.got : {
*
(.got
*
) }
33
34
.
=
.;
35
__barebox_cmd_start
=
.;
36
.barebox_cmd : { KEEP(
*
(SORT_BY_NAME(.barebox_cmd
*
))) }
37
__barebox_cmd_end
=
.;
38
39
__barebox_initcalls_start
=
.;
40
.barebox_initcalls : { KEEP(
*
(.initcall.
0
)) KEEP(
*
(.initcall.
1
)) KEEP(
*
(.initcall.
2
)) KEEP(
*
(.initcall.
3
)) KEEP(
*
(.initcall.
4
)) KEEP(
*
(.initcall.
5
)) KEEP(
*
(.initcall.
6
)) KEEP(
*
(.initcall.
7
)) KEEP(
*
(.initcall.
8
)) }
41
__barebox_initcalls_end
=
.;
42
43
__usymtab_start
=
.;
44
__usymtab : { KEEP(
*
(__usymtab)) }
45
__usymtab_end
=
.;
46
47
.
=
ALIGN(
4
);
48
__bss_start
=
.;
49
.bss : {
*
(.bss
*
) }
50
_end
=
.;
51
}
可以看到入口处即为__section(.text_entry) 。
然后找到b reset的reset函数：
void __naked __bare_init reset(void)
{...}
注意这个_bare_init，对应的是__section(.text_bare_init.text)，在上面的link文件中可以看到紧跟__section(.text_entry)。这是因为从nand flash等设备启动时，i.MX27会拷贝nand flash的前2K内容到buffer，如果reset函数不放在前面的话可能拷不到这个buffer中，就没办法执行了，另从中可以知道如果在map文件中__section(.text_bare_init.text)的结尾偏移首地址2KB的话，那么barebox就没法运行了。
reset函数中清空cache，disable掉mmu后跳去执行board_init_lowlevel（CONFIG_MACH_DO_LOWLEVEL_INIT可以在menuconfig中看到被选中）。board_init_lowlevel就是板子特定的文件了，现在转去arch/arm/boards/pcm038/lowlevel.c。
board_init_lowlevel函数建立板子运行的基本条件如时钟，SDRAM初始化等，然后判断自己是否运行在SDRAM中。在nand buffer中运行的时候PC是在[0xD800 0000~0xD800 0800)，这个由cpu决定，之所以不是从0开始是因为CPU选中nand启动时对reset入口地址做了重映射。由于这部分代码都是相当地址寻址，所以同link文件指定的入口地址无关。
board_init_lowlevel函数发现自己还不在SDRAM中，就把自己（2KB的buffer）拷到SDRAM中，然后跳去SDRAM （函数入口insdram）执行，跳转的方式是取绝对地址：
r = (unsigned int)&insdram;
__asm__ __volatile__("mov pc, %0" : : "r"(r));
这个r就跟link文件有关了，是在入口0xa7f00000+__section(.text_bare_init.text)里insdram对应的offset，具体地址可以从map文件中看到。
跳到insdram后首要做的事就是把bootloader整个文件拷到SDRAM，这个过程就是清空nand buffer->读nand->写SDRAM的循环，读完之后以后的函数就不用加_bare_init前缀了，反正不管你放哪里都能执行了。注意board_init_lowlevel_return还是要加，因为CONFIG_MACH_DO_LOWLEVEL_INIT没enable的话就在reset里直接跳去执行它了。
insdram最后调用board_init_lowlevel_return，设定下stack，再多余的判断一次自己是否在SDRAM（仅对当前的设定多余），然后就调用barebox的入口函数--start_barebox。
start_barebox首先读取__barebox_initcalls_start开头的一堆函数指针，然后挨个去执行它，执行完后调用environment设定，接着就是一个死循环run_shell。那驱动/文件系统呢，跑哪里去了？答案就在__barebox_initcalls_start开头的函数指针处。barebox有9个宏定义，分别是pure_initcall/core_initcall/postcore_initcall/console_initcall/postconsole_initcall/fs_initcall/device_initcall/late_initcall，是__define_initcall的按顺序定义，至于__define_initcall，它被定义到.initcall.n，即上面link指定的从__barebox_initcalls_start到__barebox_initcalls_end对应的空间，也就是start_barebox一开始读取一堆函数指针的地址空间。
之后的事情就是一个个的查找那些xxxx_initcall然后来做具体的分析了。