uboot、kernel启动过程分析

00、uboot的宏观启动

        第1种：bootROM读取SPL到片内RAM，SPL初始化DDR，SPL把uboot程序copy到DDR，uboot启动进行必要外设初始化、自我拷贝、重定位等。

        第2种：bootROM直接读取uboot的头部信息（IVT、DCD）将DDR初始化完成，bootROM拷贝uboot程序到DDR，uboot开始执行。

        uboot的启动设备有很多，由bootPin开关（类似于STM32的boot0和boot1引脚）决定bootROM从哪种设备启动（上电开始从哪种存储设备读取信息去执行）。

一、uboot的启动

以imx6ull为例： 

1. 设置CPSR寄存器，进入SVC模式，关闭中断irq、fiq；
2. 设置SCTLR、VBAR寄存器，进行中断向量表重定位，向VBAR写入中断向量表的基地址0x87800000；
3. 关闭MMU，关闭D-cache，cpu类型检查，进入__main开始板级初始化；
4. 初始化内部定时器（类似于Cortex-M系列内核的滴答定时器）；
5. uboot拷贝自己到DDR高地址0x9FF47000处（产生地址偏移：0x9FF47000 - 0x87800000=0x18747000），让出空间给准备要加载的内核；
6. uboot进行重定位，采用位置无关码（pc的相对偏移）访问Label，并且修改Label的内容：原Label内容+偏移0x18747000，这样就可以通过与pc的相对偏移访问到Label，取出Label的内容，也即取出真正要访问的函数或全局变量的地址（Label的内容=真正要访问的函数或全局变量的地址，可以通过反汇编去验证）。
7. 再次重定位中断向量表重定位，向VBAR写入NEW中断向量表的基地址0x9FF47000；
8. 初始化其他外设；
9. uboot进入命令行模式等待或者直接尝试启动内核（bootz指令启动内核：主要传递内核镜像和设备树地址，如：bootz 80800000 - 83000000，内核地址0x80800000 ，设备树地址0x83000000）；

二、kernel的启动

        内核启动前的要求：MMU off、D-cache off、I-cache = don’t care、如果支持设备树内核需要知道设备树的首地址；

        uboot要传递给内核的核心参数：bootargs（控制台参数、根文件系统位置等）、bootcmd（读取外部存储器的内核、设备树文件加载到DDR指定位置并启动）；

        从arch/arm/kernel/vmlinux.lds下ENTRY(stext)内核入口，stext在arch/arm/kernel/head.S下：

1）处理器继续处于SVC，关闭所有中断，“内核详细的启动工作...”

2）内核启动函数：start_kernel -> “一系列详细过程...”-> reset_init ：

     内部使用rcu锁调度器（区别读写锁，rcu读不会被写阻塞）

        a. pid=1：init进程

                  init进程进行其他初始化工作：

                          -注册控制台设备“ /dev/console”，作为标准输入，同时复制此文件描述符，

                           同时作为标准输出、标准错误；

                          -根据bootargs参数console(console=ttymxc0,115200)设置/dev/console对

                           应的实际设备；

                          -根据bootargs参数root(root=/dev/mmcblk1p2)挂载根文件系统，也可以通

                            过nfsroot挂载网络文件系统；

                          -根据bootargs参数init（init=/linuxrc），在根文件系统下查找init用户态进

                            程/linuxrc，找不到，内核就会启动失败！

        b. pid=2：负责内核进程调度和管理的进程;

        c. pid=0：主进程演变为idle进程，相当于空闲任务;

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