U-boot启动流程（Linux内核）的分析（三转）

U-boot属于两阶段的Bootloader，第一阶段的文件为cpu/arm920t/start.S 和board\samsung\smdk2410/lowlevel_init.S,前者是平台相关的，后者是开发板相关的。

1.U-Boot第一阶段代码分析
（1）硬件设备初始化
依次完成如下设置：将CPU的工作模式设为管理模式（SVC），关闭WATCHDOG，设置FCLK，HCLK，PCLK的比例，关闭MMU，CACHE。代码在cpu/arm920t/start.S中，
（2）为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间。
所谓准备RAM空间，就是初始化内存芯片，使它可用，对于S3C24x0，通过在Start.S中调用lowlevel_init函数来设置存储控制器，使得外接

SDRAM可用，lowlevel_init.S,文件是与开发板相关的，这表示如果外接的设备不一样，可以修改lowlevel_init.S文件中的相关的宏。

_TEXT_BASE:  .word TEXT_BASE //这里是获得代码段的起始地址，我的是0x33F80000(在board/xxx/config.mk中                   //可到找到“TEXT_BASE=0x33F80000” .globl lowlevel_init //这里相当于定义一个全局的lowlevel_init以方便调用 lowlevel_init:  /* memory control configuration */  /* make r0 relative the current location so that it */  /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory ! */  ldr r0, =SMRDATA //SMDATA表示这 13个寄存器的值存放的开始地址，值为0x33F8xxxx,处于内                        //存中，这一句的作用是把其值加载到r0中    ldr r1, _TEXT_BASE // 把代码的起始地址(0x33F80000)加载到r1中  sub r0, r0, r1 //r0减去r1其结果存入r0，也即SMDATA中的起始地址0x33F8xxxx减去                        //0x33F80000，其结果就是13个寄存器的值在NOR Flash存放的开始地址  ldr r1, =BWSCON /* Bus Width Status Controller */ //存储控制器的基地址  add r2, r0, #13*4 //在计算出来的存放地址加上#13*4，然后其结果保存在r2中                            //13 个寄存器，每个寄存器占4个字节 0:  ldr r3, [r0], #4 //内存中r0的值加载到r3中，然后r0加4，即下一个寄存器的  str r3, [r1], #4 //读出寄存器的值保存到r1中，然后r1也偏移4  cmp r2, r0 //比较r0与r2的值，如果不等继续返回0:执行，也即13个寄存器的值                            // 是否读完  bne 0b  /* everything is fine now */  mov pc, lr //程序跳转，返回到cpu_init_crit中  .ltorg /* the literal pools origin */ SMRDATA: ...................

(3)复制Bootloader的第二阶段代码到RAM空间中
这里将整个U-Boot代码都复制到SDRAM中，这在cpu/arm920t/start.s中实现

relocate:                /* 将U-Boot复制到RAM中     */     adr    r0, _start        /* r0：当前代码的开始地址 */     ldr    r1, _TEXT_BASE        /* r1:代码段的连接地址*/     cmp r0, r1 /* 测试现在是在FLash中，还在是RAM中，如果要从NandFlash启动的话，这里要根据需要修改 */     beq stack_setup /*如果已经在RAM中，则不需要复制*/     ldr    r2, _armboot_start /*_armboot_start在前面定义，是第一条指令的运行地址*/     ldr    r3, _bss_start /*在连接脚本U-Boot.lds中定义，是代码段的结束地址*/     sub    r2, r3, r2        /* r2 <- 代码段长度 */     add    r2, r0, r2        /* r2 <-代码段的结束地址 */ copy_loop:     ldmia     {r3-r10}        /* 从地址[r0]处获得数据 */     stmia     {r3-r10}        /* 复制到地址[r1]处 */     cmp    r0, r2            /* 判断是否复制完毕 */     ble    copy_loop /*没有复制完，则继续*/ #endif    /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */

上面这段程序，在使用NANDFlash启动时，需要修改。
（4）设置好栈

/*栈的设置灵活性很大，只要让sp寄存器指向一段没有使用的内存即可*/

stack_setup:     ldr    r0, _TEXT_BASE        /* _TEXT_BASE 为代码段的开始地址，值为0x33F80000 */     sub    r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN    /* 代码段下面，留出一段内存以实现malloc */     sub    r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* 再留出一段内存，存一些全局参数 */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ     sub    r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) #endif     sub    sp, r0, #12        /* 最后，留出12字节的内存给abort异常 */ clear_bss:     ldr    r0, _bss_start        /* 下面的都是栈 */     ldr    r1, _bss_end        /* stop here */     mov    r2, #0x00000000

（5）跳转到第二阶段代码的C入口点
在跳转之前，还要清除BSS段（初始值0，无初始值的全局变量，静态变量放在BSS段。

clear_bss:     ldr    r0, _bss_start        /* BSS段的开始地址，它的值在连接脚本中U-Boot.lds中确定 */     ldr    r1, _bss_end        /* BSS段的结束地址，它的值在连接脚本u-Boot.lds中确定 */     mov    r2, #0x00000000        /* clear */ clbss_l:str    r2, [r0]        /* 向BSS段中写入0值 */     add    r0, r0, #4     cmp    r0, r1     ble    clbss_l

    现在，C函数的运行环境已经完全准备好，通过如下命令直接跳转，这之后在内存中执行，原先在NorFlash中，它将调用lib_arm/boadr.c中的star_armboot函数，这是第二阶段的入口。

ldr    pc, _start_armboot _start_armboot:    .word start_armboot

2 U-Boot第二阶段代码分析

    U-boot在启动内核之前可以让用户决定是否进入下载模式，即进入U-Boot的控制界面。
第二阶段从lib_arm/borad.c中的start_armboot函数开始，程序的流程如下 ：

（1）初始化本阶段要使用到的硬件设备

最主要的是设置系统时钟，初始化串口，只要这两个设置好了，就可以从串口看到打印信息。
board_init 函数设置MPLL，改变系统时钟，它是开发板相关函数。board\samsung\smdk2410/smdk2410.c中实现。串口的初始化函数主 要是serial_init，它设置UART控制器，是CPU相关的函数，在cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c中实现。

（2）检测系统内存映射

对于特定的开发板，其内存的分布是明确的，所以可以直接设置，board\samsung\smdk2410\smdk2410.c中的dram_init函数指定了本开发板的内存起始地址为0x30000000,大小为0x40000000。

 

int dram_init (void) {     gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;     gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE;     return 0; }

(3) 为内核设置启动参数
   在start_armboot()函数的最后，调用main_loop()函数，进行一个无限循环，该函数在common/main.c文件中定义。

u-boot-2009.08\lib_arm\bootm.c文件中，定义了引导Linux内核的 do_bootm_linux（）函数，U_Boot也是通过标记列表向内核传递参数的，一般而言，设置这以下两个标记就可以了，在配置文件 include/configs/smdk2410.h中，增加如下两个配置项即可：

#define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS 1 #define　CONFIG＿CMDLINE＿TAG　1

   对于ARM架构的CPU来说，都是通过u-boot-2009.08\lib_arm\bootm.c中的do_bootm_linux函数来启动内核 的，这个函数中，设置标记列表，最后通过“theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);”调用内核，其中，这里第1、2、3个参数就分别存储在r0、r1、r2中。theKernel指向内核 存放的地址，（对于ARM架构的CPU，通常是0x30008000）,bd->bi_boot_params就是在board_init函数设置 的机器类型ID，而bd->bi_boot_params就是标记列表的地址