uboot 分析之 启动流程

uboot的启动流程:
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uboot 分析之 启动流程_第1张图片

1.第一阶段:start.s的内容:

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  1. #include @该文件是第二步中mkconfig文件执行时创建的。include/config.h
  2. #include
  3. #include @在include目录下。
  4. /*
  5. *************************************************************************
  6. *
  7. * Jump vector table as in table 3.1 in [1]
  8. *
  9. *************************************************************************
  10. */
  11. @这是一个异常跳转表,
  12. .globl _start
  13. _start: 
  14. b start_code  @start_code才是真正的启动代码
  15. ldr pc, _undefined_instruction
  16. ldr pc, _software_interrupt
  17. ldr pc, _prefetch_abort
  18. ldr pc, _data_abort
  19. ldr pc, _not_used
  20. ldr pc, _irq
  21. ldr pc, _fiq

  22. _undefined_instruction: .word undefined_instruction @在标号_undefined_instruction处存储了一个变量,该变量也是一个标号地址
  23. _software_interrupt: .word software_interrupt @执行上面的ldr pc, _undefined_instruction;指令会将变量undefined_instruction的值装入PC
  24. _prefetch_abort: .word prefetch_abort @pc指向一个地址,CPU从该地址中取指执行
  25. _data_abort: .word data_abort
  26. _not_used: .word not_used
  27. _irq: .word irq
  28. _fiq: .word fiq
  29. .balignl 16,0xdeadbeef
  30. /*
  31. *************************************************************************
  32. *
  33. * Startup Code (called from the ARM reset exception vector)
  34. *
  35. * do important init only if we don't start from memory!
  36. * relocate armboot to ram
  37. * setup stack
  38. * jump to second stage
  39. *
  40. *************************************************************************
  41. */
  42. _TEXT_BASE:
  43. .word TEXT_BASE @变量TEXT_BASE由连接脚本指定,

  44. .globl _armboot_start

  45. _armboot_start:
  46. .word _start @_start是在起始代码处定义的标号,当跳到_armboot_start后还是会跳转到_start
  47. /*
  48. * These are defined in the board-specific linker script.
  49. */
  50. .globl _bss_start

  51. _bss_start:
  52. .word __bss_start  @这是board/mini2440/u-boot.lds脚本中的变量,

  53. .globl _bss_end
  54. _bss_end:
  55. .word _end  @这也是board/mini2440/u-boot.lds脚本中的变量,

  56. #ifdef CONFIG_USE_IRQ  @这个宏在include/configs/$(board_name).h中定义。可以取消
  57. /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
  58. .globl IRQ_STACK_START
  59. IRQ_STACK_START:
  60. .word 0x0badc0de
  61. /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
  62. .globl FIQ_STACK_START
  63. FIQ_STACK_START:
  64. .word 0x0badc0de
  65. #endif
  66. /*
  67. * the actual start code
  68. */

  69. start_code:  @这是真正的启动代码
  70. /* set the cpu to SVC32 mode*/
  71. mrs r0,cpsr
  72. bic r0,r0,#0x1f
  73. orr r0,r0,#0xd3
  74. msr cpsr,r0
  75. bl coloured_LED_init @这个函数在status_led.h中被提升了作用域,但是在哪里面实现??status_led.h文件
  76. bl red_LED_on @同上
  77. @下面这些宏开关也是在include/configs/$(board_name).h中定义??
  78. #if defined(CONFIG_AT91RM9200DK) || defined(CONFIG_AT91RM9200EK) || defined(CONFIG_AT91RM9200DF)

  79. /*
  80. * relocate exception table
  81. */
  82. ldr r0, =_start
  83. ldr r1, =0x0
  84. mov r2, #16

  85. copyex:
  86. subs r2, r2, #1
  87. ldr r3, [r0], #4
  88. str r3, [r1], #4
  89. bne copyex
  90. #endif

  91. @下面这些宏开关是在include/configs/$(board_name).h中定义
  92. #if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)||defined(CONFIG_S3C2440)
  93. /* turn off the watchdog */
  94. # if defined(CONFIG_S3C2400)
  95. # define pWTCON 0x15300000
  96. # define INTMSK 0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses */
  97. # define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */
  98. #else
  99. # define pWTCON 0x53000000
  100. # define INTMSK 0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */
  101. # define INTSUBMSK 0x4A00001C
  102. # define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register */
  103. # endif
  104. #define CLK_CTL_BASE 0x4c000000
  105. #define MDIV_405 0x7f<<12
  106. #define PSDIV_405 0x21
  107. #define UPLL_MDIV_48 0x38<<12
  108. #define UPLL_PSDIV_48 0x22
  109. #define MDIV_200 0xa1<<12
  110. #define PSDIV_200 0x31
  111. ldr r0, =pWTCON
  112. mov r1, #0x0
  113. str r1, [r0]

  114. /*
  115. * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
  116. */
  117. mov r1, #0xffffffff
  118. ldr r0, =INTMSK
  119. str r1, [r0]
  120. # if defined(CONFIG_S3C2410)
  121. ldr r1, =0x3ff
  122. ldr r0, =INTSUBMSK
  123. str r1, [r0]
  124. # endif

  125. /*add by gray*/
  126. #if defined(CONFIG_S3C2440)
  127. ldr r1, =0x7fff
  128. ldr r0, =INTSUBMSK
  129. str r1, [r0]
  130. #endif

  131. /*add by gray,这里是修改后的,其实可以在uboot启动的第二阶段start_armboot()函数里调用board_init()函数时重置CPU钟
  132. 对于S3C2440,MPLL(clk)=(2 * m * Fin) / p * 2^s,
  133. m = MDIV + 8, p = PDIV + 2, s = SDIV.
  134. 这里MDIV =  0x7f, PDIV = 0x2 ,SDIV = 0x1 
  135. */
  136. #if defined(CONFIG_S3C2440)
  137. /*FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4*/
  138. ldr r0, =CLKDIVN
  139. mov r1, #5
  140. str r1,[r0]
  141. mrc p15,0,r1,c1,c0,0 /*read ctrl reg*/
  142. orr r1,r1,#0xc0000000 /*ASYN*/
  143. mcr p15,0,r1,c1,c0,0 /*write ctrl reg*/
  144. mov r1,#CLK_CTL_BASE
  145. mov r2,#UPLL_MDIV_48
  146. add r2, r2,#UPLL_PSDIV_48
  147. str r2,[r1,#0x08] /*write UPLL first,48MHZ*/
  148. mov r2,#MDIV_405
  149. add r2,r2,#PSDIV_405  /*mpll_405MHZ*/
  150. str r2,[r1,#0x04]  /*MPLLCON*/
  151. #else
  152. /*F:H:P=1:2:4*/
  153. ldr r0, =CLKDIVN
  154. mov r1, #3
  155. str r1,[r0]
  156. mrc p15,0,r1,c1,c0,0  /*read ctrl reg*/
  157. orr r1,r1,#0xc0000000
  158. mcr p15,0,r1,c1,c0,0
  159. mov r1,#CLK_CTL_BASE
  160. mov r2,#MDIV_200
  161. add r2,r2,#PSDIV_200  /*mpll_200MHZ*/
  162. str r2,[r1,#0x04]  /*MPLLCON*/
  163. #endif
  164. #endif /*CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 || CONFIG_S3C2440*/

  165. /*
  166. * we do sys-critical inits only at reboot,
  167. * not when booting from ram!
  168. */

  169. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
  170. bl cpu_init_crit @如果没有定义CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT,就进行严格的初始化,调用lowlevel_init函数
  171. #endif
  172. #ifndef CONFIG_AT91RM9200 @AT91RM9200评估板,基于ARM920T内核
  173. #ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT

  174. /* relocate U-Boot to RAM */
  175. relocate: 
  176. adr r0, _start   /* r0 <- current position of code */
  177. ldr r1, _TEXT_BASE  /* test if we run from flash or RAM */
  178. cmp r0, r1  /* don't reloc during debug */
  179. beq stack_setup   /*如果_start与_TEXT_BASE相等,就直接跳去stack_setup进行栈的设置, 否则就要进行代码的拷贝,把代码拷贝到内存中*/

  180. ldr r2, _armboot_start
  181. ldr r3, _bss_start  @计算代码段大小=_bss_start-_armboot_start
  182. sub r2, r3, r2  /* r2 <- size of armboot */
  183. add r2, r0, r2  /* r2 <- source end address */
  184. @ r2 = _start的地址+代码段大小
  185. copy_loop:
  186. ldmia r0!, {r3-r10}  /* copy from source address [r0] */
  187. stmia r1!, {r3-r10}  /* copy to target address [r1] */
  188. cmp r0, r2  /* until source end addreee [r2] */
  189. ble copy_loop
  190. #endif  /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
  191. #endif
  192. /* Set up the stack,设置栈 */
  193. stack_setup:
  194. ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */
  195. sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN  /* malloc area,这是堆区 */
  196. sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE  /* bdinfo */
  197. #ifdef CONFIG_USE_IRQ @如果定义了IRQ,就要为IRQ,FIQ分配中断栈。
  198. sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
  199. #endif
  200. sub sp, r0, #12  /* leave 3 words for abort-stack */
  201. clear_bss:  @清除bss段,_bss_start 和_bss_end就是u-boot.lds脚本传入的变量
  202. ldr r0, _bss_start  /* find start of bss segment */
  203. ldr r1, _bss_end  /* stop here */
  204. mov r2, #0x00000000  /* clear */
  205. clbss_l:str r2, [r0]  /* clear loop... */
  206. add r0, r0, #4
  207. cmp r0, r1
  208. ble clbss_l

  209. ldr pc, _start_armboot
  210. _start_armboot: .word start_armboot @跳到start_armboot()函数执行,进入uboot的第二阶段
  211. /*
  212. *************************************************************************
  213. *
  214. * CPU_init_critical registers
  215. *
  216. * setup important registers
  217. * setup memory timing
  218. *
  219. *************************************************************************
  220. */
  221. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
  222. cpu_init_crit:  @进行严格的初始化,关闭I/D caches,MMU,

  223. /*
  224. * flush v4 I/D caches
  225. */
  226. mov r0, #0
  227. mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */
  228. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */

  229. /*
  230. * disable MMU stuff and caches
  231. */
  232. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
  233. bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
  234. bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
  235. orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align
  236. orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache
  237. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

  238. /*
  239. * before relocating, we have to setup RAM timing
  240. * because memory timing is board-dependend, you will
  241. * find a lowlevel_init.S in your board directory.
  242. */

  243. mov ip, lr
  244. #if defined(CONFIG_AT91RM9200DK) || defined(CONFIG_AT91RM9200EK) || defined(CONFIG_AT91RM9200DF)
  245. #else

  246. bl lowlevel_init  @这个函数是重点。。在lowlevel_init.S中
  247. #endif

  248. mov lr, ip
  249. mov pc, lr
  250. #endif  /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */
  251. lowlevel_init.S的内容:
  252. _TEXT_BASE:
  253. .word TEXT_BASE
  254. .globl lowlevel_init

  255. lowlevel_init:  @很明显,是初始化SDRAM
  256. /* memory control configuration */
  257. /* make r0 relative the current location so that it */
  258. /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory ! */
  259. ldr r0, =SMRDATA
  260. ldr r1, _TEXT_BASE
  261. sub r0, r0, r1
  262. ldr r1, =BWSCON  /* Bus Width Status Controller */
  263. add r2, r0, #13*4

  264. 0:
  265. ldr r3, [r0], #4
  266. str r3, [r1], #4
  267. cmp r2, r0
  268. bne 0b

  269. /* everything is fine now */
  270. mov pc, lr
  271. .ltorg


2.进入uboot启动的第二阶段:start_armboot()

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  1. start_armboot()在board.c中,处于lib_arm/,在进入lib_arm目录下编译LIBS目标时依赖board.o文件

  2. void start_armboot (void)
  3. {
  4.  init_fnc_t **init_fnc_ptr;
  5.  char *s;

  6. #if !defined(CFG_NO_FLASH) || defined (CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD)
  7.  ulong size;
  8. #endif

  9. #if defined(CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD)
  10.  unsigned long addr;
  11. #endif

  12.  //gd是个寄存器变量,ARM平台对应R8寄存器
  13.  /* Pointer is writable since we allocated a register for it
  14.   *_armboot_start是代码的起始地址,链接脚本指定为0x33f80000,CFG_MALLOC_LEN=192k,
  15.   *所以gd的起始地址=0x33F50000
  16.   */

  17.  gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
  18.  /* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.*/
  19.  __asm__ __volatile__("": : :"memory");

  20.  memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));//清空gd_t结构体

  21.  gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));//bd_t结构体

  22.  memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t)); 
  23.  gd->flags |= GD_FLG_RELOC;

  24.  monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;//uboot代码的长度

  25.  //对结构体init_fnc_t *init_sequence[]数组中的函数指针挨个调用
  26.  for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
  27.   if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
  28.    hang ();
  29.   }
  30.  }

  31.  /* 初始化flash*/
  32.  size = flash_init ();

  33.  。。。。。。

  34.  /* 初始化一个堆空间 */
  35.  mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);

  36.  nand_init(); /* go init the NAND */

  37.  /* 初始化环境变量,将环境参数读入内存指定位置 */
  38.  env_relocate ();

  39.  /* must do this after the framebuffer is allocated,串口初始化 */
  40.  serial_initialize();

  41.  /* IP Address */
  42.  gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
  43.  /* MAC Address,省略 */

  44.  devices_init (); /* get the devices list going. */

  45.  jumptable_init (); /* 跳转表初始化 */

  46.  console_init_r (); /* fully init console as a device */

  47.  /* 使能异常中断 */
  48.  enable_interrupts ();
  49.  /* Perform network card initialisation if necessary */

  50. #ifdef CONFIG_DRIVER_CS8900
  51.  cs8900_get_enetaddr (gd->bd->bi_enetaddr);
  52. #endif

  53.  /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */

  54.  for (;;) {
  55.   main_loop ();
  56.  }

  57.  /* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
  58. }

  59.   init_fnc_t *init_sequence[] = {
  60.          cpu_init, /* 基本的处理器相关配置,初始化IRQ/FIQ模式的栈 -- cpu/arm920t/cpu.*/
  61.          board_init, /* 基本的板级相关配置,设置系统时钟等 -- board/smdk2410/smdk2410.*/
  62.          interrupt_init, /* 初始化定时器处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.*/
  63.          env_init, /* 初始化环境变量,检查Flash上的环境参数是否有效 -- common/env_flash.*/
  64.          init_baudrate, /* 初始化波特率设置 -- lib_arm/board.*/
  65.          serial_init, /* 串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.*/
  66.          console_init_f, /* 控制台初始化阶段1 -- common/console.*/
  67.          display_banner, /* 打印u-boot信息 -- lib_arm/board.*/
  68.          dram_init, /* 配置可用的RAM,检测系统内存映射 -- board/smdk2410/smdk2410.*/
  69.          display_dram_config, /* 显示RAM的配置大小 -- lib_arm/board.*/
  70.          NULL,
  71.   };

  72.   下面逐个分析初始化函数:
  73. 1.int cpu_init (void)
  74. {
  75.  /* setup up stacks if necessary */
  76. #ifdef CONFIG_USE_IRQ
  77.  IRQ_STACK_START = _armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - CFG_GBL_DATA_SIZE - 4;
  78.  FIQ_STACK_START = IRQ_STACK_START - CONFIG_STACKSIZE_IRQ;
  79. #endif
  80.  return 0;
  81. }

  82. 2.int board_init (void)//设置系统时钟,配置引脚,使能缓存
  83. {
  84.  S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
  85.  S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();

  86.  /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */
  87.  clk_power->LOCKTIME = 0xFFFFFF;

  88.  /* configure MPLL */
  89.  clk_power->MPLLCON = ((M_MDIV << 12) + (M_PDIV << 4) + M_SDIV);
  90.  ......
  91.  /* configure UPLL */
  92.  clk_power->UPLLCON = ((U_M_MDIV << 12) + (U_M_PDIV << 4) + U_M_SDIV);
  93.  ......
  94.  /* set up the I/O ports */
  95.  gpio->GPACON = 0x007FFFFF;
  96.  gpio->GPBCON = 0x00044555;
  97.  gpio->GPBUP = 0x000007FF;
  98.  gpio->GPCCON = 0xAAAAAAAA;
  99.  gpio->GPCUP = 0x0000FFFF;
  100.  gpio->GPDCON = 0xAAAAAAAA;
  101.  gpio->GPDUP = 0x0000FFFF;
  102.  gpio->GPECON = 0xAAAAAAAA;
  103.  gpio->GPEUP = 0x0000FFFF;
  104.  gpio->GPFCON = 0x000055AA;
  105.  gpio->GPFUP = 0x000000FF;
  106.  gpio->GPGCON = 0xFF95FFBA;
  107.  gpio->GPGUP = 0x0000FFFF;
  108.  gpio->GPHCON = 0x002AFAAA;
  109.  gpio->GPHUP = 0x000007FF;

  110.  /* arch number of SMDK2410-Board */
  111.  gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410;

  112.  /* address of boot parameters */
  113.  gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;//为什么是这个地址
  114.  icache_enable();//下面这两个函数都是设置协处理器的相关寄存器,使能缓存
  115.  dcache_enable();
  116. }

  117. 3.int interrupt_init (void) //初始化2410的PWM timer 4,使其能自动装载计数值,
  118.     //恒定的产生时间中断信号,但是中断被屏蔽了用不上。
  119. {
  120.  S3C24X0_TIMERS * const timers = S3C24X0_GetBase_TIMERS();

  121.  /* use PWM Timer 4 because it has no output */
  122.  /* prescaler for Timer 4 is 16 */
  123.  timers->TCFG0 = 0x0f00;

  124.  if (timer_load_val == 0)
  125.  {
  126.   /*
  127.    * for 10 ms clock period @ PCLK with 4 bit divider = 1/2
  128.    * (default) and prescaler = 16. Should be 10390
  129.    * @33.25MHz and 15625 @ 50 MHz
  130.    */
  131.   timer_load_val = get_PCLK()/(* 16 * 100);
  132.  }

  133.  /* load value for 10 ms timeout */
  134.  lastdec = timers->TCNTB4 = timer_load_val;

  135.  /* auto load, manual update of Timer 4 */
  136.  timers->TCON = (timers->TCON & ~0x0700000) | 0x600000;

  137.  /* auto load, start Timer 4 */
  138.  timers->TCON = (timers->TCON & ~0x0700000) | 0x500000;

  139.  timestamp = 0;
  140.  return (0);
  141. }

  142. 4.int env_init(void)
  143. {
  144.  int crc1_ok = 0, crc2_ok = 0;
  145.  uchar flag1 = flash_addr->flags;
  146.  uchar flag2 = flash_addr_new->flags;
  147.  ulong addr_default = (ulong)&default_environment[0];
  148.  ulong addr1 = (ulong)&(flash_addr->data);
  149.  ulong addr2 = (ulong)&(flash_addr_new->data);
  150.  crc1_ok = (crc32(0, flash_addr->data, ENV_SIZE) == flash_addr->crc);
  151.  crc2_ok = (crc32(0, flash_addr_new->data, ENV_SIZE) == flash_addr_new->crc);

  152.  if (crc1_ok && ! crc2_ok) {
  153.   gd->env_addr = addr1;
  154.   gd->env_valid = 1;
  155.  } else if (! crc1_ok && crc2_ok) {
  156.   gd->env_addr = addr2;
  157.   gd->env_valid = 1;
  158.  } else if (! crc1_ok && ! crc2_ok) {
  159.   gd->env_addr = addr_default;
  160.   gd->env_valid = 0;
  161.  } else if (flag1 == ACTIVE_FLAG && flag2 == OBSOLETE_FLAG) {
  162.   gd->env_addr = addr1;
  163.   gd->env_valid = 1;
  164.  } else if (flag1 == OBSOLETE_FLAG && flag2 == ACTIVE_FLAG) {
  165.   gd->env_addr = addr2;
  166.   gd->env_valid = 1;
  167.  } else if (flag1 == flag2) {
  168.   gd->env_addr = addr1;
  169.   gd->env_valid = 2;
  170.  } else if (flag1 == 0xFF) {
  171.   gd->env_addr = addr1;
  172.   gd->env_valid = 2;
  173.  } else if (flag2 == 0xFF) {
  174.   gd->env_addr = addr2;
  175.   gd->env_valid = 2;
  176.  }
  177.  return (0);
  178. }

PS:
uboot的重要的数据结构
1)gd  全局数据变量指针,它保存了u-boot运行需要的全局数据,类型定义:
  typedef struct global_data {
           bd_t  *bd;      //board data pointor板子数据指针
           unsigned long flags;   //指示标志,如设备已经初始化标志等。
           unsigned long baudrate; //串口波特率
           unsigned long have_console; /* 串口初始化标志*/
           unsigned long reloc_off;   /* 重定位偏移,就是实际定向的位置与编译连接时指定的位置之差,一般为0 */
           unsigned long env_addr; /* 环境参数地址*/
           unsigned long env_valid; /* 环境参数CRC检验有效标志 */
           unsigned long fb_base; /* base address of frame buffer */
           #ifdef CONFIG_VFD
           unsigned char vfd_type; /* display type */
           #endif
           void  **jt;  /* 跳转表,1.1.6中用来函数调用地址登记 */
          } gd_t;

2)bd 板子数据指针。板子很多重要的参数。 类型定义如下:    
   typedef struct bd_info {
             int   bi_baudrate;     /* 串口波特率 */
             unsigned long bi_ip_addr;   /* IP 地址 */
             unsigned char bi_enetaddr[6]; /* MAC地址*/
             struct environment_s        *bi_env;
             ulong         bi_arch_number; /* unique id for this board */
             ulong         bi_boot_params; /* 启动参数 */
             struct       /* RAM 配置 */
             {
            ulong start;
            ulong size;
             }bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
         } bd_t; 

3)环境变量指针 env_t *env_ptr = (env_t *)(&environment[0]);(common/env_flash.c)
   env_ptr指向环境参数区,系统启动时默认的环境参数environment[],定义在common/environment.c中。 
   参数解释:
    bootdelay 定义执行自动启动的等候秒数 
    baudrate 定义串口控制台的波特率 
    netmask 定义以太网接口的掩码 
    ethaddr 定义以太网接口的MAC地址 
    bootfile 定义缺省的下载文件 
    bootargs 定义传递给Linux内核的命令行参数 
    bootcmd 定义自动启动时执行的几条命令 
    serverip 定义tftp服务器端的IP地址 
    ipaddr 定义本地的IP地址 
    stdin 定义标准输入设备,一般是串口 
    stdout 定义标准输出设备,一般是串口 
    stderr 定义标准出错信息输出设备,一般是串口 

  4)设备相关:
   标准IO设备数组?evice_t *stdio_devices[] = { NULL, NULL, NULL };
   设备列表    list_t    devlist = 0;
   device_t的定义:include\devices.h中:
    typedef struct {
     int flags;          /* Device flags: input/output/system */
     int ext;           /* Supported extensions   */
     char name[16];        /* Device name    */    
    /* GENERAL functions */    
     int (*start) (void);     /* To start the device   */
     int (*stop) (void);      /* To stop the device   */    
    /* 输出函数 */    
     void (*putc) (const char c); /* To put a char   */
     void (*puts) (const char *s); /* To put a string (accelerator) */   
    /* 输入函数 */   
     int (*tstc) (void);      /* To test if a char is ready... */
     int (*getc) (void);      /* To get that char   */   
    /* Other functions */    
     void *priv;          /* Private extensions   */
    } device_t;
   u-boot把可以用为控制台输入输出的设备添加到设备列表devlist,并把当前用作标准IO的设备指针加入stdio_devices数组中。
   在调用标准IO函数如printf()时将调用stdio_devices数组对应设备的IO函数如putc()。

5)命令相关的数据结构,后面介绍。
6)与具体设备有关的数据结构,
      如flash_info_t flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS];记录nor flash的信息。
      nand_info_t nand_info[CFG_MAX_NAND_DEVICE]; nand flash块设备信息
     
     
5.static int init_baudrate (void)
{
 char tmp[64]; /* long enough for environment variables */
 int i = getenv_r ("baudrate", tmp, sizeof (tmp));//环境变量存于tmp缓冲中
 gd->bd->bi_baudrate = gd->baudrate = (i > 0)
   ? (int) simple_strtoul (tmp, NULL, 10)
   : CONFIG_BAUDRATE;
 return (0);
}

6.int serial_init()实际调用下面这个函数,在移植时这个函数是第一个要修改的,因为要用到串口输出信息
static int serial_init_dev(const int dev_index)
{
 S3C24X0_UART * const uart = S3C24X0_GetBase_UART(dev_index);
 /* FIFO enable, Tx/Rx FIFO clear */
 uart->UFCON = 0x07; //这里使用的是串口0.
 uart->UMCON = 0x0;
 /* Normal,No parity,1 stop,8 bit */
 uart->ULCON = 0x3;
 /*
  * tx=level,rx=edge,disable timeout int.,enable rx error int.,
  * normal,interrupt or polling
  */
 uart->UCON = 0x245;
#ifdef CONFIG_HWFLOW
 uart->UMCON = 0x1; /* RTS up */
#endif
 /* FIXME: This is sooooooooooooooooooo ugly */
#if defined(CONFIG_ARCH_GTA02_v1) || defined(CONFIG_ARCH_GTA02_v2)
 /* we need auto hw flow control on the gsm and gps port */
 if (dev_index == 0 || dev_index == 1)
  uart->UMCON = 0x10;
#endif
 _serial_setbrg(dev_index);
 return (0);
}

7.由于标准设备还没有初始化(gd->flags & GD_FLG_DEVINIT=0),这时控制台使用串口作为控制台
    函数只有一句:gd->have_console = 1;
int console_init_f (void)
{
 gd->have_console = 1; //将标志位置1
#ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE
 if (getenv("silent") != NULL)
  gd->flags |= GD_FLG_SILENT;
#endif
 return (0);
}

8.int dram_init (void)
{//PHYS_SDRAM_1在整个include/configs.h文件中有很多定义,只在一个地方define为0x30000000
 //PHYS_SDRAM_1_SIZE定义为64MB
 gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;
 gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE;
 return 0;
}

9. ulong flash_init (void)
这里smdk2410的默认flash是AMD的,mini2440的板子是SST39F1601,如果NOR Flash符合CFI接口标准,可以使用drivers/cfi_flash.c
里面的接口函数,否则就得重写。如果使用cfi_flash.c,需要修改include/configs/$(board_name).h,在里面增加:
 #define CFG_FLASH_CFI_DRIVER  1
在board/$(board_name)/Makefile中去掉flash.o
在《嵌入式linux完全手册》上P273页有说明。
   首先是有一个变量flash_info_t flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]来记录flash的信息。flash_info_t定义:
   typedef struct {
    ulong size;   /* 总大小BYTE  */
    ushort sector_count;  /* 总的sector数*/
    ulong flash_id;  /* combined device & manufacturer code */
    ulong start[CFG_MAX_FLASH_SECT];   /* 每个sector的起始物理地址。 */
    uchar protect[CFG_MAX_FLASH_SECT]; /* 每个sector的保护状态,如果置1,在执行erase操作的时候将跳过对应sector*/
     #ifdef CFG_FLASH_CFI //我不管CFI接口。
    .....
     #endif
   } flash_info_t;
    flash_init()的操作就是读取ID号,ID号指明了生产商和设备号,根据这些信息设置size,sector_count,flash_id.
    以及start[]、protect[]。
10.mem_malloc_init()
11.nand_init()
12.env_relocate()
13.devices_init (); /* get the devices list going. */定义于common/devices.c
14.jumptable_init ()
15.console_init_r (); /* fully init console as a device ,前面结构体中的是前期控制台初始化,这是后期*/
主要过程:查看环境参数stdin,stdout,stderr中对标准IO的指定的设备名称,再按照环境指定的名称搜索devlist,将搜到的设备指针赋给标准IO数组stdio_devices[]。置gd->flag标志GD_FLG_DEVINIT。这个标志影响putc,getc函数的实现,未定义此标志时直接由串口serial_getc和serial_putc实现,定义以后通过标准设备数组stdio_devices[]中的putc和getc来实现IO。
 下面是相关代码:
    void putc (const char c)
         {
         #ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE
          if (gd->flags & GD_FLG_SILENT)//GD_FLG_SILENT无输出标志
           return;
         #endif
          if (gd->flags & GD_FLG_DEVINIT) {//设备list已经初始化
           /* Send to the standard output */
           fputc (stdout, c);
          } else {
           /* Send directly to the handler */
           serial_putc (c);//未初始化时直接从串口输出。
          }
         }
       void fputc (int file, const char c)
        {
         if (file < MAX_FILES)
          stdio_devices[file]->putc (c);
        }
为什么要使用devlist,std_device[]?
为了更灵活地实现标准IO重定向,任何可以作为标准IO的设备,如USB键盘,LCD屏,串口等都可以对应一个device_t的结构体变量,只需要实现getc和putc等函数,就能加入到devlist列表中去,也就可以被assign为标准IO设备std_device中去。如函数
int console_assign (int file, char *devname); /* Assign the console 重定向标准输入输出*/
这个函数功能就是把名为devname的设备重定向为标准IO文件file(stdin,stdout,stderr)。其执行过程是在devlist中查找devname的设备,返回这个设备的device_t指针,并把指针值赋给std_device[file]。

16.enable_interrupts ();
  (1)首先,需要设置系统时钟、初始化串口,只要这两个设置好,就能从串口看到打印信息。
  board_init函数设置MPLL,改变系统时钟,这是一个开发板相关的函数。
  serial_init函数用来初始化串口,设置UART控制器,是CPU相关的函数,
  (2)检测系统内存映射
  对于特定的开发板,内存分布是比较明确的,dram_init函数指定了目标开发板的内存起始地址为0x30000000,大小为64M
  (3)U-boot命令的格式
  uboot中的每个命令都是通过U_BOOT_CMD宏来定义,格式:U_BOOT_CMD(name,maxargs,repeatable,command,"usage","help")
  这个宏定义在include/command.h中,
  (4)为内核设置启动参数
  uboot是通过标记列表向内核传递参数,设置内存标记、命令标记的函数setup_memory_tags、setup_commandline_tag,
  在lib_arm/armlinux.c中定义实现。如果要定义一个命令,需要在include/configs/$(board_name).h中增加一个关于
  命令的配置项:
  如: #define CONFIG_CMDLINE_TAG  1
  对于arm架构的CPU,都是通过lib_arm/armlinux.c中的do_bootm_linux函数来启动内核,在这个函数中,设置标记列表,最后通过
  the_kernel(0,bd->bi_arch_number,bd->bi_boot_params)调用内核。

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