Bootm的流程分析.docx
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Bootm的流程分析
Bootm的流程分析
Bootm的流程分析
一、在开始之前先说明一下bootm相关的东西。
1、首先说明一下，S3C2410架构下的bootm只对sdram中的内核镜像文件进行操作（好像AT91架构提供了一段从flash复制内核镜像的代码，不过针对s3c2410架构就没有这段代码，虽然可以在u-boot下添加这段代码，不过好像这个用处不大），所以请确保你的内核镜像下载到sdram中，或者在bootcmd下把flash中的内核镜像复制到sdram中。
2、-a参数后是内核的运行地址，-e参数后是入口地址。
3、
1）如果我们没用mkimage对内核进行处理的话，那直接把内核下载到0x30008000再运行就行，内核会自解压运行（不过内核运行需要一个tag来传递参数，而这个tag建议是由bootloader提供的，在u-boot下默认是由bootm命令建立的）。
2）如果使用mkimage生成内核镜像文件的话，会在内核的前头加上了64byte的信息，供建立tag之用。
bootm命令会首先判断bootmxxxx这个指定的地址xxxx是否与-a指定的加载地址相同。
（1）如果不同的话会从这个地址开始提取出这个64byte的头部，对其进行分析，然后把去掉头部的内核复制到-a指定的load地址中去运行之
（2）如果相同的话那就让其原封不同的放在那，但-e指定的入口地址会推后64byte，以跳过这64byte的头部。
bootm用于加载并启动U-Boot能辨识的操作系统映像，即bootm加载的映像必须是用mkimage工具打过包的映像，bootm不能启动直接的内核映像，因为bootm必须从映像的头获取映像的一些信息，比如操作系统的类型，映像是否压缩，映像的加载地址和压缩地址等。
更详细的映像头信息可以查看mkimage工具的说明。
而bootm的详细用法可通过helpbootm
获得。
=>helpbootm
bootm[addr[arg...]]
-bootapplicationimagestoredinmemorypassingarguments'arg...';whenbootingaLinux
kernel,'arg'canbetheaddressofaninitrdimage
Bootm用于将内核映像加载到指定的地址，如果需要还要进行解压映像。
然后根据操作系统和体系结构的不同给内核传递不同的内核参数，最后启动内核。
bootm可以有两个参数，第一个参数为内核映像的地址，它可以是RAM地址或者Flash地址。
第二个参数是可选参数，即initrd映像的地址，当采用Ramdisk作为根文件系统时需要使用bootm的第二个参数。
当需要加载initrd映像时，首先U-Boot把内核映像加载到指定地址，然后再把Ramdisk映像加载到指定地址，同时把Ramdisk映像的大小和地址告知内核。
Bootm命令后U-Boot会将控制权交给Kernel。
common/cmd_bootm.c是bootm的命令实现代码，下面结合U-Boob引导内核启动信息来分析bootm代码，下面是我的开发板的启动信息：
U-Boot2009.11（Jun252010-08:
28:
06）
DRAM:
64MB
Flash:
2MB
NAND:
64MiB
In:
serial
Out:
serial
Err:
serial
Net:
dm9000
Hitanykeytostopautoboot:
0
NANDread:
device0offset0x80000,size0x500000
5242880bytesread:
OK
##BootingkernelfromLegacyImageat30008000...
ImageName:
mark
Created:
2010-07-0215:
37:
07UTC
ImageType:
ARMLinuxKernelImage（uncompressed）
DataSize:
1800624Bytes=1.7MB
LoadAddress:
30008000
EntryPoint:
30008040
VerifyingChecksum...OK
XIPKernelImage...OK
OK
Startingkernel...
UncompressingLinux..................................................................................................................done,bootingthekernel.
Linuxversion2.6.29.1（root@ubuntu）（gccversion4.3.2（SourceryG++Lite2008q3-72））#64FriJul208:
30:
03PDT2010
CPU:
ARM920T[41129200]revision0（ARMv4T）,cr=c0007177
CPU:
VIVTdatacache,VIVTinstructioncache
Machine:
Study-S3C2440
Memorypolicy:
ECCdisabled,Datacachewriteback
…
cmd_bootm.c
先分析bootm命令在U-Boot中是如何添加的：
U_BOOT_CMD（
bootm,CONFIG_SYS_MAXARGS,1,do_bootm,
"bootapplicationimagefrommemory",
"[addr[arg...]]\n-bootapplicationimagestoredinmemory\n"
"\tpassingarguments'arg...';whenbootingaLinuxkernel,\n"
"\t'arg'canbetheaddressofaninitrdimage\n"
#ifdefined（CONFIG_OF_LIBFDT）
"\tWhenbootingaLinuxkernelwhichrequiresaflatdevice-tree\n"
"\tathirdargumentisrequiredwhichistheaddressofthe\n"
"\tdevice-treeblob.Tobootthatkernelwithoutaninitrdimage,\n"
"\tusea'-'forthesecondargument.Ifyoudonotpassathird\n"
"\tabd_infostructwillbepassedinstead\n"
#endif
#ifdefined（CONFIG_FIT）
"\t\nForthenewmulticomponentuImageformat（FIT）addresses\n"
"\tmustbeextenedtoincludecomponentorconfigurationunitname:
\n"
"\taddr:
-directcomponentimagespecification\n"
"\taddr#-configurationspecification\n"
"\tUseiminfocommandtogetthelistofexistingcomponent\n"
"\timagesandconfigurations.\n"
#endif
"\nSub-commandstodopartofthebootmsequence.Thesub-commands"
"mustbe\n"
"issuedintheorderbelow（it'soktonotissueallsub-commands）:
\n"
"\tstart[addr[arg...]]\n"
"\tloados-loadOSimage\n"
#ifdefined（CONFIG_PPC）||defined（CONFIG_M68K）||defined（CONFIG_SPARC）
"\tramdisk-relocateinitrd,setenvinitrd_start/initrd_end\n"
#endif
#ifdefined（CONFIG_OF_LIBFDT）
"\tfdt-relocateflatdevicetree\n"
#endif
"\tcmdline-OSspecificcommandlineprocessing/setup\n"
"\tbdt-OSspecificbd_tprocessing\n"
"\tprep-OSspecificprepbeforerelocationorgo\n"
"\tgo-startOS"
）;
宏U_BOOT_CMD用于定义U-Boot命令，它的定义如下：
#defineU_BOOT_CMD（name,maxargs,rep,cmd,usage,help）\
cmd_btl_t__u_boot_cmd##nameStruct_Section={#name,maxargs,rep,cmd,usage,help|
#defineStructSection__attribute__（（unused,section（".u_boot_cmd"）））
宏U_BOOT_CMD展开后如下所示：
cmd_tlb_t__u_boot_cmd_bootm__a
见—嵌入式liinux应用开发完全手册
do_bootm函数分析
staticboot_os_fn*boot_os[]={
#ifdefCONFIG_BOOTM_LINUX
[IH_OS_LINUX]=do_bootm_linux,//由于我使用的是linux内核，编译时将会选择该函数
#endif
intdo_bootm（cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv[]）//这里的argc和argv就是bootm命令行参数
{
boot_os_fn*boot_fn;//定义跳转到操作系统执行的指针
…
if（bootm_start（cmdtp,flag,argc,argv））//调用bootm_start函数
return1;
…
iflag=disable_interrupts（）;//禁止中断
…
ret=bootm_load_os（images.os,&load_end,1）;//调用bootm_load_os函数
…
boot_fn=boot_os[images.os.os];//根据OS类型去选择启动操作系统的函数
…
boot_fn（0,argc,argv,&images）;//执行do_bootm_linux函数
…
}
do_bootm函数中调用的几个重要的函数是bootm_start、bootm_load_os、do_bootm_linux，下面一一分析。
bootm_start
staticbootm_headers_timages;/*pointerstoos/initrd/fdtimages*/
staticintbootm_start（cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv[]）
{
void*os_hdr;
…
/*getkernelimageheader,startaddressandlength*/
os_hdr=boot_get_kernel（cmdtp,flag,argc,argv,
&images,&images.os.image_start,&images.os.image_len）;
….
/*getimageparameters*/
switch（genimg_get_format（os_hdr））{//获取image头格式类型
caseIMAGE_FORMAT_LEGACY:
//老的image头格式
images.os.type=image_get_type（os_hdr）;//获取image的类型
p=image_get_comp（os_hdr）;//获取image的压缩类型
images.os.os=image_get_os（os_hdr）;//获取image的OS类型
images.os.end=image_get_image_end（os_hdr）;//获取image开始地址
images.os.load=image_get_load（os_hdr）;//获取image结束地址
break;
…
/*findkernelentrypoint*/
if（images.legacy_hdr_valid）{
images.ep=image_get_ep（&images.legacy_hdr_os_copy）;//获取image入口指针
…
}
ulongload_addr=CONFIG_SYS_LOAD_ADDR;/*DefaultLoadAddress*/
//寻找内核映像、校验它的完整性和定位内核数据位置
staticvoid*boot_get_kernel（cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv[],
bootm_headers_t*images,ulong*os_data,ulong*os_len）
{
image_header_t*hdr;
…
/*findoutkernelimageaddress*/
if（argc<2）{//bootm命令后面不带参数时
img_addr=load_addr;//使用默认加载地址
debug（"*kernel:
defaultimageloadaddress=0x%08lx\n",
load_addr）;
…
switch（genimg_get_format（（void*）img_addr））{//获取image头类型
caseIMAGE_FORMAT_LEGACY:
//早期的image头类型
printf（"##BootingkernelfromLegacyImageat%08lx...\n",img_addr）;//该打印信息出现在U-Boot启动信息里
hdr=image_get_kernel（img_addr,images->verify）;//获取image头
…
}
//校验早期格式内核映像
staticimage_header_t*image_get_kernel（ulongimg_addr,intverify）
{
image_header_t*hdr=（image_header_t*）img_addr;
if（!
image_check_magic（hdr））{//校验MAGICnumber
puts（"BadMagicNumber\n"）;
show_boot_progress（-1）;
returnNULL;
}
show_boot_progress
（2）;
if（!
image_check_hcrc（hdr））{//image头校验
puts（"BadHeaderChecksum\n"）;
show_boot_progress（-2）;
returnNULL;
}
show_boot_progress（3）;
image_print_contents（hdr）;//该函数内将打印imag头信息“
ImageName:
mark
Created:
2010-07-0215:
37:
07UTC
ImageType:
ARMLinuxKernelImage（uncompressed）
DataSize:
1800624Bytes=1.7MB
LoadAddress:
30008000
EntryPoint:
30008040
”
if（verify）{
puts（"VerifyingChecksum..."）;//出现在U-Boot启动信息中
if（!
image_check_dcrc（hdr））{//校验image数据
printf（"BadDataCRC\n"）;
show_boot_progress（-3）;
returnNULL;
}
puts（"OK\n"）;//出现在U-Boot启动信息中
}
show_boot_progress（4）;
if（!
image_check_target_arch（hdr））{//ARM、i386、MIPS等架构检查
printf（"UnsupportedArchitecture0x%x\n",image_get_arch（hdr））;
show_boot_progress（-4）;
returnNULL;
}
returnhdr;
}
//打印image头信息
voidimage_print_contents（constvoid*ptr）
{
constimage_header_t*hdr=（constimage_header_t*）ptr;
constchar*p;
#ifdefUSE_HOSTCC
p="";
#else
p="";//打印空格
#endif
//打印image名字
printf（"%sImageName:
%.*s\n",p,IH_NMLEN,image_get_name（hdr））;
#ifdefined（CONFIG_TIMESTAMP）||defined（CONFIG_CMD_DATE）||defined（USE_HOSTCC）
printf（"%sCreated:
",p）;//打印image创建日期
genimg_print_time（（time_t）image_get_time（hdr））;
#endif
printf（"%sImageType:
",p）;//打印image类型
image_print_type（hdr）;
printf（"%sDataSize:
",p）;//打印image大小
genimg_print_size（image_get_data_size（hdr））;
printf（"%sLoadAddress:
%08x\n",p,image_get_load（hdr））;//打印image加载地址
printf（"%sEntryPoint:
%08x\n",p,image_get_ep（hdr））;//打印image入口指针
…
}
typedefstructbootm_headers{
/*
*Legacyosimageheader,ifitisamulticomponentimage
*thenboot_get_ramdisk（）andget_fdt（）willattempttoget
*datafromsecondandthirdcomponentaccordingly.
*/
image_header_t*legacy_hdr_os;/*imageheaderpointer*/
image_header_tlegacy_hdr_os_copy;/*headercopy*/
ulonglegacy_hdr_valid;
…
#ifndefUSE_HOSTCC
image_info_tos;/*osimageinfo*/
ulongep;/*entrypointofOS*/
ulongrd_start,rd_end;/*ramdiskstart/end*/
…
ulongft_len;/*lengthofflatdevicetree*/
ulonginitrd_start;
ulonginitrd_end;
ulongcmdline_start;
ulongcmdline_end;
bd_t*kbd;
#endif
intverify;/*getenv（"verify"）[0]!
='n'*/
#defineBOOTM_STATE_START（0x00000001）
#defineBOOTM_STATE_LOADOS（0x00000002）
#defineBOOTM_STATE_RAMDISK（0x00000004）
#defineBOOTM_STATE_FDT（0x00000008）
#defineBOOTM_STATE_OS_CMDLINE（0x00000010）
#defineBOOTM_STATE_OS_BD_T（0x00000020）
#defineBOOTM_STATE_OS_PREP（0x00000040）
#defineBOOTM_STATE_OS_GO（0x00000080）
intstate;
#ifndefUSE_HOSTCC
structlmblmb;/*formemorymgmt*/
#endif
}bootm_headers_t;
bootm_load_os
staticintbootm_load_os（image_info_tos,ulong*load_end,intbo
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