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參考資料：http://www.cnblogs.com/biaohc/p/6403863.html

總結：uboot啟動linux內核的整個流程

開機時會出現倒計時，當沒有按鍵按下的時候，uboot會讀取出bootcmd這個環境變量，并使用rum_command函數來執行這個命令；

• 實質是執行了movi read kernel 30008000；bootm 30008000。
• movi read kernel，把sd卡中的kernel分區賦值到30008000內存處；
• bootm 30008000，真正的傳參以及跳轉到linux內核中執行（實際執行do_bootm()函數）。
• bootm（do_bootm()函數）首先要做的事情是判斷這個內核鏡像類型（zImage、uImage、設備樹）；
• 通過對鏡像文件的頭文件的驗證，以確定是哪種內核鏡像，然后再把必須的信息儲存起來（linux操作系統、ep的值等）。
• 確定好以后調用do_bootm_linux函數來對內核傳參并且啟動內核。

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一、uboot作用簡介

uboot的主要作用是用來啟動linux內核。

• 因為CPU不能直接從塊設備中執行代碼，需要把塊設備中的程序復制到內存中，而復制之前還需要進行很多初始化工作，如時鐘、串口、dram等；
• 如要想讓CPU啟動linux內核，只能通過另外的程序，進行必要的初始化工作，在把linux內核中代碼復制到內存中，并執行這塊內存中的代碼，即可啟動linux內核；
• 一般情況下，linux鏡像儲存在塊設備中（SD卡、iNand、Nandflash等）。首先執行uboot代碼，把塊設備中的內核代碼復制到內存地址0x30008000地址處，然后再執行bootm 0x30008000命令以啟動內核代碼。

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二、基礎知識?

vmlinuz、Image、zImage、uImage的區別與聯系

（1）linux內核代碼經過編譯鏈接，生成一個elf格式的可執行文件，即vmlinuz或者vmlinux；

• 此文件不能直接燒錄。

（2）vmlinuz文件經過arm-linux-objcopy以后，生成一個Image鏡像文件。

• vmlinuz.elf文件大小為70M以上，而Image鏡像文件為7M左右。

（3）Image文件在進一步經過壓縮，并添加解壓縮代碼，形成zImage文件。

• 當zImage文件作為啟動鏡像來啟動時，首先要解壓這個文件，這個解壓過程可以由uboot解壓或者zImage文件本身自解壓。
• zImage中除了linux內核的鏡像以外，還有一些頭文件以及這部分解壓代碼，所以內核實際上在addr地址中再加一個偏移量的位置。

（5）uImage是uboot自己專用的啟動內核鏡像，相對于zImage他們之間頭文件有一定區別。

• uImage現在基本上要屬于過時的技術了，新一點的技術為設備樹的啟動方式；

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三、UBOOT啟動內核的代碼分析

在啟動UBOOT時，出現倒計時，如果沒有按鍵按下，則會自動啟動內核。

1、start_armboot()函數末尾的main_loop

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下面這段代碼在此main_loop函數中，作用是執行完倒計時函數之后，啟動linux內核。

• 啟動方式是s = getenv ("bootcmd");；
• 假定不使用HUAH_PARSER，則run_command (s, 0);實際上就是讀取環境變量bootcmd，然后執行這個命令。

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2、bootcmd命令

• bootcmd=movi read kernel 30008000; movi read rootfs 30B00000 300000; bootm 30008000 30B00000
• 這兩個命令完成linux內核啟動。
• movi read kernel 30008000，把sd卡中kernel分區復制到30008000內存地址處；
• bootm 30008000，到內存地址處執行代碼；
• 執行bootm命令，實際執行do_bootm函數。

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3、do_bootm()函數

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（1）因為bootm 0x30008000，參數為2，因此有addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16)

• 此時addr中的值為0x30008000。

（2）接著判斷0x30008000偏移36字節以后的地址中的值

• 如果為0x016f2818，說明啟動鏡像為zImage，則輸出boot with zImage。

（3）內核的操作系統類型，和內核真正的入口

• hdr->ih_os = IH_OS_LINUX;zImage header中ih_os賦值為 IH_OS_LINUX；
• hdr->ih_ep = ntohl(addr);ih_ep中存放的是point address，這個值是真正內核代碼的地址（起始執行入口地址）；

（4）image變量

• static bootm_headers_t?images;?
• images為uboot內定義的一個bootm_header_t格式的全局變量，用來完成啟動過程的。
• bootm_header_t類型為一個結構體，如下圖：
• 包含一個image_header_t類型的指針，這個指針最后指向了0x30008000處的zImage header。
• 包含一個image_header_t類型的結構體，后面會把0x30008000處的zImage header復制一份到此結構體；
• 包含一個標志位 legacy_hdr_valid。如果上面兩個賦值以后，把legacy_hdr_valid賦值為1；

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（5）memmove (&images.legacy_hdr_os_copy, hdr, sizeof(image_header_t));

• 把hdr中的值復制一份到 image.legacy_hdr_os_copy中，即把內存地址0x30008000處設置好的zImage頭復制一份到uboot的data段。

（6）直接跳轉到after_header_check處，os為IH_OS_LINUX。

4、after_header_check

• 判斷操作系統，然后調用do_bootm_linux函數

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5、do_bootm_linux()函數

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（1）獲取環境變量bootargs；

（2）判斷全局變量images中的legacy_hdr_valid是否為1，如果為1獲取ep值，如果不為1則error。

（3）把ep強制類型換換為函數指針類型賦值給thekernel；

（4）從環境變量中讀取machid的值，賦值給s，如果s不空則machid = 環境變量中machid的值，并打印machid；

----------------------------------uboot給內核傳參-----------------------------------------------

6、uboot給內核傳參

• 傳參主要是uboot把與硬件有關的信息傳給linux內核，如memory信息（多少bank、size、起始地址）、命令行信息、lcd 串口、initrd、MTD等信息。
• 如要定義了任意一個CONFIG_XXXXX，則執行setup_start_tag(bd)

一、setup_start_tag函數

• 初始化第一塊參數tag

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（1）params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;?

• gd->bd->bi_boot_params = (PHYS_SDRAM_1+0x100);
• 這句代碼，把uboot中的全局變量（即gd）的bi_boot_params內存地址，強制轉換為stuct tag* 類型，然后賦值給params；
• 把PHYS_SDRAM_1+0x100這個地址設置為傳參的起始地址；??

（2）struct tag結構體

• 此結構體由一個stuct tag_header類型的結構體，加上一個由一系列結構體組成的union聯合體組成；
• 這一系列結構體中存放的就是與board有關的參數；

（3）hdr.tag 與hdr.size賦值

• params->hdr.tag = ATAG_CORE;?params->hdr.size = tag_size (tag_core);

（4）對聯合體中的結構體參數賦值

• params->u.core.flags = 0;
• params->u.core.pagesize = 0;
• params->u.core.rootdev = 0;

（5）對下一個params進行初始化

• params = tag_next (params);?
• //#define tag_next(t) ((struct tag *)((u32 *)(t) + (t)->hdr.size)),把params移動sizeof(tag_core)大小繼續賦值

二、傳遞內存參數，setup_memory_tags函數

• 把內存每個bank的信息放到這里：第一個扇區的起始地址和大小，第二個扇區的起始地址和大小……

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三、傳遞命令行參數，setup_commandline_tag函數

• commandline是一個char *類型，指向環境變量中的bootargs的值，即：
• #define CONFIG_BOOTARGS ?"root=/dev/mtdblock4 rootfstype=yaffs2 init=/init console=ttySAC0,115200"

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四、setup_end_tag (bd)：結束傳參

-----------------------------------------uboot給內核傳參結束-----------------------------------------------

?7、uboot中最后一句代碼

• 通過執行thekernel函數直接啟動linux內核，傳遞三個參數：0、machid、傳參的首地址；
• 這三個參數是通過r0、r1、r2三個寄存器來傳遞，r0傳遞0、r1傳遞machid、r2傳遞傳參的首地址。
• 這樣就把內核啟動起來了。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的uboot源码——内核启动分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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