继续分析编译过程
boot编译的方式是将各个目录下的源码编译成.o,然后通过mips-linux-uclibc-ar
命令创建成静态库,
./lib_bootstrap/libbootstrap.a
./cpu/mips/libmips.a
./board/atheros/board955x/libboard955x.a
./lib_mips/libmips.a
./lib_generic/libgeneric.a
./common/libcommon.a
./drivers/libdrivers.a
./rtc/librtc.a
./net/libnet.a
./post/libpost.a
./post/cpu/libcpu.a
到最后通过连接脚本将这些静态库链接成u-boot
u-boot通过调用lzma压缩,再调用mkimage制作镜像。
mkimage主要是给压缩后的镜像添加一个头,这个头的结构如下
typedef struct image_header {
uint32_t ih_magic; /* Image Header Magic Number*/
uint32_t ih_hcrc; /* Image Header CRC Checksum*/
uint32_t ih_time; /* Image Creation Timestamp*/
uint32_t ih_size; /* Image Data Size*/
uint32_t ih_load; /* DataLoad Address*/
uint32_t ih_ep; /* Entry Point Address*/
uint32_t ih_dcrc; /* Image Data CRC Checksum*/
uint8_t ih_os; /* Operating System*/
uint8_t ih_arch; /* CPU architecture*/
uint8_t ih_type; /* Image Type*/
uint8_t ih_comp; /* Compression Type*/
uint8_t ih_name[IH_NMLEN]; /* Image Name*/
} image_header_t;
其中
uint32_t ih_load; /* DataLoad Address*/
uint32_t ih_ep; /* Entry Point Address
是两个关键的地址,ih_load
是解压uboot到的目的地址,ih_ep
是程序的入口地址。
到此,uboot编译完成,生成的uboot.bin的结构如下:
++++++++++++++++++++++++++++++
|bootstrap.bin|image header|u-boot.lzimg |
++++++++++++++++++++++++++++++
然后 开始上电初始化过程
汇编初始化
根据硬件特性程序从入口Entry(_start)开始执行,主要的操作在start_bootstrap.S中进行,主要的操作:
- 初始化时钟,DDR,cache、禁止time中断
- CPU PLL CONFIG
- SDRM或 DDR initialization
- Initialize caches(bal mips_cache_reset),建立暂时栈空间
- Initialize GOT pointer//为调用函数建立的符号表指针
- 进入第一个c函数bootstrap_board_init_f:
la t9, bootstrap_board_init_f
j t9
bootstrap_board_init_f
先执行初始化函数指针数组init_sequence,然后开辟一个临时栈空间,在DDR的最高位置。然后计算临时栈的起始位置
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
| |16B|128K uboot参数|gb_t|bd_t|malloc 128K|uboot的BSS&TEXT| 4K |
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
初始化一个临时栈空间,然后调用bootstrap_relocate_code,最后要清cache,然后跳转
/* Jump to where we've relocated ourselves */
addi t0, a2, in_ram - _start_bootstrap
j t0
然后转到in_ram,启动动bootstrap_board_init_r
move a0, a1
la t9, bootstrap_board_init_r
j t9
move a1, a2 /* Delay slot */
bootstrap_relocate_code
在start_bootstrap.S
中实现,将uboot的代码重定向到临时栈空间运行,进入函数bootstrap_board_init_r
,
bootstrap_board_init_r
bootstrap_board_init_r
函数首先初始化128K的栈空间,然后将uboot的header取出来,检查magic number和crc32校验,通过后调用函数lzma_inflate解压uboot:
i = lzma_inflate ((unsigned char )data, len, (unsigned char)ntohl(hdr->ih_load), &destLen);
解压成功后,清除cache,跳入uboot的入口:fn = ntohl(hdr->ih_load)
,既是0x80010000地址:
80010000 T _start
80010030 T relocate_code
80010094 t in_ram
80010100 T ath_set_tuning_caps
800101a0 T do_go
800102c0 T print_image_hdr
800106c8 T do_bootd
80010718 T fake_image_header
800107f0 T do_bootm
800109c0 T flash_sect_erase
80010bc8 T do_flerase
_start函数在start.S中,,执行以下操作
清空cache
清空BSS段
正式进入C环境
la t9 board_init_r
board_init_r
board_init_r 主要执行以下的操作:
将前面临时栈一些数据(gd、bd等)copy到RAM中预留的对应位置
设置系统模式(Init_System_Mode),这里可以设置CPU时钟
/* Relocate environment function pointers etc. */
env_relocate();
.....
/* Leave this here (after malloc(), environment and PCI are working) */
/* Initialize devices */
devices_init(); //i2c、LCD、keyboard ……
/* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again */
for (;;)
main_loop();
main_loop
循环监听,无人为干预,启动系统(do_bootm
),有人为干预初始化以太网其他相关操作。
main_loop
中调用了parse_string_outer
通过执行命令bootm 0x9f010000
进入到函数do_bootm
;
u-boot_mod/u-boot/common/main.c
/* Get boot command */
bootcmd = getenv("bootcmd");
#if defined(CONFIG_BOOTCOMMAND)
if (!bootcmd)
setenv("bootcmd", CONFIG_BOOTCOMMAND);
bootcmd = getenv("bootcmd");
#endif
do_bootm
do_bootm
:解压缩kernel,调用do_bootm_linux
do_bootm_linux(cmdtp, flag, argc, argv);
主要功能 :
- 复制Image(这里指的是uImage) 头到全局变量header;
- 检查header的magic number是否正确,检查header和image各自的校验和是否正确;
- 检查image的体系架构和类型(kernel or MULTI)
- 将内核zImage搬移到image头中指定的内核加载地址ih_load
- 调用u-boot_mod/lib_mips/mipslinux.c中的do_bootm_linux()函数,将传递给内核的参数存放在指定的内存位置,然后执行thekernel(0,...,...)跳转到内核入口点执行,控制权交给内核,u-boot执行完毕。
do_bootm_linux
do_bootm_linux
:对kernel进行crc校验,并和header中的crc字段进行比较,设置环境变量,然后调用theKernel 进入kernel。
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