u-boot bootm命令与内核传参过程

u-boot bootm命令浅析


bootm命令浅析

与boom命令实现有关的源文件主要为 common/cmd_bootm.c 和lib_arm/armlinux.c。下面就这两个文件中的关键代码段进行分析。

 

common/cmd_bootm.c（前面数字为Source Insight 中显示的行号）:

168 if (argc < 2) {

  addr = load_addr;

  } else {

  addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16);

  }

判断运行bootm时是否指定了程序加载地址，若没有则使用默认的加载地址，load_addr在cmd_bootm.c中是这样定义的:

ulong load_addr = CFG_LOAD_ADDR;

 

183 memmove (&header, (char *)addr, sizeof(image_header_t));

   将使用uboot工具mkimage添加到映象文件头部的64字节提取到image_header_t 结构变量header中。。

 

185 if (ntohl(hdr->ih_magic) != IH_MAGIC) {

#ifdef __I386__

  if (fake_header(hdr, (void*)addr, -1) != NULL) {

 

  addr -= sizeof(image_header_t);

 

  verify = 0;

  } else

#endif

  {

  puts ("Bad Magic Number\n");

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-1);

  return 1;

  }

  }

判断文件头中的幻数是否为IH_MAGIC，所以如果不是u-boot镜像格式，会输出提示信息”Bad Magic Number”

 

204 data = (ulong)&header;

  len = sizeof(image_header_t);

 

  checksum = ntohl(hdr->ih_hcrc);

  hdr->ih_hcrc = 0;

 

  if (crc32 (0, (uchar *)data, len) != checksum) {

  puts ("Bad Header Checksum\n");

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-2);

  return 1;

  }

比对u-boot image 文件头的CRC32校验和。

 

229 data = addr + sizeof(image_header_t);

  len = ntohl(hdr->ih_size);

 

  if (verify) {

  puts (" Verifying Checksum ... ");

  if (crc32 (0, (uchar *)data, len) != ntohl(hdr->ih_dcrc)) {

  printf ("Bad Data CRC\n");

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-3);

  return 1;

  }

  puts ("OK\n");

  }

比对u-boot image 数据部分的校验和。

 

245 #if defined(__PPC__)

  if (hdr->ih_arch != IH_CPU_PPC)

#elif defined(__ARM__)

  if (hdr->ih_arch != IH_CPU_ARM)

…

#else

# error Unknown CPU type

#endif

这部条件编译指令检验检验image header 中的arch类型是否是否正确。

 

275 switch (hdr->ih_type) {

  …

  case IH_TYPE_KERNEL:

  name = "Kernel Image";

  break;

  …

  default: printf ("Wrong Image Type for %s command\n", cmdtp->name);

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-5);

  return 1;

  }

判断image的类型，这里只列出了Kernel Image类型的代码，直接break，:)

 

switch (hdr->ih_comp) {

  …

  case IH_COMP_GZIP:

  printf (" Uncompressing %s ... ", name);

  if (gunzip ((void *)ntohl(hdr->ih_load), unc_len,

  (uchar *)data, &len) != 0) {

  puts ("GUNZIP ERROR - must RESET board to recover\n");

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-6);

  do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);

  }

  break;

  …

  default:

  if (iflag)

  enable_interrupts();

  printf ("Unimplemented compression type %d\n", hdr->ih_comp);

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-7);

  return 1;

  }

  puts ("OK\n");

这段代码比较重要，它根据image所采用的压缩类型，将image解压到hdr->ih_load指向的地址，这个ih_load就是在mkimage中的-a选项指定的地址，这下明白了，-a选项指定的是内核解压后的地址。

 

412 switch (hdr->ih_os) {

  default:

  case IH_OS_LINUX:

#ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE

  fixup_silent_linux();

#endif

  do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,

  addr, len_ptr, verify);

  break;

  …

  }

 

  SHOW_BOOT_PROGRESS (-9);

#ifdef DEBUG

  puts ("\n## Control returned to monitor - resetting...\n");

  do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);

#endif

既然内核已经解压完了，接下来就改启动Linux内核了，这里有用到了image header中的另一个字段ih_os:指明操作系统的类型，我只列出Linux操作系统类型的处理，可以看到它把控制权传递给了 do_bootm_linux 这个do_bootm_linux 对于不同的ARCH有不同的实现，而ARM的实现就是在 lib_arm/armlinux.c中。

 

armlinux.c : do_bootm_linux

83 ulong initrd_start, initrd_end;

initrd的起始地址和结束地址

 

85 void (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);

Linux 内核的入口参数，zero = 0，arch为平台编号，params为传递给内核的参数在内存中的地址

 

89 #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG

  char *commandline = getenv ("bootargs");

#endif

如果在include/configs/<board name>.h定义了CONFIG_CMDLINE_TAG则将bootargs环境变量传递给内核。所以如果发现无法向内核传递参数，应该检查一下CONFIG_CMDLINE_TAG是否定义。

 

93 theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);

hdr为指向image header的指针，hdr->ih_ep就是我们用mkimage创建image时-e选项的参数:内核的入口地址。

 

从98到207行为处理bootm命令传递的initrd参数。包括判断bootm是否传递了initrd参数，检验initrd的有效性（幻数，校验和等）

 

下面这一段代码在内核启动前，向内核传递参数（以Tag标记的形式），这段代码依赖于很多的宏定义,比如CONFIG_CMDLINE_TAG等，它们通常定义在include/configs/<board name>.h中，所以如果要想u-boot给内核传递特定的标记，则必须定义相应的宏。传递标记是通过setup_<tag name>_tag函数完成的，具体可以参考cmd_boot.m里面的实现。

#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \

  defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \

  defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \

  defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \

  defined (CONFIG_REVISION_TAG) || \

  defined (CONFIG_LCD) || \

  defined (CONFIG_VFD)

  setup_start_tag (bd);

#ifdef CONFIG_SERIAL_TAG

  setup_serial_tag (&params);

#endif

 

#ifdef CONFIG_REVISION_TAG

  setup_revision_tag (&params);

#endif

 

#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS

  setup_memory_tags (bd);

#endif

 

#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG

  setup_commandline_tag (bd, commandline);

#endif

 

#ifdef CONFIG_INITRD_TAG

  if (initrd_start && initrd_end)

  setup_initrd_tag (bd, initrd_start, initrd_end);

#endif

 

#if defined (CONFIG_VFD) || defined (CONFIG_LCD)

  setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);

#endif

  setup_end_tag (bd);

#endif

 

 

  printf ("\nStarting kernel ...\n\n");

 

#ifdef CONFIG_USB_DEVICE

  {

  extern void udc_disconnect (void);

  udc_disconnect ();

  }

#endif

 

275 theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);

经过一系列的准备，终于到了启动内核的时候了，这里bd->bi_arch_number和bd->bi_boot_params在具体开发板的board_init函数里面初始化，比如对于smdk2410的board_init:

106 gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410;

107 gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;

smdk2410把启动参数放在了0x30000100开始的地方。上面提到的Tag的传递，也是放到这个地址。这点可以从armlinux.c中的setup_start_tag函数看出

static void setup_start_tag (bd_t *bd)

{

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

 

  params->hdr.tag = ATAG_CORE;

  params->hdr.size = tag_size (tag_core);

 

  params->u.core.flags = 0;

  params->u.core.pagesize = 0;

  params->u.core.rootdev = 0;

 

  params = tag_next (params);

}
上面函数的第一句表明第一个param的地址为bd->bi_boot_params，到这了我们明白，u-boot向内核传递启动参数由一系列在include/configs/<board name>.h中的宏控制，启动参数传递的地址在board_init中初始化。