U-Boot启动内核分析

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本文详细解析了U-Boot如何根据ARMLinux内核启动要求配置寄存器、缓存及MMU等，并通过具体函数实现跳转到内核入口点。

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U-Boot启动内核分析

时间：2017-01-09作者：华清远见

先来引用一下这篇介绍“ARM Linux内核启动要求”的文章ARM Linux Kernel Boot Requirements，是ARM Linux内核的维护者Russell King写的。
         CPU register settings
        o r0 = 0.
        o r1 = machine type number.
        o r2 = physical address of tagged list in system RAM. ? CPU mode
        o All forms of interrupts must be disabled (IRQs and FIQs.)
        o The CPU must be in SVC mode. (A special exception exists for ?Angel.)

Caches, MMUs
        o The MMU must be off.
        o Instruction cache may be on or off.
        o Data cache must be off and must not contain any stale data. ? Devices
        o DMA to/from devices should be quiesced. ? The boot loader is expected to call the kernel image by jumping directly to the first instruction of the kernel image.

U-boot针对arm体系结构的CPU的do_bootm_linux()函数的实现就是在arch/arm/lib/bootm.c这个文件当中。

可以看到从arch/arm/lib/bootm.c中的第96 行开始就是do_bootm_linux()函数的实现。

其中第101行声明了这样一个函数指针kernel_entry：

void (*kernel_entry)(int zero, int arch, uint params);

看看它的名字和参数的命名我们也可以猜到这个其实就是内核的入口函数的指针了。几个参数的命名也说明了上文提到的ARM Linux内核启动要求的第一条，因为根据ACPS（ARM/Thumb Procedure Call Standard）的规定，这三个参数就是依次使用r0，r1和r2来传递的。

接下来第123行就是给这个函数指针赋值：

kernel_entry= (void (*)(int, int, uint))images->ep;

可以看到kernel_entry被赋值为images->ep，即内核的入口点（Entry Point）。

最后是对内核入口函数的调用，发生在第155行：

kernel_entry(0, machid, bd->bi_boot_params);

这里machid = bd->bi_arch_number调用的时候对参数进行赋值，r0=0，r1=bd->bi_arch_number，r2=bd->bi_boot_params，一个都不少。至此U-Boot的使命完成，开始进入ARM Linux的地盘。