移植 bootm 命令启动内核

最新推荐文章于 2023-06-06 17:04:40 发布

ZhY_Rening

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分类专栏： ARM裸机开发和Bootloader编写文章标签： bootloader bootm

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本文介绍了BootM命令在启动操作系统过程中的作用及其实现原理。详细解释了如何通过BootM命令加载uImage格式的内核文件，并设置了必要的启动参数，包括内存配置、命令行参数等，最终实现Linux内核的启动。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

bootloader 的两个作用：
1、初始化硬件； 2、启动OS。

bootm命令就是用来启动操作系统的。

内核文件分为 zImage 和 uImage， uImage 是 zImage 的基础上增加了信息头，bootm 命令只能使用 uImage 文件。

bootm命令工作流程：
1、检查信息头（是否压缩/os种类/幻数等信息）
2、根据os的类型调用相关函数
2.1、获取内核地址
2.2、获取CPU型号
2.3、设置启动参数（内存大小、串口号）等
3、启动 Linux 内核

在本次编写的bootloader中省去了第一个步骤，没有检查信息头。

内核本身有处理器参数，bootm命令中传入的CPU参数需要与之相同。

代码编写：

boot.c

#include "atag.h"
#include "string.h"

#define SDRAM_KERNEL_START 0x31000000 //内核的下载的位置
#define SDRAM_TAGS_START   0x30000100
#define SDRAM_ADDR_START   0x30000000
#define SDRAM_TOTAL_SIZE   0x04000000

void (*theKernel)(int , int , unsigned int );

struct tag *pCurTag;

const char *cmdline = "console=ttySAC0,115200 init=/init";

void setup_core_tag()
{
     pCurTag = (struct tag *)SDRAM_TAGS_START;

     pCurTag->hdr.tag = ATAG_CORE;
     pCurTag->hdr.size = tag_size(tag_core); 

     pCurTag->u.core.flags = 0;
     pCurTag->u.core.pagesize = 4096;
     pCurTag->u.core.rootdev = 0;

     pCurTag = tag_next(pCurTag);
}

void setup_mem_tag()
{
     pCurTag->hdr.tag = ATAG_MEM;
     pCurTag->hdr.size = tag_size(tag_mem32); 

     pCurTag->u.mem.start = SDRAM_ADDR_START;
     pCurTag->u.mem.size = SDRAM_TOTAL_SIZE;

     pCurTag = tag_next(pCurTag);
}

void setup_cmdline_tag()
{
     int linelen = strlen(cmdline);

     pCurTag->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;
     pCurTag->hdr.size = (sizeof(struct tag_header)+linelen+1+4)>>2;

     strcpy(pCurTag->u.cmdline.cmdline,cmdline);

     pCurTag = tag_next(pCurTag);
}

void setup_end_tag()
{
    pCurTag->hdr.tag = ATAG_NONE;
    pCurTag->hdr.size = 0;
}

void boot_linux()
{
    //1. 获取Linux启动地址
    theKernel = (void (*)(int , int , unsigned int ))SDRAM_KERNEL_START;

    //2. 设置启动参数
    //2.1 设置核心启动参数
    setup_core_tag();

    //2.2 设置内存参数
    setup_mem_tag();

    //2.3 设置命令行参数
    setup_cmdline_tag();

    //2.4 设置参数结束标志
    setup_end_tag();

    //3. 启动Linux系统
    theKernel(0,168,SDRAM_TAGS_START);//168是处理器编号，第三个是启动地址
}

atag.h

//参数区的数据结构就是tag结构

#define ATAG_CORE      0x54410001
#define ATAG_MEM       0x54410002
#define ATAG_CMDLINE   0x54410009
#define ATAG_NONE      0x00000000

struct tag_header {
    unsigned int size;
    unsigned int tag;
};

struct tag_core {
    unsigned int flags;     
    unsigned int pagesize;
    unsigned int rootdev;
};

struct tag_mem32 {
    unsigned int    size;
    unsigned int    start;  
};

struct tag_cmdline {
    char    cmdline[1]; 
};

struct tag {
    struct tag_header hdr;
    union {
        struct tag_core     core;
        struct tag_mem32    mem;
        struct tag_cmdline  cmdline;
    } u;
};

#define tag_size(type)  ((sizeof(struct tag_header) + sizeof(struct type)) >> 2)
#define tag_next(t) ((struct tag *)((unsigned int *)(t) + (t)->hdr.size))