Bootloader传参数到Kernel

本文介绍了Bootloader的基本功能,包括初始化RAM、设置Linux启动参数、调用内核映像等,并详细阐述了如何在Uboot中传递硬件版本参数到Linux Kernel,以及Kernel如何解析这些参数以实现不同硬件的兼容。通过设置特定的命令行参数并匹配内核函数,实现在启动过程中系统识别硬件版本。

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本文章大量参考引用: 【写代码的篮球球痴】Bootloader传参数到Kernel

一、bootloader基本概述

Bootloader是嵌入式系统的引导加载程序,它是系统上电后运行的第一段程序,所以他的地址一般是0x0000000,其作用类似于PC机上的BIOS。Bootloader是依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式领域,为嵌入式系统建立一个通用的Bootloader是很困难的,但为了能达到启动Linux内核的目的,所有的Bootloader都必须具备以下功能:
在这里插入图片描述

(1)初始化RAM

因为Linux内核一般都会在RAM中运行,所以在调用Linux内核之前Bootloader必须设置和初始化RAM,为调用Linux内核做好准备。初始化RAM的任务包括设置CPU的控制寄存器参数,以便能正常使用RAM以及检测RAM大小等。

(2)初始化串口端口

在Linux的启动过程中有着非常重要的作用,它是Linux内核和用户交互的方式之一。Linux在启动过程中可以将信息通过串口输出,这样便可清楚的了解Linux的启动过程。虽然它并不是Bootloader必须要完成的工作,但是通过串口输出信息是调试Bootloader和Linux内核的强有力的工具,所以一般的Bootloader都会在执行过程中初始化一个串口作为调试端口。

(3)检测处理器类型

Bootloader在调用Linux内核前必须检测系统的处理器类型,并将其保存到某个常量中提供给Linux内核。Linux内核在启动过程中会根据该处理器类型调用相应的初始化程序。

(4)设置Linux启动参数

Bootloader在执行过程中必须设置和初始化Linux的内核启动参数。

(5)调用Linux内核映像

Bootloader完成的最后一项工作便是调用Linux内核。如果Linux内核存放在Flash中,并且可直接在上面运行(这里的Flash指NorFlash),那么可直接跳转到内核中去执行。但由于在Flash中执行代码会有种种限制,而且速度也远不及RAM快,所以一般的嵌入式系统都是将Linux内核拷贝到RAM中,然后跳转到RAM中去执行。

  • 问题:Linux内核代码是在RAM中执行还是在Flash中执行的?

答:嵌入式系统中广泛采用的非易失性存储器通常是 Flash,而 Flash 又分为 Nor Flash 和Nand Flash 两种。 它们之间的不同在于:== Nor Flash 支持芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样代码可以在Flash上直接执行而不必拷贝到RAM中去执行。而Nand Flash并不支持XIP,所以要想执行 Nand Flash 上的代码,必须先将其拷贝到 RAM中去,然后跳到 RAM 中去执行。实际应用中的 bootloader根据所需功能的不同可以设计得很复杂,除完成基本的初始化系统和调用 Linux 内核等基本任务外,还可以执行很多用户输入的命令,比如设置 Linux 启动参数,给 Flash 分区等;也可以设计得很简单,只完成最基本的功能。

二、实现bootloader传参数到kernel

硬件开发需要更换芯片,为实现不同硬件的兼容,需要将硬件信息及版本等参数从bootloader传到kernel,kernel通过解析这些参数实现不同硬件的加载。

【实例】系统识别不同硬件版本方法

开发板硬件迭代,需要通过几个gpio的高低电平来表示不同硬件版本,以实现系统识别兼容不同硬件版本。代码修改如下

(1)【uboot】BootLoader 传递参数

snprintf(command_line, sizeof(command_line),
“%s androidboot.wzb220_hw_rev=%d”, command_line, wzb220_hw_rev);

bootloader cmdline参数是androidboot.wzb220_hw_rev
只有在cmdline或者内核CONFIG_DEFAULT_COMMANDLINE中声明此参数,内核在处理参数的时候才会执行相对应的函数。
最终生成ro.boot.wzb220_hw_rev格式的property. 而在HAL, Natvie, APP层都有对应的api去解析property,整个系统都可以使用.

diff --git a/board/rockchip/rk32xx/rk32xx.c b/board/rockchip/rk32xx/rk32xx.c
index fa2f83f..e5aa0c4 100644
--- a/board/rockchip/rk32xx/rk32xx.c
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