Linux系统移植：bootz 启动 Linux 内核

Posted 2022-03-18 嵌入式up笔记

文章目录

• Linux系统移植：bootz 启动 Linux 内核
• • 一、images 的全局变量
  • 二、do_bootz 函数
  • 三、bootz_start 函数
  • 四、do_bootm_states 函数
  • 五、bootm_os_get_boot_func 函数
  • 六、do_bootm_linux 函数

Linux系统移植：bootz 启动 Linux 内核

一、images 的全局变量

启动 Linux 内核的时候会用到一个重要的全局变量

bootm_headers_t images;

bootm_headers_t 是个 boot 头结构体，在文件 include/image.h 中的定义，代码不粘贴了，具体到 uboot 源码中查看

其中 os 成员变量是 image_info_t 类型的，为系统镜像信息。

结构体 image_info_t 是系统镜像信息结构体，具体如下：

下面的 11 个宏定义表示 U-BOOT 的不同阶段

images 会在 bootz 命令的执行中频繁使用到，非常重要

二、do_bootz 函数

使用 bootz 命令后执行函数为 do_bootz，在文件 cmd/bootm.c 中有定义：

int do_bootz(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])

	int ret;
	/* Consume 'bootz' */
	argc--; argv++;

	if (bootz_start(cmdtp, flag, argc, argv, &images))
		return 1;
	/*
	 * We are doing the BOOTM_STATE_LOADOS state ourselves, so must
	 * disable interrupts ourselves
	 */
	bootm_disable_interrupts();

	images.os.os = IH_OS_LINUX;
	ret = do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv,
			      BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |
			      BOOTM_STATE_OS_GO,
			      &images, 1);
	return ret;

该函数首先传入参数调用了 bootz_start 函数，然后调用函数 bootm_disable_interrupts 关闭中断，最后设置 images.os.os 为 IH_OS_LINUX，也就是设置系统镜像为 Linux，表示要启动的是 Linux 系统

之后调用函数 do_bootm_states 来执行不同的 BOOT 阶段，这里要执行的 BOOT 阶段有：

• BOOTM_STATE_OS_PREP
• BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO
• BOOTM_STATE_OS_GO

三、bootz_start 函数

bootz_srart 函数定义在文件 cmd/bootm.c 中

代码主要的执行目标如下：

• 代码先调用函数 do_bootm_states，执行 BOOTM_STATE_START 阶段

• 设置 images 的 ep 成员变量（系统镜像的入口点）使用 bootz 命令启动系统的时候就会设置系统在 DRAM 中的存储位置，这个存储位置就是系统镜像的入口点，因此 images->ep=0X80800000

• 调用 bootz_setup 函数，判断当前的系统镜像文件是否为 Linux 的镜像文件，打印出镜像相关信息

• 调用函数 bootm_find_images 查找 ramdisk 和设备树(dtb)文件

四、do_bootm_states 函数

do_bootz 最后调用的就是函数 do_bootm_states，函数定义在文件common/bootm.c 中

函数 do_bootm_states 根据不同的 BOOT 状态执行不同的代码段，先判断 BOOT 的状态

states & BOOTM_STATE_XXX

然后根据 BOOT 的状态执行不同的代码

五、bootm_os_get_boot_func 函数

do_bootm_states 会调用 bootm_os_get_boot_func 来查找对应系统的启动函数，函数定义在文件 common/bootm_os.c 中

代码中的 boot_os 是个数组，这个数组里面存放着不同的系统对应的启动函数，boot_os 也定义在文件 common/bootm_os.c 中

启动 linux 函数就是 do_bootm_linux

六、do_bootm_linux 函数

do_bootm_linux 就是最终启动 Linux 内核的函数，函数定义在文件 arch/arm/lib/bootm.c

只有在参数 flag 等于 BOOTM_STATE_OS_GO 或者 BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO 的时候执行 boot_jump_linux 函数，boot_selected_os 函数在调用 do_bootm_linux 的时候会将 flag 设置为 BOOTM_STATE_OS_GO

然后执行函数 boot_jump_linux，函数定义在文件 arch/arm/lib/bootm.c 中

该代码就是判断芯片的 machid ，Linux 内核会在自己的机器 ID 列表里面查找是否存在与 uboot 传递进来的 machid 匹配的项目，如果存在就说明 Linux 内核支持这个机器，那么 Linux 就会启动，同时代码判断是否启动设备树，其中最核心的一个函数就是 kernel_entry 函数，此函数用于进入 Linux 内核，函数有三个参数：zero，arch，params，第一个参数 zero 为 0；第二个参数为机器 ID；第三个参数 ATAGS 或者设备树(DTB)首地址

注意 kernel_entry 并不是 uboot 定义的，而是 Linux 内核定义的，Linux 内核镜像文件的第一行代码就是函数 kernel_entry，而 images->ep 保存着 Linux内核镜像的起始地址，起始地址保存的正是 Linux 内核第一行代码

在获取 kernel_entry 并执行 kernel_entry 前，uboot 先调用 cleanup_before_linux 函数做一些清理工作，然后使用汇编传参数给 kernel_entry 进入 Linux 内核

do_bootz 函数具体流程可以简化如下

到此 uboot 启动 Linux 结束