Bootloader 与 内核的交互

Posted 2021-03-08 y4247464

以下内容源自于：韦东山老师的《嵌入式Linux应用开发 》

目的：了解Bootloader与内核交互的原理

　　由于Bootloader和内核交互是单向的，只能是B将参数传给内核，且不能同时运行，那传递参数方法就只有：Bootloader将参数放在某个约定的地方，再启动内核，内核启动后去这个地方获得参数。

　　自然，二者还要规定标记参数的结构 --- tagged list --- 标记列表。通过标记列表来传递启动参数。标记的数据结构为 tag ，由一个tag_head结构和一个联合union组成。tag_head表示标记的类型和长度，比如是表示内存还是命令行参数等。对于不同类型的标记使用不同的union，如表示内存就用tag_mem32，表示命令行时使用tag_cmdline。

　　在include/asm/setup.h

struct tag_header {
        __u32 size;
        __u32 tag;
};

　　其中 size：表示整个tag 结构体的大小(用字的个数来表示，而不是字节的个数)，等于tag_header 的大小加上u 联合体的大小，例如，参数结构体ATAG_CORE 的
size=(sizeof(tag->tag_header)+sizeof(tag->u.core))>>2，一般通过函数 tag_size(struct * tag_xxx)来获得每个参数结构体的size。其中tag：表示整个tag 结构体的标记，如：ATAG_CORE等。

struct tag {
        struct tag_header hdr;
        union {
                struct tag_core         core;
                struct tag_mem32        mem;
                struct tag_videotext    videotext;
                struct tag_ramdisk      ramdisk;
                struct tag_initrd       initrd;
                struct tag_serialnr     serialnr;
                struct tag_revision     revision;
                struct tag_videolfb     videolfb;
                struct tag_cmdline      cmdline;
                struct tag_acorn        acorn;
　　　　　　　　　 struct tag_memclk       memclk;
        } u;
};

　　联合体u 包括了所有可选择的内核参数类型

下面通过设置内存标记、内存标记、命令行标记为例说明参数的传递。（详见韦书）

　　（1）设置标记ATAG_CORE

　　标记列表以ATAG_CORE开始，以ATAG_NONE 结束。这里的ATAG_CORE，ATAG_NONE 是各个参数的标记，本身是一个32 位值，例如：ATAG_CORE=0x54410001。

　　假设Bootloader与内核约定的参数传递地址为0x30000100，则可以以如下代码设置标记ATAG_CORE：

params = (struct tag *) 0x30000100;

params->hdr.tag = ATAG_CORE;
params->hdr.size = tag_size (tag_core);
params->u.core.flags = 0;
parama->u.core.pagesize = 0;
params->u.core.rootdev =  0;

params = tag_next (params);

　　其中，tag_next指向当前标记末尾；

#define tag_next(t) ((struct tag*)((u32*)(t)+(t)->hdr.size))

　　（2）设置内存标记

//假设开发板使用的内存起始地址0x30000000,大小为0x4000000
params->hdr.tag = ATAG_MEM;
params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);

params->u.mem.start = 0x30000000;
parama->u.mem.size = 0x4000000;

params = tag_next (params);

　　（3）设置命令行标记

命令行即字符串，可控制内核行为，比如：

" root=/dev/mtdblock 2     init=/linuxrc     console = tty SAC0 "

 表示根文件系统在MTD2分区上，系统启动后执行第一个程序为linuxrc，控制台为ttySAC0即第一个串口。

　　命令行可以在BootLoader中通过命令标记设置好，然后按照以下构造传给内核：

char *p = " root=/dev/mtdblock 2     init=/linuxrc     console = tty SAC0 "

params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;
params->hdr.size = ((sizeof(struct tag_header)+strlen(p) +1 +4 ) >> 2);

strcpy (params->u.cmdline.cmdline, p);

params = tag_next (params);