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2008-08-27 10:13:01

bootm命令浅析
和boom命令实现有关的源文档主要为 common/cmd_bootm.c 和lib_arm/armlinux.c。下面就这两个文档中的关键代码段进行分析。

common/cmd_bootm.c(前面数字为Source Insight 中显示的行号):
168  if (argc
              addr = load_addr;
       } else {
              addr = simple_strtoul(argv[1], NULL, 16);
       }
判断运行bootm时是否指定了程式加载地址,若没有则使用默认的加载地址,load_addr在cmd_bootm.c中是这样定义的:
ulong load_addr = CFG_LOAD_ADDR;

183  memmove (&header, (char *)addr, sizeof(image_header_t));
将image 的 header(u-boot添加的64Byte文档头)复制到header只向的内存。

185  if (ntohl(hdr->ih_magic) != IH_MAGIC) {
#ifdef __I386__     /* correct image format not implemented yet - fake it */
              if (fake_header(hdr, (void*)addr, -1) != NULL) {
                     /* to compensate for the addition below */
                     addr -= sizeof(image_header_t);
                     /* turnof verify,
                      * fake_header() does not fake the data crc
                      */
                     verify = 0;
              } else
#endif     /* __I386__ */
           {
              puts ("Bad Magic Number\n");
              SHOW_BOOT_PROGRESS (-1);
              return 1;
           }
       }
判断文档头中的幻数是否为IH_MAGIC,所以假如不是u-boot映像格式,会输出提示信息”Bad Magic Number”

204 data = (ulong)&header;
       len  = sizeof(image_header_t);

       checksum = ntohl(hdr->ih_hcrc);
       hdr->ih_hcrc = 0;

       if (crc32 (0, (uchar *)data, len) != checksum) {
              puts ("Bad Header Checksum\n");
              SHOW_BOOT_PROGRESS (-2);
              return 1;
       }
比对u-boot image 文档头的CRC32校验和。

229 data = addr + sizeof(image_header_t);
       len  = ntohl(hdr->ih_size);

       if (verify) {
              puts ("   Verifying Checksum ... ");
              if (crc32 (0, (uchar *)data, len) != ntohl(hdr->ih_dcrc)) {
                     printf ("Bad Data CRC\n");
                     SHOW_BOOT_PROGRESS (-3);
                     return 1;
              }
              puts ("OK\n");
       }
比对u-boot image 数据部分的校验和。

245  #if defined(__PPC__)
              if (hdr->ih_arch != IH_CPU_PPC)
#elif defined(__ARM__)
              if (hdr->ih_arch != IH_CPU_ARM)

#else
# error Unknown CPU type
#endif
这部条件编译指令检验检验image header 中的arch类型是否是否正确。

275  switch (hdr->ih_type) {
       …
       case IH_TYPE_KERNEL:
              name = "Kernel Image";
              break;
       …
       default: printf ("Wrong Image Type for %s command\n", cmdtp->name);
              SHOW_BOOT_PROGRESS (-5);
              return 1;
       }
判断image的类型,这里只列出了Kernel Image类型的代码,直接break,:)

switch (hdr->ih_comp) {
       …
       case IH_COMP_GZIP:
              printf ("   Uncompressing %s ... ", name);
              if (gunzip ((void *)ntohl(hdr->ih_load), unc_len,
                         (uchar *)data, &len) != 0) {
                     puts ("GUNZIP ERROR - must RESET board to recover\n");
                     SHOW_BOOT_PROGRESS (-6);
                     do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);
              }
              break;
              …
              default:
              if (iflag)
                     enable_interrupts();
              printf ("Unimplemented compression type %d\n", hdr->ih_comp);
              SHOW_BOOT_PROGRESS (-7);
              return 1;
       }
       puts ("OK\n");
这段代码比较重要,他根据image所采用的压缩类型,将image解压到hdr->ih_load指向的地址,这个ih_load就是在mkimage中的-a选项指定的地址,这下明白了,-a选项指定的是内核解压后的地址。

412  switch (hdr->ih_os) {
       default:                  /* handled by (original) Linux case */
       case IH_OS_LINUX:
#ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE
           fixup_silent_linux();
#endif
           do_bootm_linux  (cmdtp, flag, argc, argv,
                          addr, len_ptr, verify);
           break;
              …
       }

       SHOW_BOOT_PROGRESS (-9);
#ifdef DEBUG
       puts ("\n## Control returned to monitor - resetting...\n");
       do_reset (cmdtp, flag, argc, argv);
#endif
既然内核已解压完了,接下来就改启动Linux内核了,这里有用到了image header中的另一个字段ih_os:指明操作系统的类型,我只列出Linux操作系统类型的处理,能够看到他把控制权传递给了 do_bootm_linux 这个do_bootm_linux 对于不同的ARCH有不同的实现,而ARM的实现就是在 lib_arm/armlinux.c中。

armlinux.c : do_bootm_linux
83    ulong initrd_start, initrd_end;
initrd的起始地址和结束地址

85    void (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);
Linux 内核的入口参数,zero = 0,arch为平台编号,params为传递给内核的参数在内存中的地址

89    #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
       char *commandline = getenv ("bootargs");
#endif
假如在include/configs/.h定义了CONFIG_CMDLINE_TAG则将bootargs环境变量传递给内核。所以假如发现无法向内核传递参数,应该检查一下CONFIG_CMDLINE_TAG是否定义。

93    theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);
hdr为指向image header的指针,hdr->ih_ep就是我们用mkimage创建image时-e选项的参数:内核的入口地址。

从98到207行为处理bootm命令传递的initrd参数。包括判断bootm是否传递了initrd参数,检验initrd的有效性(幻数,校验和等)

下面这一段代码在内核启动前,向内核传递参数(以Tag标记的形式),这段代码依赖于很多的宏定义,比如CONFIG_CMDLINE_TAG等,他们通常定义在include/configs/.h中,所以假如要想u-boot给内核传递特定的标记,则必须定义相应的宏。传递标记是通过setup__tag函数完成的,具体能够参考cmd_boot.m里面的实现。
#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \
    defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \
    defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \
    defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \
    defined (CONFIG_REVISION_TAG) || \
    defined (CONFIG_LCD) || \
    defined (CONFIG_VFD)
       setup_start_tag (bd);
#ifdef CONFIG_SERIAL_TAG
       setup_serial_tag (¶ms);
#endif

#ifdef CONFIG_REVISION_TAG
       setup_revision_tag (¶ms);
#endif

#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
       setup_memory_tags (bd);
#endif

#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
       setup_commandline_tag (bd, commandline);
#endif

#ifdef CONFIG_INITRD_TAG
       if (initrd_start && initrd_end)
              setup_initrd_tag (bd, initrd_start, initrd_end);
#endif

#if defined (CONFIG_VFD) || defined (CONFIG_LCD)
       setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);
#endif
       setup_end_tag (bd);
#endif

       /* we assume that the kernel is in place */
       printf ("\nStarting kernel ...\n\n");

#ifdef CONFIG_USB_DEVICE
       {
              extern void udc_disconnect (void);
              udc_disconnect ();
       }
#endif

275  theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);
经过一系列的准备,终于到了启动内核的时候了,这里bd->bi_arch_number和bd->bi_boot_params在具体研发板的board_init函数里面初始化,比如对于smdk2410的board_init:
106         gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410;
107         gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;
smdk2410把启动参数放在了0x30000100开始的地方。上面提到的Tag的传递,也是放到这个地址。这点能够从armlinux.c中的setup_start_tag函数看出
static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{
       params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;

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

       params->u.core.flags = 0;
       params->u.core.pagesize = 0;
       params->u.core.rootdev = 0;

       params = tag_next (params);
}
上面函数的第一句表明第一个param的地址为bd->bi_boot_params,到这了我们明白,u-boot向内核传递启动参数由一系列在include/configs/.h中的宏控制,启动参数传递的地址在board_init中初始化。
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