u-boot-2010.03在XC2440开发板上的移植—12

13、u-boot引导linux内核

  

（1）启动zImage内核镜像  

    u-boot中的命令bootm只支持启动uImage内核镜像，不支持启动zImage内核镜像，不过我们可以用go命令来运行zImage内核。使用go命令启动内核的话，u-boot不会传递machiine ID给内核，因为go只是执行普通的应用程序，不考虑到传递参数给内核的问题。

    

    修改代码使用go命令来启动zImage内核，在smdk2440.h中修改环境量CONFIG_BOOTCOMMAND，代码如下：

/*#define CONFIG_BOOTFILE    "elinos-lart" */
#define CONFIG_BOOTCOMMAND  "nand read 0x30008000 kernel; go 0x30008000

    通过u-boot中的nand read命令把zImage内核镜像从NandFlash中读到内存地址0x30008000处，然后跳到该地址运行，也就相当于启动内核了。这里的kernel是前面提到的NandFlash中的一个分区，该分区的起始地址为0x00120000，大小为0x400000。

    在main.c的main_loop函数中，通过以下代码获取环境变量CONFIG_BOOTCOMMAND：

s = getenv ("bootcmd");

    debug ("### main_loop: bootcmd=\"%s\"\n", s ? s : "");

     通过getenv得到环境变量CONFIG_BOOTCOMMAND的内容并赋值给字符型指针s，然后在下面通过run_command(s,0)来解析并运行该内容，就像前面解释的那样，把zImage内核镜像从NandFlash中读到内存地址0x30008000处，然后跳到该地址运行，启动内核。

    重新编译u-boot,下载到NandFlash中运行，但是并没有像期待中的那样启动内核，效果如下：

    出现这个问题的原因是因为u-boot的machine id 和 内核的machine id不一致。我使用的zImage内核的machine id为362（宏MACH_TYPE_S3C2440），而现在u-boot的machine id为193（宏MACH_TYPE_SMDK2410），所以需要把u-boot的machine id修改为362，需要修改的是smdk2440.c文件，修改的代码如下：

    /* arch number of SMDK2410-Board */
    gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440;  //MACH_TYPE_SMDK2410

    /* adress of boot parameters */
    gd->bd->bi_boot_params = 0x30000100;

     

    重新编译u-boot，下载到NandFlash中运行，发现还是出现同样的问题。出现这个问题的原因前面已经提到过了，用go命令启动内核的话，u-boot不会传递machiine ID给内核，因为go只是执行普通的应用程序，不考虑到传递参数给内核的问题。

     修改linux内核代码，修改arch/arm/kernel/head.S文件，直接把SMDK2440的参数赋给内核，修改的代码如下：

__HEAD
ENTRY(stext)
    mov r0, #0
    ldr r1, =0x16A
    ldr r2, =0x30000100

    setmode    PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode
                        @ and irqs disabled
    mrc    p15, 0, r9, c0, c0        @ get processor id

    

    烧写新的zImage内核到NandFlash中，从NandFlash启动，可以看到u-boot已经可以顺利加载内核了，效果如下：

（2）启动uImage内核镜像

    u-boot可以使用bootm命令来启动uImage内核，这 个方法可以将machine ID传给内核，实现正常启动。  那么uImage又是什么的？它是uboot专用的映像文件，它是在zImage之前加上一个长度为64字节的“头”，说明这个内核的版本、加载位置、生成时间、大小等信息；其0x40之后与zImage没区别。

    64字节的头结构如下：

typedef struct image_header {

uint32_t ih_magic;

uint32_t ih_hcrc;

uint32_t ih_time;

uint32_t ih_size;

uint32_t ih_load;

uint32_t ih_ep;

uint32_t ih_dcrc;

uint8_t ih_os;

uint8_t ih_arch;

uint8_t ih_type;

uint8_t ih_comp;

uint8_t ih_name[IH_NMLEN];

} image_header_t;

     uImage和zImage都是压缩后的内核映像。而uImage是用mkimage工具根据zImage制作而来的。

     mkimage工具是编译u-boot之后，在tools目录下生成的，把它拷到ubuntu的/bin目录下，就可以在任何地方使用它来制作uImage镜像了。mkimage的参数介绍如下：

-A ==> set architecture to 'arch'

-O ==> set operating system to 'os'

-T ==> set image type to 'type' “kernel或是ramdisk”

-C ==> set compression type 'comp'

-a ==> set load address to 'addr' (hex)

-e ==> set entry point to 'ep' (hex)（内核启动时在此位置查询完整的内核印象）

-n ==> set image name to 'name'

-d==> use image data from 'datafile'

-x ==> set XIP (execute in place，即不进行文件的拷贝，在当前位置执行)

对于ARM linux内核映象用法：

-A arm -------- 架构是arm
-O linux -------- 操作系统是linux
-T kernel -------- 类型是kernel
-C none/bzip/gzip -------- 压缩类型
-a 30008000 ---- image的载入地址(hex)，通常为0xX00008000
-e 300080XX---- 内核的入口地址(hex)，XX为0x40或者0x00
-n linux-XXX --- image的名字，任意
-d nameXXX ---- 无头信息的image文件名，你的源内核文件
uImageXXX ---- 加了头信息之后的image文件名，任意取

 

    关于-a和-e这两个参数，具体如下：

① -a和-e后面跟的分别是image的载入地址和内核的入口地址，两者可以一样，也可以不一样，依情况而定。

② 当-a后面指定的地址和bootm xxxx后面的地址一样时，-e后面的地址必须要比-a后面的地址多0x40，也就是映像头的大小64个字节。因为当他们地址一样时，uboot是不会搬运映像的。

③ 当-a后面指定的地址和bootm xxxx后面的地址不一样时，uboot会将bootm xxxx地址处的映像搬运到-a指定的地址处，此时，-e和-a必须要一样，因为映像头并没有搬运过去，载入地址就是内核的入口地址。需要注意的是，因为uboot要重新搬运内核映像，所以要注意bootm xxxx的地址和-a之间的地址不要导致复制时的覆盖。

    

    现在利用mkimage工具来制作uImage，在linux源码的arch/arm/boot/目录下执行下面这个命令，就会在该目录下生成uImage。

    mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 30008000 -e 30008040 -n linux-2.6.37.4 -d zImage uImage

    把生成的uImage烧写到NandFlash中。

    修改u-boot代码smdk2440.h中的环境量CONFIG_BOOTCOMMAND，代码如下：

/*#define CONFIG_BOOTFILE    "elinos-lart" */
#define CONFIG_BOOTCOMMAND  "nand read 0x30008000 kernel; bootm 0x30008000

   重新编译u-boot，下载到NandFlash中，从NandFlash启动，可以看到成功加载内核，效果如下：