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分类: LINUX

2014-11-05 14:21:13

 

因为都是从各网站上搜集过来的资料,如果有涉权请告知.............
uboot启动zImage(go)和uImage(bootm)分析
1.bootm加载linux镜像是加载uIamge,uIamge是由mkimage制作而来,和zIamge的差异是uIamge是zIamge压缩过的,bootm需要先对uIamge解压,解压地址为内核入口地址。当解压完成时uIamge和zIamge几乎是相同的,具体差异可以论述。uboot目前只能支持uImage启动,不支持zImage启动
2.bootm解压过程
---------------------------------------------------------------------------
## Booting image at 08808000 ...
Image Name:   Linux-2.6.14.7
Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size:    989172 Bytes = 966 kB
Load Address: 08008000
Entry Point:  08008000
Verifying Checksum ... OK
OK                                         uboot bootm命令对uIamge的解压操作
---------------------------------------------------------------------------
Starting kernel ...         
传递内核参数将控制权交给arch\arm\boot\compressed]head.S
----------------------------------------------------------------------------
如mx1ADS班子内存的起始地址为0x0800_0000,通过tftp 下载到0x0800_8000 +offset ,offset大于0x80_0000,即tftp 0x0880_8000 然后bootm 0x0880_8000 即将0x0880_8000处的uIamge解压,解压地址即为mkimage 设置的kernel入口地址0x0800_8000。

zImage和uImage的区别 一、vmlinuz

vmlinuz 是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存,不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存,因此得名“vm”。
vmlinuz 的建立有两种方式。一是编译内核时通过“make zImage”创建,然后通过:“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage/boot/vmlinuz”产生。zImage适用于 小内核的情况,它的存在是为了向后的兼容性。
二 是内核编译时通过命令make bzImage创建,然后通过:“cp/usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”产生。bzImage是压缩的内核映像,需要注意,bzImage不是用bzip2压缩的,bzImage中的bz容易引起 误解,bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。 zImage(vmlinuz)和bzImage(vmlinuz)都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件,而且在这两个文件的开头部分内嵌有 gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。
二、 initrd-x.x.x.img
initrd是“initial ramdisk”的简写。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。
initrd 映象文件是使用mkinitrd创建的。mkinitrd实用程序能够创建initrd映象文件。这个命令是RedHat专有的。其它Linux发行版或 许有相应的命令。这是个很方便的实用程序。具体情况请看帮助:man mkinitrd下面的命令创建initrd映象文件。
最后生成的内核镜象有两种zImage以及uImage。其中zImage下载到 目标板中后,可以直接用uboot的 命令go来 进行直接跳转。这时候内核直接解压启动。但是无法挂载文件系统,因为go命令没有将内核需要的相关的启动参数传递给内核。传递启动参数我们必须使用命令bootm来进行跳 转。Bootm命 令跳转只处理uImage的 镜象。
uboot源代码的tools/目录下 有mkimage工 具,这个工具可以用来制作不压缩或者压缩的多种可启动映象文件。
mkimage在制作映象文件的时候,是在原来的可执行映象文件的前面加上一个0x40字节的头, 记录参数所指定的信息,这样uboot才 能识别这个映象是针对哪个CPU体 系结构的,哪个OS的, 哪种类型,加载内存中的哪个位置,入口点在内存的那个位置以及映象名是什么
用法如下:
./mkimage -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image
-A ==> set architecture to 'arch'
-O ==> set operating system to 'os'
-T ==> set image type to 'type'
-C ==> set compression type 'comp'
-a ==> set load address to 'addr' (hex)
-e ==> set entry point to 'ep' (hex)
-n ==> set image name to 'name'
-d ==> use image data from 'datafile'
-x ==> set XIP (execute in place)
参数说明:
-A 指定CPU的体系结构:
取值表示的体 系结构
alpha Alpha
arm A RM
x86 Intel x86
ia64 IA64
mips MIPS
mips64 MIPS 64 Bit
ppc PowerPC
s390 IBM S390
sh SuperH
sparc SPARC
sparc64 SPARC 64 Bit
m68k MC68000
-O 指定操作系统类 型,可以取以下值:
openbsd、netbsd、freebsd、4_4bsd、linux、svr4、esix、solaris、irix、sco、dell、ncr、lynxos、vxworks、psos、qnx、u-boot、rtems、artos
-T 指定映象类型, 可以取以下值:
standalone、kernel、ramdisk、multi、firmware、script、filesystem
-C 指定映象压缩方 式,可以取以下值:
none 不 压缩
gzip 用gzip的压缩方式
bzip2 用bzip2的压缩方 式
-a 指 定映象在内存中的加载地址,映象下载到内存中时,要按照用mkimage制作映象时,这个参数所指定的地址值来下载
-e 指定映象运行的 入口点地址,这个地址就是-a参 数指定的值加上0x40(因 为前面有个mkimage添 加的0x40个 字节的头)
-n 指定映象名
-d 指定制作映象的源文件
我在编译时用到的命令如下:
# make zImage      //生成zImage镜象
#/usr/local/arm/k9uboot/tools/mkimage -n 'Linux 2.4.27' -A arm -O linux -T
kernel -C none -a 0x20007fc0 -e 0x20008000 -d zImage uImage
内核镜象已经准备好了,这个时候我们就要来准备文件系统了。由于时间缘故,本人暂时采用的是其他 人已经好的文件系统k9.img.gz。 这个时候我们要做的是,自己写一个简单hello.c的程序,编译通过后加入到该文件系统中,然后下载到目标板中运行。
先编写hello.c;
编译:
#/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc –o start-hello hello.c
编译后生成可执行文件start-hello
下面我们就必须把该执行文件加入到文件系统中去,步骤如下:
#gunzip k9.img.gz                     //解 压缩
#mount –o loop k9.img /mnt/new_disk    //挂载
#cp start-hello /mnt/new_disk           //将 文件拷贝到文件系统中
#cd /mnt/new_disk
#umount /mnt/new_disk                 //卸 载
#gzip –c –v9 k9.img > k9.img.gz          //压缩生成最终的文件系统
下面我们就要下载内核以及准备好文件系统了,这边先说明我 的内存分配情况如下:
Flash:
0x10000000 ――― 0x10020000     boot
0x10020000 ――― 0x10040000     uboot
0x10040000 ――― 0x10060000     uboot env
0x10060000 ――― 0x10200000     kernel
0x10200000 ――― 0x11000000     ramdisk
Sdram:
0x20007fc0 ――― 0x20a00000     kernel
0x20a00000 ―――                ramdisk
Loadb 通过串口下载数据到ram中
cp.b    拷贝ram中的数据到flash中。
将kernel以及文件系统ramdisk下载完 毕之后,我们还需要设置uboot的 环境变量,这样uboot才 能够在上电启动的时候启动内核等操作。环境变量设置如下:
Set cpfltoram cp.b 10200000 20a00000 18ffff            //拷贝文件系统到ram中
Set boot bootm 20007fc0                            //启动kernel
Set bootcmd run cpfltoker\;run cpfltoram\;run boot       //uboot复位的执行指令
Set cpfltoker cp.b 10060000 20007fc0 f4fff             //拷贝内核到ram中
Set bootargs root=/dev/ram rw initrd=0x20a00000,4M init=/linuxrc console=ttyS0,11520
0,mem=32m                      //uboot传 递给内核的启动参数
设置完毕后,saveenv把 环境变量存储起来。
学习心得:zImage 和uImage 都是生成的可执行内核镜像文件  
2者在u-boot中启动的方式分别是 go addr 与 bootm addr 来实现启动过程的
即对于zImage是通过 go 来进行引导   而uImage是通过bootm来进行引导的
zImage 和 uImage 2者的关系 是 uImage 是zImage通过mkimage (u--boot下面tools下的工具)来生成的
结果是后者比前者在头部多了64个byte,这多余的64 个byte是用来通知给u-boot用的;将相关信息告知u-boot;
这样做的结果在u-boot引导内核时存在2个地址:loadaddress 和entry address 2者的差值刚好是0x40(64byte)的大小
这样在使用bootm loadaddress 时u-boot会根据相应的loadaddress进行调整,有2中情况;
1)、当loadaddress与mkimage时传送的一致时:
          那么在加载 ldr pc,entry address时,会选择mkinage 时的entry地址;即pc=loadaddress + 4;然后由pc来控制流程跳转倒ram中去执行;
2)、当loadaddress与mkimage时传送的不一致时:
          那么,u-bbot会进行地址比较 后,将当前的loadaddress减去64byte后,将真正的内核映像(去掉64byte头部的内核)拷贝倒预先制定的loadaddress,然后 直接从这个loadaddress来引导内核运行;
总结,那么上面2中情况实际区别呢?其实就是最终代码执行时,如果地址与mkinage时指定的 不符,那么u-boot将进行去头后,拷贝内核代码,直接执行;而如果不处理,则会将 loadaddress+0x40来执行内核;
通过tftp服务来下载 zImage或者uImage;
loadb   在tftp不成功的情况下使用  串口来下载内核 希望不要用这个方法
cp【.b\.w\.l】 完成 内存之间 内存向flash之间进行拷贝
最后可以设置 bootcmd 环境变量可以实现 u-boot自动引导内核启动
至于文件系统的2中方式:ramdisk 以及nfs 推荐开发者使用nfs  方便修改;
当使用ramdisk时,
#gunzip k9.img.gz                     //解压缩
#mount –o loop k9.img /mnt/new_disk    //挂 载
#umount /mnt/new_disk                 //卸载
#gzip –c –v9 k9.img > k9.img.gz          //压 缩生成最终的文件系统
这四条命令不要忘记,对于你来说多么强大
不要你去再建立根文件系统。

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