第二章--Bootloader启动流程分析

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1、第2章Bootloader启动流程分析2.1Bootloader启动的两个阶段从操作系统的角度看，Bootloader的总目标就是正确地调用内核来执行。另外，由于Bootloader的实现依赖于CPU的体系结构，因此大多数Bootloader都分为stage1和stage2两大部分，以便使Bootloader的功能更加强大和提供更加良好的移植性能。stage1主要是一些依赖于CPU体系结构的代码，比如硬件设备初始化代码等。这一阶段的代码主要是通过汇编来实现的，已达到短小精悍和高效的目的。stage1为位置无关代码，通

2、常在Flash中运行。所以有的指令为相对寻址，可以在任何位置运行。stage1负责的主要任务有：①硬件设备初始化包括：关闭Watchdog、关闭中断、设置CPU的速度和时钟频率、配置SDRAM存储控制器及IO、关闭处理器内部指令/数据Cache等；②为加载Bootloader的stage2代码准备RAM空间（这个地址由链接脚本指定为运行域地址，通常为RAM的高端地址）测试内存空间是否有效；③复制Bootloader的stage2代码到RAM空间中；④设置好堆栈；⑤跳转到stage2的C函数入口点。stage2则是通常

3、用C语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。stage2负责的主要任务有：①初始化本阶段要使到的硬件设备（如串口、Flash和网卡等）；②检测系统内存映射；③没有用户干预时将内核映像从Flash读到RAM空间中；④为内核设置启动参数；⑤调用内核。2.2Bootloader的内核调用操作系统的内核映像一般是存储在Flash上的，当Bootloader将内核复制到RAM里之后可能还需要解压。但是对于有自解压能力的内核而言是不需要Bootloader来解压的。而Bootloader调用内

4、核的方法就是直接跳转到内核的第一条指令处。在调170用内核之前下列的条件必须要满足：1.CPU寄存器的设置①R0为0；②R1为机器码；③R2为启动参数，标记列表在RAM中的起始基地址。2.CPU工作模式①必须禁止中断（IRQ和FIQ）；②CPU必须设置为SVC模式。3.Cache和MMU的设置①MMU必须关闭；②指令Cache可以打开或关闭；③数据Cache必须关闭。2.2.1Bootloader与内核的交互当内核启动时，启动参数一般是从Bootloader中传递而来的。那么Bootloader传递参数的存放地址和参

5、数的数据结构就都是需要关心的。由于Bootloader和内核不是同时启动运行的，因此Bootloader要向内核传递参数只有将参数存放在一个指定的地址，然后内核再从这个地址中读取启动参数。在U-Boot中，传递参数的数据结构是以标记的形式来体现的。而参数的传递通过标记列表的形式来实现。标记列表由ATAG_CORE开始，以ATAG_NONE标记结束。这里的ATAG_CORE，ATAG_NONE是各个参数的标记，本身是一个32位值。标记的数据结构为tag，它由一个tag_header结构体和一个联合体组成。tag_hea

6、der结构体表示标记的长度和类型，比如是表示内存还是命令行参数。对于不同类型的标记使用不同的联合体。对于tag和tag_header的定义可以在网蜂提供的U-Boot的源码中arch/arm/include/asm/setup.h文件中找到，即：structtag{structtag_headerhdr;union{structtag_corecore;structtag_mem32mem;structtag_videotextvideotext;structtag_ramdiskramdisk;structtag_

7、initrdinitrd;structtag_serialnrserialnr;structtag_revisionrevision;structtag_videolfbvideolfb;structtag_cmdlinecmdline;structtag_acornacorn;structtag_memclkmemclk;}u;171};除了ATAG_CORE和ATAG_NONE之外，其他的参数标记还包括：ATAG_MEM，ATAG_COMDLINE和ATAG_INITRD2等。每个参数标记就代表一个参数结构体，由

8、各个参数结构体构成了标记列表。在网蜂提供的U-Boot的源码中arch/arm/lib/bootm.c文件中有以下代码，说明参数是如何传递的。staticvoidsetup_start_tag(bd_t*bd){/*参数存放地址*/params=(structtag*)bd->bi_boot_params;/*标记ATAG_CORE开始*/pa