Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com Agenda U-boot 的功能简要介绍 U-boot与kernel的关系 U-boot的地址与kernel的一些地址是如何定义的？ 简要分析一下bootm 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com U-boot 功能介绍 U-boot 就是为加载kernel而服务的 简单来讲：u-boot 启动过程分为两个部分 ：Stage 1 and Stage2 Stage1 主要是初始化硬件设备， 然后最主要的功能就是把Stage2 load到RAM中去。 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com U-boot 与kernel的关系 U-boot为kernel服务， u－boot为kernel提供一些kernel无法知道的信息，比如ramdisk在RAM中的地址 Kernel也必须为U-boot提供必要的信息：通过mkimage这个tool可以给zImage添加一个header： typedef struct image_header { uint32_t ih_magic; /* Image Header Magic Number */ uint32_t ih_hcrc; /* Image Header CRC Checksum */ uint32_t ih_time; /* Image Creation Timestamp */ uint32_t ih_size; /* Image Data Size */ uint32_t ih_load; /* Data Load Address */ uint32_t ih_ep; /* Entry Point Address */ uint32_t ih_dcrc; /* Image Data CRC Checksum */ uint8_t ih_os; /* Operating System */ uint8_t ih_arch; /* CPU architecture */ uint8_t ih_type; /* Image Type */ uint8_t ih_comp; /* Compression Type */ uint8_t ih_name[IH_NMLEN]; /* Image Name */ } image_header_t; 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 此header是如何生成的？ 利用u-boot里面的mkimage工具来生成uImage （u-boot源码包/tools/mkimage.c ) 用法： -A arm     -------- 架构是arm -O linux    -------- 操作系统是linux -T kernel  -------- 类型是kernel -C none    -------- 压缩类型为无压缩 -a 30008000 ---- image的载入地址(hex) -e 30008040 ---- 内核的入口地址(hex)，因为信息头的大小是0x40 -n linux-2.6.18.8 --- image的名字 -d zImage             ---- 无头信息的image文件名 uImage2.6. 18.8    ---- 加了头信息之后的image文件名 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 生成uImage 的方法 mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 30008000 -e 30008000 -n linux-2.6.18.8 -d zImage uImage2.6.18.8 注释：这里的意思就是把zImage的前面加上一个0x40长度的header ，没有压缩（none） ， kernel的load地址是：-a 30008000 ; kernel的入口地址是 –e 30008000 不知道是否对入口地址有疑问：为什么入口地址不是 0x80003040 呢? 答案就在 u-boot 里面的bootm命令的实现代码上， 我会在 “分析bootm源码”中给予分析介绍 ， 来详细分析 1> mkimage 如何指定入口参数 ( -e 0xxxxxx) 2> mkimage 指定了入口参数后， 你用tftpboot 下载kernel到哪个地址？ 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com Mkimage 的执行结果 #/usr/local/src/u-boot-1.2.0/tools/mkimage -A arm -O linux-T kernel -C none -a 30008000 -e 30008000 -n linux-2.6.18.8 -d zImage uImage2.6.18.8 imagefile = uImage2.6.18.8 Image Name: linux-2.6.18.8 Created: Fri Jun 15 13:56:06 2007 Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed) Data Size: 1068212 Bytes = 1043.18 kB = 1.02 MB Load Address: 0x30008000 Entry Point: 0x30008000 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 准备工作：快速数制转换 为了方便后面的图的计算，先熟练换算： 0x0000,0100 256 Byte 0x0000,1000 4K 0x0001,0000 64K 0x0010,0000 1M 0x0100,0000 16M 0x1000,0000 256M 0x8000 就是 8（十进制） X 0x1000 ＝ 32K 0x400000 = 4M 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 30000000 － 34000000） 这些地址是怎么得来呢？ 哪些是固定呢？ 哪些是自己计算得来得呢？ 哪些是比较灵活得呢？ 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 结论： 生成uImage的方法： 利用mkimage 命令 把zImage 包装 ， mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 30008000 -e 30008000 -n linux-2.6.18.8 -d zImage uImage2.6.18.8 下面的总结都是 稍微调整一下上面的 -a -e -x 参数什么的， 你会发现 这些参数不同， 就会导致你 tftp dowload的地址会有不同， 有的时候kernel会run不起来。 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com addr是地址 ， 如果两个地方都是addr ，说明是同一个地址， 否则 我会比如addr+0x40 的 1> mkimage -a addr -e addr 那么tftp 下载kernel 就一定不能下载 addr处 ， 否则，kernelrun不起来。 因为u-boot并不搬运kernel 代码， 也就是没有把header去掉。 所以 只有入口是 addr+0x40才是kernel的入口。 当然也不能下到 < addr + 2M 的地方， 否则搬运的时候会有一些覆盖， 导致搬运后的kernel不完整， bootm的时候，u-boot就会RESET 的。 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 2> mkimage -a addr -e addr+0x40 或者 mkimage -a addr -x 两个是一回事 。 －x的意思 是就在kernel所在地执行。 不必搬运（代码里面的条件是 tftp 下kernel的时候 就下到 addr处,这样bootm就没有必要搬运了） 这种情况： tftp 就一定把kernel 下载到addr处 ，这样u-boot 在bootm的时候 就不搬运了。 其实这种情况更多的用在flash里面 。 // ----------------------------------------------------- switch (hdr->ih_comp) { case IH_COMP_NONE: // -C none if(ntohl(hdr->ih_load) == addr) { //不搬运 printf (“ XIP %s ... ”, name);//注意屏幕信息 } else { memmove ((void *) ntohl(hdr->ih_load), (uchar *)data, len); //搬运：这里data指向实际的kernel ，把kernel搬运到hdr->ih_load处，这个值就是mkimage –d 0x30008000 } 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Bootm 命令源码分析 （源码就是最好的文档） 对于u-boot最常用得命令莫过于： Tftpboot 和 bootm 命令了。 具体分析一下这两个过程， 这样大家用的时候就知其所以然了，也就能少犯一些错误了。 具体参考：common/cmd_bootm.c  do_bootm() 还有do_bootm_linux() 函数 比如 ： Tftpboot 0x3300,0000 uImage Tftpboot 0x3080,0000 ramdisk.gz Bootm 0x3300,0000 0x3080,0000 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 过程：tftpboot把uImage 下载地址0x33000000 ，然后把ramdisk.gz 下载到0x30800000 . 最后执行bootm ， Bootm 会首先取出uImage的0x40个header ，然后读取header的ih_load字段， 只有这样u-boot 才知道把uImage搬运到哪里。 在中间的时候， u-boot 会判断tftp 下载kernel的地址是否等于ih_load ,这里非常关键。如果等于就不搬运 ； 如果不等于u-boot 把指针定位到0x40之后的位置， 这里才是真正的kernel（zImage） ， 把zImage 搬运（copy）到 ih_load这个地址上去。 然后执行kernel 。 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com 简单的梳理一下bootm的代码 用sourceInsight简单的浏览一下关键的几个环节 。 。。。。。。。。。。。 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com

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Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com Thanks a lot ! 2019/4/5 Author:BobZhang Copy Right 2007 bob_zhang2004@163.com