全局变量images

上一节讲到，autoboot_command中会默认执行环境变量bootcmd中的启动命令，而基本的boot、bootm、bootz命令都会用一个全局变量images来保存系统镜像的信息。
全局变量images是一个结构体（common/bootm.c），结构主体内容如下：

  1. //common/bootm.c
  2. bootm_headers_t images;     /* 指向系统镜像结构体的全局变量 */
  4. //include/image.h
  5. typedef struct bootm_headers {
  6.     //...
  7. #ifndef USE_HOSTCC
  8.     image_info_t    os;        /* OS镜像信息*/
  9.     ulong        ep;        /* OS入口点*/
  11.     ulong        rd_start, rd_end;/* ramdisk开始和结束位置*/
  13.     char        *ft_addr;    /* 设备树地址 */
  14.     ulong        ft_len;        /* 设备树长度 */
  16.     ulong        initrd_start; //initrd开始地址
  17.     ulong        initrd_end;   //initrd结束地址
  18.     ulong        cmdline_start;//cmdline开始位置
  19.     ulong        cmdline_end;  //cndline结束位置
  20.     struct bd_info        *kbd;
  21. #endif
  22.     //...
  23. #define    BOOTM_STATE_START    (0x00000001)
  24. #define    BOOTM_STATE_FINDOS    (0x00000002)
  25. #define    BOOTM_STATE_FINDOTHER    (0x00000004)
  26. #define    BOOTM_STATE_LOADOS    (0x00000008)
  27. #define    BOOTM_STATE_RAMDISK    (0x00000010)
  28. #define    BOOTM_STATE_FDT        (0x00000020)
  29. #define    BOOTM_STATE_OS_CMDLINE    (0x00000040)
  30. #define    BOOTM_STATE_OS_BD_T    (0x00000080)
  31. #define    BOOTM_STATE_OS_PREP    (0x00000100)
  32. #define    BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO    (0x00000200)    /* 'Almost' run the OS */
  33. #define    BOOTM_STATE_OS_GO    (0x00000400)
  34.     int        state;   //boot启动的不同阶段状态，具体状态为上面的宏定义
  35.     //...
  36. }} bootm_headers_t;
  38. typedef struct image_info {
  39.     ulong        start, end;        /* blob开始和结束位置 */
  40.     ulong        image_start, image_len; /* 镜像起始地址(包括blob)和长度 */
  41.     ulong        load;            /* 系统镜像加载地址 */
  42.     uint8_t        comp, type, os;        /* 镜像压缩、类型，OS类型 */
  43.     uint8_t        arch;            /* CPU架构 */
  44. } image_info_t;

bootz命令引导过程

我们以bootz命令引导linux内核的过程为例，看看uboot如何引导加载linux系统。其他boot命令流程大体相同。

do_bootz

bootz命令对应的处理函数为do_bootz，位于cmd/bootz.c文件中：
主要有两个函数：

  • bootz_start：初始化全局变量images的成员变量，用于后面使用

  • do_bootm_states：根据不同的BOOT状态执行不同的代码段，通过如下代码来判断BOOT状态：states & BOOTM_STATE_XXX

    //cmd/bootz.c
int do_bootz(struct cmd_tbl *cmdtp, int flag, int argc, char *const argv[])
{
  //...
  if (bootz_start(cmdtp, flag, argc, argv, &images))
      return 1;

  bootm_disable_interrupts(); //关闭中断

  images.os.os = IH_OS_LINUX; //设置系统类型，用于选择具体启动函数

  //执行多个boot阶段,用宏指定
  ret = do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv,
#ifdef CONFIG_SYS_BOOT_RAMDISK_HIGH
                BOOTM_STATE_RAMDISK |
#endif
                BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |
                BOOTM_STATE_OS_GO,
                &images, 1); //全局变量images

  return ret;
}

    bootz_start

    该函数主要功能是查找系统镜像文件和设备树相关信息，填充到image全局变量中：

    //cmd/bootz.c
static int bootz_start(struct cmd_tbl *cmdtp, int flag, int argc,
             char *const argv[], bootm_headers_t *images)
{
 //...
  ret = do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv, BOOTM_STATE_START,
      images, 1); //执行BOOTM_STATE_START阶段，调用bootm_start清空image
  //...
  if (!argc) {
      images->ep = image_load_addr; //设置系统镜像存储位置
  } else {
      images->ep = simple_strtoul(argv[0], NULL, 16);
  }
  //判断当前images是否是linux镜像,是则返回起始和结束地址
  ret = bootz_setup(images->ep, &zi_start, &zi_end);
  //...
  //查找ramdisk和设备树文件,并保存地址
  if (bootm_find_images(flag, argc, argv, images->ep, zi_end - zi_start))
      return 1;

  return 0;
}

    do_bootm_states

    函数 do_bootm_states根据不同的 BOOT状态执行不同的代码段。从do_bootz中我们可以知道，需要按照如下三个标识开始boot内核。
    **BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO | BOOTM_STATE_OS_GO**
    所以我们带着这三个标识看看do_bootm_state的执行流程：
    image.png
    之后通过Linux内核的起始地址代码进入内核，uboot的任务就结束了。

总结流程图

image.png