u-boot 源码分析(1) 启动过程分析

前言

对于uboot,我一直是云里雾里的一个状态,这部分让我感到自己很菜,不用纵向深入地掌握uboot整个细节,但是相对它有一个整体流程上的把握,包括uboot的启动启动过程,在整个启动过程中会涉及到哪些文件,以此的调用过程是什么?抱着这几个问题,大量搜集资料,包括阅读了uboot源码,在一知半解的基础上,有了进一步的认识。本文写的并不深入,因为能力有限,从最快速的方式对Uboot启动有一个整体的了解。

配置

uboot:201709

paltform:rockchip

arch:arm64

download:ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

源码结构

api

硬件无关的功能函数的API。uboot移植时基本不用管,这些函数是uboot本身使用的。

arch

CPU架构的目录。里面放着很多子目录,都是各种cpu架构。

board

板级相关配置文件,针对不同平台的功能下具体的实现。

common

文件夹下放的是一些与具体硬件无关的普遍适用的一些代码。譬如控制台实现、crc校验的。但是更多的主要是两类:一类是cmd开头的,是用来实现uboot的命令系统的;另一类是env开头的,是用来实现环境变量的。

cmd

实现uboot命令行下支持的命令,每一条命令都对应一个文件。例如bootm命令对应就是cmd_bootm.c

drivers

板级的驱动。这里面放的就是从linux源代码中移植过来的linux设备驱动,主要是开发板上必须用到的一些驱动,如网卡驱动、Inand/SD卡、NandFlash等的驱动。要知道:uboot中的驱动其实就是linux中的驱动,uboot在一定程度上移植了linux的驱动给自己用。但是linux是操作系统而uboot只是个裸机程序,因此这种移植会有不同,让我说:uboot中的驱动其实是linux中的驱动的一部分。同样的uboot中的驱动也支持设备树。

fs

文件系统相关的代码,这个也是从linux源代码中移植过来的,用来管理Flash等资源。

Kbuild

可以通过make menuconfig进行uboot的基本配置。

启动过程

uboot启动主要分为两个阶段。

第一阶段主要由start.s运行并实现相应的初始化,定义程序入口地址,初始化CPU,初始化内存,最后调用_main到第二阶段的板级别初始化部分。

第二阶段主要是C语言编写,对于硬件内存分配,初始化硬件设备,串口初始化,显示设备初始化,运行环境初始化等等,最后启动内核。

第一阶段

这里主要会涉及到两个汇编文件,完成最底层的初始化。

start.S

路径:arch/yourplatform/cpu/start.S

yourplatform按照实际使用的平台进行选择,如arm,x86,mips

这是一个汇编文件,如果分析的是arm的平台,需要对arm的指令集有简单的了解。

crt0_64.S

路径:arch/arm/lib/crt0_64.S

crt0C Runtime Startup的简称,这部分程序主要完成C语言环境的初始化,最终会运行_main函数,由于水平有限,这里暂不对细节进行分析。

第二阶段

由于需要适配不同的硬件平台,提高可移植性和代码的复用,这部分使用基本使用C语言,在common下,board_f.cboard_r.c这两个文件基本包括了通用实现。初始化主要包括两个部分,前置的初始化在board_f.c中实现,后置的初始化在board_r.c中实现。

board_f.c

主要分析一下board_init_f函数,具体的代码

void board_init_f(ulong boot_flags)
{
...
if(initcall_run_list(init_sequence_f))
hang();
...
}

init_sequence_f数组中保存了需要初始化的函数指针,所以板级初始化。

board_r.c

这里和board_f.c类似,主要有board_init_r这个函数,完成板级的后置初始化,代码如下:

void board_init_r(gd_t *new_gd, ulong dest_addr)
{
#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
int i;
#endif #if !defined(CONFIG_X86) && !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_ARM64)
gd = new_gd;
#endif #ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(init_sequence_r); i++)
init_sequence_r[i] += gd->reloc_off;
#endif if (initcall_run_list(init_sequence_r))
hang(); /* NOTREACHED - run_main_loop() does not return */
hang();
}

函数中通过initcall_run_list运行initcall_run_list列表中的函数,可以看一下init_sequence_r包括了各种板级的初始化,最终运行run_main_loop

init_fnc_t init_sequence_r[] = {
initr_trace,
initr_reloc,
/* TODO: could x86/PPC have this also perhaps? */
#ifdef CONFIG_ARM
initr_caches,
#endif
initr_reloc_global_data,
#if defined(CONFIG_SYS_INIT_RAM_LOCK) && defined(CONFIG_E500)
initr_unlock_ram_in_cache,
#endif
initr_barrier,
initr_malloc,
bootstage_relocate,
#ifdef CONFIG_DM
initr_dm,
#endif
#ifdef CONFIG_ARM
board_init, /* Setup chipselects */
#endif
/*
* TODO: printing of the clock inforamtion of the board is now
* implemented as part of bdinfo command. Currently only support for
* davinci SOC's is added. Remove this check once all the board
* implement this.
*/
#ifdef CONFIG_CLOCKS
set_cpu_clk_info, /* Setup clock information */
#endif
stdio_init_tables,
initr_serial,
initr_announce,
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_PPC
initr_trap,
#endif
#ifdef CONFIG_ADDR_MAP
initr_addr_map,
#endif
#if defined(CONFIG_BOARD_EARLY_INIT_R)
board_early_init_r,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_LOGBUFFER
initr_logbuffer,
#endif
#ifdef CONFIG_POST
initr_post_backlog,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_SYS_DELAYED_ICACHE
initr_icache_enable,
#endif
#if defined(CONFIG_PCI) && defined(CONFIG_SYS_EARLY_PCI_INIT)
/*
* Do early PCI configuration _before_ the flash gets initialised,
* because PCU ressources are crucial for flash access on some boards.
*/
initr_pci,
#endif
#ifdef CONFIG_WINBOND_83C553
initr_w83c553f,
#endif
#ifdef CONFIG_ARCH_EARLY_INIT_R
arch_early_init_r,
#endif
power_init_board,
#ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH
initr_flash,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_X86)
/* initialize higher level parts of CPU like time base and timers */
cpu_init_r,
#endif
#ifdef CONFIG_PPC
initr_spi,
#endif
#if defined(CONFIG_X86) && defined(CONFIG_SPI)
init_func_spi,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_NAND
initr_nand,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_ONENAND
initr_onenand,
#endif
#ifdef CONFIG_GENERIC_MMC
initr_mmc,
#endif
#ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH
initr_dataflash,
#endif
#ifdef CONFIG_ROCKCHIP
initr_rk_storage,
#endif
initr_env,
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_secondary_cpu,
#ifdef CONFIG_SC3
initr_sc3_read_eeprom,
#endif
#ifdef CONFIG_HERMES
initr_hermes,
#endif
#if defined(CONFIG_ID_EEPROM) || defined(CONFIG_SYS_I2C_MAC_OFFSET)
mac_read_from_eeprom,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_PCI) && !defined(CONFIG_SYS_EARLY_PCI_INIT)
/*
* Do pci configuration
*/
initr_pci,
#endif
stdio_add_devices,
initr_jumptable,
#ifdef CONFIG_API
initr_api,
#endif
console_init_r, /* fully init console as a device */
#ifdef CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO_LATE
show_board_info,
#endif
#ifdef CONFIG_ARCH_MISC_INIT
arch_misc_init, /* miscellaneous arch-dependent init */
#endif
#ifdef CONFIG_MISC_INIT_R
misc_init_r, /* miscellaneous platform-dependent init */
#endif
#ifdef CONFIG_HERMES
initr_hermes_start,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_CMD_KGDB
initr_kgdb,
#endif
#ifdef CONFIG_X86
board_early_init_r,
#endif
interrupt_init,
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_x86)
initr_enable_interrupts,
#endif
#ifdef CONFIG_X86
timer_init, /* initialize timer */
#endif
#if defined(CONFIG_STATUS_LED) && defined(STATUS_LED_BOOT)
initr_status_led,
#endif
/* PPC has a udelay(20) here dating from 2002. Why? */
#ifdef CONFIG_CMD_NET
initr_ethaddr,
#endif
#ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
board_late_init,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_SCSI
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_scsi,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_DOC
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_doc,
#endif
#ifdef CONFIG_BITBANGMII
initr_bbmii,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_NET
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_net,
#endif
#ifdef CONFIG_POST
initr_post,
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_PCMCIA) && !defined(CONFIG_CMD_IDE)
initr_pcmcia,
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_IDE)
initr_ide,
#endif
#ifdef CONFIG_LAST_STAGE_INIT
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
/*
* Some parts can be only initialized if all others (like
* Interrupts) are up and running (i.e. the PC-style ISA
* keyboard).
*/
last_stage_init,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_BEDBUG
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_bedbug,
#endif
#if defined(CONFIG_PRAM) || defined(CONFIG_LOGBUFFER)
initr_mem,
#endif
#ifdef CONFIG_PS2KBD
initr_kbd,
#endif
run_main_loop,
};

总结

按照最快的方式熟悉UBoot的源码,实现从UBoot源码入门到入门,但是目前对于Kbuild 中的配置和源码的对应关系并未做到有效的认识,所以如果需要进行UBoot源码移植,单纯掌握这些还是远远不够的。以上的分析基本都是一笔带过,没有参杂任何的细节,后面需要通过实战移植一波Uboot然后加深对这块知识的掌握和认识。

参考

http://blog.chinaunix.net/uid-22979746-id-2590215.html

http://www.wowotech.net/sort/u-boot

u-boot 源码分析(1) 启动过程分析的更多相关文章

  1. 精尽Spring Boot源码分析 - SpringApplication 启动类的启动过程

    该系列文章是笔者在学习 Spring Boot 过程中总结下来的,里面涉及到相关源码,可能对读者不太友好,请结合我的源码注释 Spring Boot 源码分析 GitHub 地址 进行阅读 Sprin ...

  2. Disconf源码分析之启动过程分析下(2)

    接上文,下面是第二次扫描的XML配置. <bean id="disconfMgrBean2" class="com.baidu.disconf.client.Dis ...

  3. Disconf源码分析之启动过程分析上(1)

    Disconf的启动,主要是包括两次扫描和XML非注解式配置,总共分为上下两篇,上篇先主要介绍第一次静态扫描过程. 先从入口分析,通过Disconf帮助文档,可以看到xml必须添加如下配置. < ...

  4. 精尽Spring Boot源码分析 - 文章导读

    该系列文章是笔者在学习 Spring Boot 过程中总结下来的,里面涉及到相关源码,可能对读者不太友好,请结合我的源码注释 Spring Boot 源码分析 GitHub 地址 进行阅读 Sprin ...

  5. Spring Boot源码分析-启动过程

    Spring Boot作为目前最流行的Java开发框架,秉承"约定优于配置"原则,大大简化了Spring MVC繁琐的XML文件配置,基本实现零配置启动项目. 本文基于Spring ...

  6. 精尽Spring Boot源码分析 - Jar 包的启动实现

    该系列文章是笔者在学习 Spring Boot 过程中总结下来的,里面涉及到相关源码,可能对读者不太友好,请结合我的源码注释 Spring Boot 源码分析 GitHub 地址 进行阅读 Sprin ...

  7. Linux内核源码分析--内核启动之(3)Image内核启动(C语言部分)(Linux-3.0 ARMv7)

    http://blog.chinaunix.net/uid-20543672-id-3157283.html Linux内核源码分析--内核启动之(3)Image内核启动(C语言部分)(Linux-3 ...

  8. Spring Boot源码分析-配置文件加载原理

    在Spring Boot源码分析-启动过程中我们进行了启动源码的分析,大致了解了整个Spring Boot的启动过程,具体细节这里不再赘述,感兴趣的同学可以自行阅读.今天让我们继续阅读源码,了解配置文 ...

  9. 精尽Spring Boot源码分析 - 序言

    该系列文章是笔者在学习 Spring Boot 过程中总结下来的,里面涉及到相关源码,可能对读者不太友好,请结合我的源码注释 Spring Boot 源码分析 GitHub 地址 进行阅读 Sprin ...

随机推荐

  1. Go gRPC进阶-proto数据验证(九)

    前言 上篇介绍了go-grpc-middleware的grpc_zap.grpc_auth和grpc_recovery使用,本篇将介绍grpc_validator,它可以对gRPC数据的输入和输出进行 ...

  2. Springboot:整合Mybaits和Druid【监控】(十一)

    MyBatis默认提供了一个数据库连接池PooledDataSource,在此我们使用阿里提供的Druid数据库连接池 项目下载:https://files.cnblogs.com/files/app ...

  3. redis: List列表类型(四)

    list设置值(头部):lpush list one list设置值(尾部):**rpush ** list one list获取值:lrange list 0 -1 list获取指定范围的值:lra ...

  4. linq详细案例

    LINQ to SQL语句(1)之Where 适用场景:实现过滤,查询等功能. 说明:与SQL命令中的Where作用相似,都是起到范围限定也就是过滤作用的,而判断条件就是它后面所接的子句.Where操 ...

  5. Mysql中的一些类型

    列类型--整数类型Tinyint:迷你整形 一个字节=8位 最大能表示的数值是0-255 实际区间 -128~127Smallint:小整形 两个字节 能表示0-65535Mediumint:中整型 ...

  6. MySQL之唯一索引、外键的变种、SQL语句数据行操作补充

    0.唯一索引 unique对num进行唯一限制,表示num是独一无二的,uql是唯一索引名称 上面为联合索引:num和xx不能完全一样  1.外键的变种 a. 用户表和部门表 用户: 1 alex 1 ...

  7. 文件读取的时候要留意 -- 序列化serialize()与反序列化unserialize():

    原文:https://blog.csdn.net/little_rabbit_baby/article/details/53840543 序列化serialize()与反序列化unserialize( ...

  8. 【深入AQS原理】我画了35张图就是为了让你深入 AQS

    申明 本文首发自公众号:程序员cxuan,此文章为本人投稿文章.已经和cxuan沟通,文章投递公众号,博客平台我自己发布可标记为原创. 此文章肝了很久,图片较多,希望大家喜欢. 另外,感兴趣的小伙伴可 ...

  9. KAFKA官方教程笔记-introduction

    为什么80%的码农都做不了架构师?>>>   介绍 apache kafka是一个分布式流式处理平台,一个流式平台该有的三个关键能力: 发布.订阅流式数据.从这个角度讲类似消息队列或 ...

  10. 使用Xamarin开发即时通信系统 -- 基础篇(大量图文讲解 step by step,附源码下载)...

    如果是.NET开发人员,想学习手机应用开发(Android和iOS),Xamarin 无疑是最好的选择,编写一次,即可发布到Android和iOS平台,真是利器中的利器啊!而且,Xamarin已经被微 ...