Uboot启动全过程
?
U-Boot啟動內(nèi)核的過程可以分為兩個階段，兩個階段的功能如下：
?????? （1）第一階段的功能
?? 硬件設(shè)備初始化
?? 加載U-Boot第二階段代碼到RAM空間
?? 設(shè)置好棧
?? 跳轉(zhuǎn)到第二階段代碼入口
?????? （2）第二階段的功能
?? 初始化本階段使用的硬件設(shè)備
?? 檢測系統(tǒng)內(nèi)存映射
?? 將內(nèi)核從Flash讀取到RAM中
?? 為內(nèi)核設(shè)置啟動參數(shù)
?? 調(diào)用內(nèi)核
1.1.1???????????? U-Boot 啟動第一階段代碼分析
?????? 第一階段對應(yīng)的文件是cpu/arm920t/start.S和board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S。
?????? U-Boot啟動第一階段流程如下：
?
圖 2.1 U-Boot啟動第一階段流程
?
?????? 根據(jù)cpu/arm920t/u-boot.lds中指定的連接方式：
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
?????? . = 0x00000000;
?
?????? . = ALIGN(4);
?????? .text :
?????? {
???????????????????? cpu/arm920t/start.o??? (.text)
???? ?????????? board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o (.text)
??? ???????????? board/samsung/mini2440/nand_read.o (.text)
????????????? *(.text)
?????? }
?????? … …
}
?????? 第一個鏈接的是cpu/arm920t/start.o，因此u-boot.bin的入口代碼在cpu/arm920t/start.o中，其源代碼在cpu/arm920t/start.S中。下面我們來分析cpu/arm920t/start.S的執(zhí)行。
1.????? 硬件設(shè)備初始化
（1）設(shè)置異常向量
?????? cpu/arm920t/start.S開頭有如下的代碼：
.globl _start
_start:??? b???? start_code???????????????????????? /* 復(fù)位 */
?????? ldr?? pc, _undefined_instruction????? /*?未定義指令向量 */
?????? ldr?? pc, _software_interrupt??????????? /* ?軟件中斷向量 */
?????? ldr?? pc, _prefetch_abort????????????????? /*? 預(yù)取指令異常向量 */
?????? ldr?? pc, _data_abort??????????????????????? /* ?數(shù)據(jù)操作異常向量 */
?????? ldr?? pc, _not_used?????????????????????????? /*? 未使用?? */
?????? ldr?? pc, _irq???????????????????????????????????? /*? irq中斷向量? */
?????? ldr?? pc, _fiq???????????????????????????????????? /*? fiq中斷向量? */
/*? 中斷向量表入口地址 */
_undefined_instruction:??? .word undefined_instruction
_software_interrupt:? .word software_interrupt
_prefetch_abort:? .word prefetch_abort
_data_abort:??????? .word data_abort
_not_used:????????? .word not_used
_irq:???????????????????? .word irq
_fiq:???????????????????? .word fiq
?
?????? .balignl 16,0xdeadbeef
?
?????? 以上代碼設(shè)置了ARM異常向量表，各個異常向量介紹如下：
表 2.1 ARM異常向量表
| 地址? | 異常? | 進(jìn)入模式 | 描述 |
| 0x00000000? | 復(fù)位 | 管理模式 | 復(fù)位電平有效時，產(chǎn)生復(fù)位異常，程序跳轉(zhuǎn)到復(fù)位處理程序處執(zhí)行 |
| 0x00000004? | 未定義指令 | 未定義模式 | 遇到不能處理的指令時，產(chǎn)生未定義指令異常 |
| 0x00000008 | 軟件中斷 | 管理模式 | 執(zhí)行SWI指令產(chǎn)生，用于用戶模式下的程序調(diào)用特權(quán)操作指令 |
| 0x0000000c | 預(yù)存指令 | 中止模式 | 處理器預(yù)取指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指令訪問，產(chǎn)生指令預(yù)取中止異常 |
| 0x00000010 | 數(shù)據(jù)操作 | 中止模式 | 處理器數(shù)據(jù)訪問指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指令訪問時，產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常 |
| 0x00000014 | 未使用 | 未使用 | 未使用 |
| 0x00000018 | IRQ | IRQ | 外部中斷請求有效，且CPSR中的I位為0時，產(chǎn)生IRQ異常 |
| 0x0000001c | FIQ | FIQ | 快速中斷請求引腳有效，且CPSR中的F位為0時，產(chǎn)生FIQ異常 |
?????? 在cpu/arm920t/start.S中還有這些異常對應(yīng)的異常處理程序。當(dāng)一個異常產(chǎn)生時，CPU根據(jù)異常號在異常向量表中找到對應(yīng)的異常向量，然后執(zhí)行異常向量處的跳轉(zhuǎn)指令，CPU就跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的異常處理程序執(zhí)行。
?????? 其中復(fù)位異常向量的指令“b start_code”決定了U-Boot啟動后將自動跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號“start_code”處執(zhí)行。
（2）CPU進(jìn)入SVC模式
start_code:
?????? /*
?????? ?* set the cpu to SVC32 mode
?????? ?*/
?????? mrs r0, cpsr
?????? bic? r0, r0, #0x1f??????? /*工作模式位清零 */
?????? orr?? r0, r0, #0xd3????????????? /*工作模式位設(shè)置為“10011”（管理模式），并將中斷禁止位和快中斷禁止位置1 */
?????? msr cpsr, r0
?????? 以上代碼將CPU的工作模式位設(shè)置為管理模式，并將中斷禁止位和快中斷禁止位置一，從而屏蔽了IRQ和FIQ中斷。
（3）設(shè)置控制寄存器地址
# if defined(CONFIG_S3C2400)
#? define pWTCON 0x15300000
#? define INTMSK? 0x14400008
#? define CLKDIVN????? 0x14800014
#else????? /* s3c2410與s3c2440下面4個寄存器地址相同 */
#? define pWTCON 0x53000000?????????????? /* WATCHDOG控制寄存器地址 */
#? define INTMSK? 0x4A000008???????????????????? /* INTMSK寄存器地址? */
#? define INTSUBMSK 0x4A00001C????? /* INTSUBMSK寄存器地址 */
#? define CLKDIVN????? 0x4C000014?????? ? ????????? /* CLKDIVN寄存器地址 */
# endif
?????? 對與s3c2440開發(fā)板，以上代碼完成了WATCHDOG，INTMSK，INTSUBMSK，CLKDIVN四個寄存器的地址的設(shè)置。各個寄存器地址參見參考文獻(xiàn)[4] 。
（4）關(guān)閉看門狗
?????? ldr?? r0, =pWTCON
?????? mov?????? r1, #0x0
?????? str?? r1, [r0]?? /* 看門狗控制器的最低位為0時，看門狗不輸出復(fù)位信號 */
?????? 以上代碼向看門狗控制寄存器寫入0，關(guān)閉看門狗。否則在U-Boot啟動過程中，CPU將不斷重啟。
（5）屏蔽中斷
?????? /*
?????? ?* mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
?????? ?*/
?????? mov?????? r1, #0xffffffff???? /* 某位被置1則對應(yīng)的中斷被屏蔽 */
?????? ldr?? r0, =INTMSK
?????? str?? r1, [r0]
?????? INTMSK是主中斷屏蔽寄存器，每一位對應(yīng)SRCPND（中斷源引腳寄存器）中的一位，表明SRCPND相應(yīng)位代表的中斷請求是否被CPU所處理。
???????? 根據(jù)參考文獻(xiàn)4，INTMSK寄存器是一個32位的寄存器，每位對應(yīng)一個中斷，向其中寫入0xffffffff就將INTMSK寄存器全部位置一，從而屏蔽對應(yīng)的中斷。
# if defined(CONFIG_S3C2440)
??? ????? ldr? r1, =0x7fff??????
??? ????? ldr? r0, =INTSUBMSK
??? ????? str? r1, [r0]
# endif
?????? INTSUBMSK每一位對應(yīng)SUBSRCPND中的一位，表明SUBSRCPND相應(yīng)位代表的中斷請求是否被CPU所處理。
?????? 根據(jù)參考文獻(xiàn)4，INTSUBMSK寄存器是一個32位的寄存器，但是只使用了低15位。向其中寫入0x7fff就是將INTSUBMSK寄存器全部有效位（低15位）置一，從而屏蔽對應(yīng)的中斷。
（6）設(shè)置MPLLCON,UPLLCON, CLKDIVN
# if defined(CONFIG_S3C2440)?
#define MPLLCON?? 0x4C000004
#define UPLLCON?? 0x4C000008??
??? ????? ldr? r0, =CLKDIVN??
??? ????? mov? r1, #5
??? ????? str? r1, [r0]
?
??? ????? ldr? r0, =MPLLCON
??? ????? ldr? r1, =0x7F021?
??? ????? str? r1, [r0]
?
?? ?ldr? r0, =UPLLCON?
??? ????? ldr? r1, =0x38022
??? ????? str? r1, [r0]
# else
?????? /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
?????? /* default FCLK is 120 MHz ! */
?????? ldr?? r0, =CLKDIVN
?????? mov?????? r1, #3
?????? str?? r1, [r0]
#endif
?????? CPU上電幾毫秒后，晶振輸出穩(wěn)定，FCLK=Fin（晶振頻率），CPU開始執(zhí)行指令。但實際上，FCLK可以高于Fin，為了提高系統(tǒng)時鐘，需要用軟件來啟用PLL。這就需要設(shè)置CLKDIVN，MPLLCON，UPLLCON這3個寄存器。
?????? CLKDIVN寄存器用于設(shè)置FCLK，HCLK，PCLK三者間的比例，可以根據(jù)表2.2來設(shè)置。
表 2.2 S3C2440 的CLKDIVN寄存器格式
| CLKDIVN | 位 | 說明 | 初始值 |
| HDIVN | [2:1] | 00 : HCLK = FCLK/1. 01 : HCLK = FCLK/2. 10 : HCLK = FCLK/4 （當(dāng) CAMDIVN[9] = 0 時） HCLK= FCLK/8? （當(dāng) CAMDIVN[9] = 1 時） 11 : HCLK = FCLK/3 （當(dāng) CAMDIVN[8] = 0 時） HCLK = FCLK/6 （當(dāng) CAMDIVN[8] = 1時） | 00 |
| PDIVN | [0] | 0: PCLK = HCLK/1?? 1: PCLK = HCLK/2 | 0 |
?
?????? 設(shè)置CLKDIVN為5，就將HDIVN設(shè)置為二進(jìn)制的10，由于CAMDIVN[9]沒有被改變過，取默認(rèn)值0，因此HCLK = FCLK/4。PDIVN被設(shè)置為1，因此PCLK= HCLK/2。因此分頻比FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8 。
?????? MPLLCON寄存器用于設(shè)置FCLK與Fin的倍數(shù)。MPLLCON的位[19:12]稱為MDIV，位[9:4]稱為PDIV，位[1:0]稱為SDIV。
?????? 對于S3C2440，FCLK與Fin的關(guān)系如下面公式：
?????? MPLL(FCLK) = (2×m×Fin)/(p× < mso-application progid="Word.Document" >142s'>?)
?????? 其中： m=MDIC+8，p=PDIV+2，s=SDIV
?????? MPLLCON與UPLLCON的值可以根據(jù)參考文獻(xiàn)4中“PLL VALUE SELECTION TABLE”設(shè)置。該表部分摘錄如下：
表 2.3 推薦PLL值
| 輸入頻率 | 輸出頻率 | MDIV | PDIV | SDIV |
| 12.0000MHz | 48.00 MHz | 56(0x38) | 2 | 2 |
| 12.0000MHz | 405.00 MHz | 127(0x7f) | 2 | 1 |
?????? 當(dāng)mini2440系統(tǒng)主頻設(shè)置為405MHZ，USB時鐘頻率設(shè)置為48MHZ時，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行，因此設(shè)置MPLLCON與UPLLCON為：
?????? MPLLCON=(0x7f<<12) | (0x02<<4) | (0x01) = 0x7f021
?????? UPLLCON=(0x38<<12) | (0x02<<4) | (0x02) = 0x38022
（7）關(guān)閉MMU，cache
?????? 接著往下看：
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
?????? bl??? cpu_init_crit
#endif
?????? cpu_init_crit這段代碼在U-Boot正常啟動時才需要執(zhí)行，若將U-Boot從RAM中啟動則應(yīng)該注釋掉這段代碼。
?????? 下面分析一下cpu_init_crit到底做了什么：
320? #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
321? cpu_init_crit:
322? ??? /*
323? ??? ?* 使數(shù)據(jù)cache與指令cache無效 */
324? ??? ?*/?
325? ??? mov?????? r0, #0
326? ??? mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0??? /* 向c7寫入0將使ICache與DCache無效*/
327? ??? mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0??? /* 向c8寫入0將使TLB失效 */
328?
329? ??? /*
330? ??? ?* disable MMU stuff and caches
331? ??? ?*/
332? ??? mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0??? /*? 讀出控制寄存器到r0中? */
333? ??? bic? r0, r0, #0x00002300?? @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
334? ??? bic? r0, r0, #0x00000087?? @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
335? ??? orr?? r0, r0, #0x00000002?? @ set bit 2 (A) Align
336? ??? orr?? r0, r0, #0x00001000?? @ set bit 12 (I) I-Cache
337? ??? mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0??? /*? 保存r0到控制寄存器? */
338?
339? ??? /*
340? ??? ?* before relocating, we have to setup RAM timing
341? ??? ?* because memory timing is board-dependend, you will
342? ??? ?* find a lowlevel_init.S in your board directory.
343? ??? ?*/
344? ??? mov?????? ip, lr
345?
346? ??? bl??? lowlevel_init
347?
348? ??? mov?????? lr, ip
349? ??? mov?????? pc, lr
350? #endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */
?????? 代碼中的c0，c1，c7，c8都是ARM920T的協(xié)處理器CP15的寄存器。其中c7是cache控制寄存器，c8是TLB控制寄存器。325~327行代碼將0寫入c7、c8，使Cache，TLB內(nèi)容無效。
?????? 第332~337行代碼關(guān)閉了MMU。這是通過修改CP15的c1寄存器來實現(xiàn)的，先看CP15的c1寄存器的格式（僅列出代碼中用到的位）：
表 2.3 CP15的c1寄存器格式（部分）
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| . | . | V | I | . | . | R | S | B | . | . | . | . | C | A | M |
?????? 各個位的意義如下：
V : ?表示異常向量表所在的位置，0：異常向量在0x00000000；1：異常向量在 0xFFFF0000
I : ?0 ：關(guān)閉ICaches；1 ：開啟ICaches
R、S : 用來與頁表中的描述符一起確定內(nèi)存的訪問權(quán)限
B : ?0 ：CPU為小字節(jié)序；1 ： CPU為大字節(jié)序
C : ?0：關(guān)閉DCaches；1：開啟DCaches
A : ?0：數(shù)據(jù)訪問時不進(jìn)行地址對齊檢查；1：數(shù)據(jù)訪問時進(jìn)行地址對齊檢查
M : ?0：關(guān)閉MMU；1：開啟MMU
?????? 332~337行代碼將c1的 M位置零，關(guān)閉了MMU。
（8）初始化RAM控制寄存器
?????? 其中的lowlevel_init就完成了內(nèi)存初始化的工作，由于內(nèi)存初始化是依賴于開發(fā)板的，因此lowlevel_init的代碼一般放在board下面相應(yīng)的目錄中。對于mini2440，lowlevel_init在board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S中定義如下：
45? #define BWSCON?? 0x48000000??????? /* 13個存儲控制器的開始地址 */
? … …
129? _TEXT_BASE:
130? ??? .word???? TEXT_BASE
131?
132? .globl lowlevel_init
133? lowlevel_init:
134? ??? /* memory control configuration */
135? ??? /* make r0 relative the current location so that it */
136? ??? /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory ! */
137? ??? ldr???? r0, =SMRDATA
138? ??? ldr?? r1, _TEXT_BASE
139? ??? sub? r0, r0, r1????????????? /* SMRDATA減 _TEXT_BASE就是13個寄存器的偏移地址 */
140? ??? ldr?? r1, =BWSCON?? /* Bus Width Status Controller */
141? ??? add???? r2, r0, #13*4
142? 0:
143? ??? ldr???? r3, [r0], #4??? /*將13個寄存器的值逐一賦值給對應(yīng)的寄存器*/
144? ??? str???? r3, [r1], #4
145? ??? cmp???? r2, r0
146? ??? bne? ???0b
147?
148? ??? /* everything is fine now */
149? ??? mov?????? pc, lr
150?
151? ??? .ltorg
152? /* the literal pools origin */
153?
154? SMRDATA:??????????? /*? 下面是13個寄存器的值? */
155? .word? … …
156 ? .word? … …
?… …
?????? lowlevel_init初始化了13個寄存器來實現(xiàn)RAM時鐘的初始化。lowlevel_init函數(shù)對于U-Boot從NAND Flash或NOR Flash啟動的情況都是有效的。
?????? U-Boot.lds鏈接腳本有如下代碼：
?????? .text :
?????? {
???????????????????? cpu/arm920t/start.o??? (.text)
???? ?????????? board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o (.text)
??? ???????????? board/samsung/mini2440/nand_read.o (.text)
????????????? … …
?????? }
?????? board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o將被鏈接到cpu/arm920t/start.o后面，因此board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o也在U-Boot的前4KB的代碼中。
?????? U-Boot在NAND Flash啟動時，lowlevel_init.o將自動被讀取到CPU內(nèi)部4KB的內(nèi)部RAM中。因此第137~146行的代碼將從CPU內(nèi)部RAM中復(fù)制寄存器的值到相應(yīng)的寄存器中。
?????? 對于U-Boot在NOR Flash啟動的情況，由于U-Boot連接時確定的地址是U-Boot在內(nèi)存中的地址，而此時U-Boot還在NOR Flash中，因此還需要在NOR Flash中讀取數(shù)據(jù)到RAM中。
?????? 由于NOR Flash的開始地址是0，而U-Boot的加載到內(nèi)存的起始地址是TEXT_BASE，SMRDATA標(biāo)號在Flash的地址就是SMRDATA－TEXT_BASE。
?????? 綜上所述，lowlevel_init的作用就是將SMRDATA開始的13個值復(fù)制給開始地址[BWSCON]的13個寄存器，從而完成了存儲控制器的設(shè)置。
（9）復(fù)制U-Boot第二階段代碼到RAM
?????? cpu/arm920t/start.S原來的代碼是只支持從NOR Flash啟動的，經(jīng)過修改現(xiàn)在U-Boot在NOR Flash和NAND Flash上都能啟動了，實現(xiàn)的思路是這樣的：
?
?????? bl??? bBootFrmNORFlash /*? 判斷U-Boot是在NAND Flash還是NOR Flash啟動? */
?????? cmp?????? r0, #0????????? /*? r0存放bBootFrmNORFlash函數(shù)返回值，若返回0表示NAND Flash啟動，否則表示在NOR Flash啟動? */
?????? beq nand_boot???????? /*? 跳轉(zhuǎn)到NAND Flash啟動代碼? */
?
/*? NOR Flash啟動的代碼? */
?????? b???? stack_setup???????? /* 跳過NAND Flash啟動的代碼 */
?
nand_boot:
/*? NAND Flash啟動的代碼? */
?
stack_setup:???????
?????? /* 其他代碼 */
?
?????? 其中bBootFrmNORFlash函數(shù)作用是判斷U-Boot是在NAND Flash啟動還是NOR Flash啟動，若在NOR Flash啟動則返回1，否則返回0。根據(jù)ATPCS規(guī)則，函數(shù)返回值會被存放在r0寄存器中，因此調(diào)用bBootFrmNORFlash函數(shù)后根據(jù)r0的值就可以判斷U-Boot在NAND Flash啟動還是NOR Flash啟動。bBootFrmNORFlash函數(shù)在board/samsung/mini2440/nand_read.c中定義如下：
int bBootFrmNORFlash(void)
{
??? volatile unsigned int *pdw = (volatile unsigned int *)0;
??? unsigned int dwVal;
??
??? dwVal = *pdw;?????? ??/* 先記錄下原來的數(shù)據(jù) */
??? *pdw = 0x12345678;
??? if (*pdw != 0x12345678)?????? /* 寫入失敗，說明是在NOR Flash啟動 */
??? {
??????? return 1;?????
??? }
??? else?????? ??????????????????????????? /* 寫入成功，說明是在NAND Flash啟動 */
??? {
??????? *pdw = dwVal;??????? /* 恢復(fù)原來的數(shù)據(jù) */
??????? return 0;
??? }
}
???? 無論是從NOR Flash還是從NAND Flash啟動，地址0處為U-Boot的第一條指令“ b??? start_code”。
?????? 對于從NAND Flash啟動的情況，其開始4KB的代碼會被自動復(fù)制到CPU內(nèi)部4K內(nèi)存中，因此可以通過直接賦值的方法來修改。
?????? 對于從NOR Flash啟動的情況，NOR Flash的開始地址即為0，必須通過一定的命令序列才能向NOR Flash中寫數(shù)據(jù)，所以可以根據(jù)這點差別來分辨是從NAND Flash還是NOR Flash啟動：向地址0寫入一個數(shù)據(jù)，然后讀出來，如果發(fā)現(xiàn)寫入失敗的就是NOR Flash，否則就是NAND Flash。
?????? 下面來分析NOR Flash啟動部分代碼：
208? ??? adr? r0, _start????????????? /* r0 <- current position of code?? */
209? ??? ldr?? r1, _TEXT_BASE??????????? /* test if we run from flash or RAM */
?
/* 判斷U-Boot是否是下載到RAM中運行，若是，則不用?再復(fù)制到RAM中了，這種情況通常在調(diào)試U-Boot時才發(fā)生 */
210? ??? cmp ???? r0, r1????? /*_start等于_TEXT_BASE說明是下載到RAM中運行 */
211? ??? beq stack_setup
212? /* 以下直到nand_boot標(biāo)號前都是NOR Flash啟動的代碼 */
213? ??? ldr?? r2, _armboot_start
214? ??? ldr?? r3, _bss_start
215? ??? sub? r2, r3, r2????????????? /* r2 <- size of armboot??????????? */
216? ??? add r2, r0, r2????????????? /* r2 <- source end address???????? */
217? /* 搬運U-Boot自身到RAM中*/
218? copy_loop:
219? ??? ldmia???? r0!, {r3-r10} /* 從地址為[r0]的NOR Flash中讀入8個字的數(shù)據(jù) */
220? ??? stmia????? r1!, {r3-r10} /* 將r3至r10寄存器的數(shù)據(jù)復(fù)制給地址為[r1]的內(nèi)存 */
221? ??? cmp?????? r0, r2??????????????????? /* until source end addreee [r2]??? */
222? ??? ble? copy_loop
223? ??? b???? stack_setup???????? /* 跳過NAND Flash啟動的代碼 */
?????? 下面再來分析NAND Flash啟動部分代碼：
nand_boot:
??? mov r1, #NAND_CTL_BASE?
??? ldr r2, =( (7<<12)|(7<<8)|(7<<4)|(0<<0) )
??? str r2, [r1, #oNFCONF]?? /* 設(shè)置NFCONF寄存器 */
?
?????? /* 設(shè)置NFCONT，初始化ECC編/解碼器，禁止NAND Flash片選 */
??? ldr r2, =( (1<<4)|(0<<1)|(1<<0) )
??? str r2, [r1, #oNFCONT]?
?
??? ldr r2, =(0x6)?????????? /* 設(shè)置NFSTAT */
str r2, [r1, #oNFSTAT]
?
?????? /* 復(fù)位命令，第一次使用NAND Flash前復(fù)位 */
??? mov r2, #0xff???????????
??? strb r2, [r1, #oNFCMD]
??? mov r3, #0??????????????
?
??? /* 為調(diào)用C函數(shù)nand_read_ll準(zhǔn)備堆棧 */
??? ldr sp, DW_STACK_START??
??? mov fp, #0??????????????
??? /* 下面先設(shè)置r0至r2，然后調(diào)用nand_read_ll函數(shù)將U-Boot讀入RAM */
??? ldr r0, =TEXT_BASE????? /* 目的地址：U-Boot在RAM的開始地址 */
??? mov r1, #0x0???? ????????? /* 源地址：U-Boot在NAND Flash中的開始地址 */
??? mov r2, #0x30000? ??????? /* 復(fù)制的大小，必須比u-boot.bin文件大，并且必須是NAND Flash塊大小的整數(shù)倍，這里設(shè)置為0x30000（192KB） */
??? bl? nand_read_ll?? ????????????? /* 跳轉(zhuǎn)到nand_read_ll函數(shù)，開始復(fù)制U-Boot到RAM */
tst? r0, #0x0???????????????????? /* 檢查返回值是否正確 */
beq stack_setup
bad_nand_read:
loop2: b loop2??? //infinite loop
?
.align 2
DW_STACK_START: .word STACK_BASE+STACK_SIZE-4
?????? 其中NAND_CTL_BASE，oNFCONF等在include/configs/mini2440.h中定義如下：
#define NAND_CTL_BASE? 0x4E000000? // NAND Flash控制寄存器基址
?
#define STACK_BASE? 0x33F00000???? //base address of stack
#define STACK_SIZE? 0x8000???????? //size of stack
?
#define oNFCONF? 0x00????? /* NFCONF相對于NAND_CTL_BASE偏移地址 */
#define oNFCONT? 0x04????? /* NFCONT相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#define oNFADDR? 0x0c???? /* NFADDR相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#define oNFDATA? 0x10????? /* NFDATA相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#define oNFCMD?? 0x08???? /* NFCMD相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#define oNFSTAT? 0x20??????? /* NFSTAT相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
#define oNFECC?? 0x2c????????????? /* NFECC相對于NAND_CTL_BASE偏移地址*/
?????? NAND Flash各個控制寄存器的設(shè)置在S3C2440的數(shù)據(jù)手冊有詳細(xì)說明，這里就不介紹了。
?????? 代碼中nand_read_ll函數(shù)的作用是在NAND Flash中搬運U-Boot到RAM，該函數(shù)在board/samsung/mini2440/nand_read.c中定義。
?????? NAND Flash根據(jù)page大小可分為2種： 512B/page和2048B/page的。這兩種NAND Flash的讀操作是不同的。因此就需要U-Boot識別到NAND Flash的類型，然后采用相應(yīng)的讀操作，也就是說nand_read_ll函數(shù)要能自動適應(yīng)兩種NAND Flash。
?????? 參考S3C2440的數(shù)據(jù)手冊可以知道：根據(jù)NFCONF寄存器的Bit3（AdvFlash (Read only)）和Bit2 （PageSize (Read only)）可以判斷NAND Flash的類型。Bit2、Bit3與NAND Flash的block類型的關(guān)系如下表所示：
表 2.4 NFCONF的Bit3、Bit2與NAND Flash的關(guān)系
| Bit2??? Bit3 | 0 | 1 |
| 0 | 256 B/page | 512 B/page |
| 1 | 1024 B/page | 2048 B/page |
?
?????? 由于的NAND Flash只有512B/page和2048 B/page這兩種，因此根據(jù)NFCONF寄存器的Bit3即可區(qū)分這兩種NAND Flash了。
?????? 完整代碼見board/samsung/mini2440/nand_read.c中的nand_read_ll函數(shù)，這里給出偽代碼：
int nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
{
//根據(jù)NFCONF寄存器的Bit3來區(qū)分2種NAND Flash
?????? if( NFCONF & 0x8 ) ?????? /* Bit是1，表示是2KB/page的NAND Flash */
?????? {
?????????????
????????????? 讀取2K block 的NAND Flash
?????????????
?
?????? }
?????? else????????????????????? /* Bit是0，表示是512B/page的NAND Flash */
?????? {
????????????? /
????????????? 讀取512B block 的NAND Flash
????????????? /
?
?????? }
??? return 0;
}
（10）設(shè)置堆棧
?????? /* ?設(shè)置堆棧 */
stack_setup:
?????? ldr?? r0, _TEXT_BASE??????????? /* upper 128 KiB: relocated uboot?? */
?????? sub? r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN?? /* malloc area????????????? */
?????? sub? r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /*? 跳過全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)?????????????? */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
?????? sub? r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
?????? sub? sp, r0, #12?????????? /* leave 3 words for abort-stack??? */
?????? 只要將sp指針指向一段沒有被使用的內(nèi)存就完成棧的設(shè)置了。根據(jù)上面的代碼可以知道U-Boot內(nèi)存使用情況了，如下圖所示：
?
?
圖2.2 U-Boot內(nèi)存使用情況
?
（11）清除BSS段
clear_bss:
?????? ldr?? r0, _bss_start????????????? /* BSS段開始地址，在u-boot.lds中指定*/
?????? ldr?? r1, _bss_end?????????????? /* BSS段結(jié)束地址，在u-boot.lds中指定*/
?????? mov?????? r2, #0x00000000
clbss_l:str???? r2, [r0]????????? /* 將bss段清零*/
?????? add r0, r0, #4
?????? cmp ???? r0, r1
?????? ble? clbss_l
?????? 初始值為0，無初始值的全局變量，靜態(tài)變量將自動被放在BSS段。應(yīng)該將這些變量的初始值賦為0，否則這些變量的初始值將是一個隨機(jī)的值，若有些程序直接使用這些沒有初始化的變量將引起未知的后果。
（12）跳轉(zhuǎn)到第二階段代碼入口
?????? ldr?? pc, _start_armboot
?
_start_armboot:?? .word? start_armboot
?????? 跳轉(zhuǎn)到第二階段代碼入口start_armboot處。
1.1.2???????????? U-Boot 啟動第二階段代碼分析
?????? start_armboot函數(shù)在lib_arm/board.c中定義，是U-Boot第二階段代碼的入口。U-Boot啟動第二階段流程如下：
?
圖 2.3 U-Boot第二階段執(zhí)行流程
?????? 在分析start_armboot函數(shù)前先來看看一些重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
（1）gd_t結(jié)構(gòu)體
?????? U-Boot使用了一個結(jié)構(gòu)體gd_t來存儲全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，這個結(jié)構(gòu)體在include/asm-arm/global_data.h中定義如下：
typedef? struct???? global_data {
?????? bd_t????????????? *bd;
?????? unsigned long????? flags;
?????? unsigned long????? baudrate;
?????? unsigned long????? have_console;????? /* serial_init() was called */
?????? unsigned long????? env_addr;???? /* Address? of Environment struct */
?????? unsigned long????? env_valid;??? /* Checksum of Environment valid? */
?????? unsigned long????? fb_base; /* base address of frame buffer */
?????? void????????????? **jt;????????????? /* jump table */
} gd_t;
?????? U-Boot使用了一個存儲在寄存器中的指針gd來記錄全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的地址：
#define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR???? register volatile gd_t *gd asm ("r8")
?????? DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR定義一個gd_t全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，這個指針存放在指定的寄存器r8中。這個聲明也避免編譯器把r8分配給其它的變量。任何想要訪問全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的代碼，只要代碼開頭加入“DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR”一行代碼，然后就可以使用gd指針來訪問全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)了。
?????? 根據(jù)U-Boot內(nèi)存使用圖中可以計算gd的值：
gd = TEXT_BASE －CONFIG_SYS_MALLOC_LEN － sizeof(gd_t)
（2）bd_t結(jié)構(gòu)體
?????? bd_t在include/asm-arm.u/u-boot.h中定義如下：
typedef struct bd_info {
??? int??????????????? bi_baudrate; ????????????? /* 串口通訊波特率 */
??? unsigned long???? bi_ip_addr;?? ?????? /* IP 地址*/
??? struct environment_s ?????? *bi_env;????????????? /* 環(huán)境變量開始地址 */
??? ulong??? ??????? bi_arch_number;????? /* 開發(fā)板的機(jī)器碼 */
??? ulong??? ??????? bi_boot_params;?????? /* 內(nèi)核參數(shù)的開始地址 */
??? struct???????????????????????? /* RAM配置信息 */
??? {
????????????? ulong start;
????????????? ulong size;
?? ?}bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];?
} bd_t;
?????? U-Boot啟動內(nèi)核時要給內(nèi)核傳遞參數(shù)，這時就要使用gd_t，bd_t結(jié)構(gòu)體中的信息來設(shè)置標(biāo)記列表。
（3）init_sequence數(shù)組
?????? U-Boot使用一個數(shù)組init_sequence來存儲對于大多數(shù)開發(fā)板都要執(zhí)行的初始化函數(shù)的函數(shù)指針。init_sequence數(shù)組中有較多的編譯選項，去掉編譯選項后init_sequence數(shù)組如下所示：
typedef int (init_fnc_t) (void);
?
init_fnc_t *init_sequence[] = {
?????? board_init,??? ? ?? /*開發(fā)板相關(guān)的配置--board/samsung/mini2440/mini2440.c */
?????? timer_init,??????????? /* 時鐘初始化-- cpu/arm920t/s3c24x0/timer.c */
?????? env_init,? ????????? /*初始化環(huán)境變量--common/env_flash.c 或common/env_nand.c*/
?????? init_baudrate,????? /*初始化波特率-- lib_arm/board.c */
?????? serial_init,??????????? /* 串口初始化-- drivers/serial/serial_s3c24x0.c */
?????? console_init_f,??? /* 控制通訊臺初始化階段1-- common/console.c */
?????? display_banner,?? /*打印U-Boot版本、編譯的時間-- gedit lib_arm/board.c */
?????? dram_init,??????????? /*配置可用的RAM-- board/samsung/mini2440/mini2440.c */
?????? display_dram_config,????????????? /* 顯示RAM大小-- lib_arm/board.c */
?????? NULL,
};
?????? 其中的board_init函數(shù)在board/samsung/mini2440/mini2440.c中定義，該函數(shù)設(shè)置了MPLLCOM，UPLLCON，以及一些GPIO寄存器的值，還設(shè)置了U-Boot機(jī)器碼和內(nèi)核啟動參數(shù)地址 ：
/* MINI2440開發(fā)板的機(jī)器碼 */
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_MINI2440;
?
/* 內(nèi)核啟動參數(shù)地址 */
gd->bd->bi_boot_params?= 0x30000100;??
?????? 其中的dram_init函數(shù)在board/samsung/mini2440/mini2440.c中定義如下：
int dram_init (void)
{
????? /* 由于mini2440只有 */
????? gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;
????? gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE;
?
????? return 0;
}
mini2440使用2片32MB的SDRAM組成了64MB的內(nèi)存，接在存儲控制器的BANK6，地址空間是0x30000000~0x34000000。
在include/configs/mini2440.h中PHYS_SDRAM_1和PHYS_SDRAM_1_SIZE 分別被定義為0x30000000和0x04000000（64M）。
?????? 分析完上述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，下面來分析start_armboot函數(shù)：
void start_armboot (void)
{
?????? init_fnc_t **init_fnc_ptr;
?????? char *s;
?????? … …
?????? /* 計算全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址gd */
?????? gd = (gd_t*)(_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
?????? … …
?????? memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));
?????? gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
?????? memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));
?????? gd->flags |= GD_FLG_RELOC;
?
?????? monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;
?
/* 逐個調(diào)用init_sequence數(shù)組中的初始化函數(shù)? */
?????? for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
????????????? if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
???????????????????? hang ();
????????????? }
?????? }
?
/* armboot_start 在cpu/arm920t/start.S 中被初始化為u-boot.lds連接腳本中的_start */
?????? mem_malloc_init (_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN,
???????????????????? CONFIG_SYS_MALLOC_LEN);
?
/* NOR Flash初始化 */
#ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH
?????? /* configure available FLASH banks */
?????? display_flash_config (flash_init ());
#endif /* CONFIG_SYS_NO_FLASH */
?
?????? … …
/* NAND Flash 初始化*/
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)
?????? puts ("NAND:? ");
?????? nand_init();???????? /* go init the NAND */
#endif
?????? … …
?????? /*配置環(huán)境變量，重新定位 */
?????? env_relocate ();
?????? … …
?????? /* 從環(huán)境變量中獲取IP地址 */
?????? gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
?????? stdio_init (); /* get the devices list going. */
?????? jumptable_init ();
?????? … …
?????? console_init_r (); /* fully init console as a device */
?????? … …
?????? /* enable exceptions */
?????? enable_interrupts ();
?
#ifdef CONFIG_USB_DEVICE
?????? usb_init_slave();
#endif
?
?????? /* Initialize from environment */
?????? if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
????????????? load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
?????? }
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
?????? if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {
????????????? copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
?????? }
#endif
?????? … …
?????? /* 網(wǎng)卡初始化 */
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
#if defined(CONFIG_NET_MULTI)
?????? puts ("Net:?? ");
#endif
?????? eth_initialize(gd->bd);
… …
#endif
?
?????? /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */
?????? for (;;) {
????????????? main_loop ();
?????? }
?????? /* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}
?????? main_loop函數(shù)在common/main.c中定義。一般情況下，進(jìn)入main_loop函數(shù)若干秒內(nèi)沒有
1.1.3???????????? U-Boot 啟動Linux過程?
?????? U-Boot使用標(biāo)記列表（tagged list）的方式向Linux傳遞參數(shù)。標(biāo)記的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)式是tag，在U-Boot源代碼目錄include/asm-arm/setup.h中定義如下：
struct tag_header {
?????? u32 size;?????? /* 表示tag數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)合u實質(zhì)存放的數(shù)據(jù)的大小*/
?????? u32 tag;??????? /* 表示標(biāo)記的類型 */
};
?
struct tag {
?????? struct tag_header hdr;
?????? union {
????????????? struct tag_core?????????? core;
????????????? struct tag_mem32????? mem;
????????????? struct tag_videotext?? videotext;
????????????? struct tag_ramdisk???? ramdisk;
????????????? struct tag_initrd? initrd;
????????????? struct tag_serialnr?????? serialnr;
????????????? struct tag_revision????? revision;
????????????? struct tag_videolfb???? videolfb;
????????????? struct tag_cmdline???? cmdline;
?
????????????? /*
????????????? ?* Acorn specific
????????????? ?*/
????????????? struct tag_acorn? acorn;
????????????? /*
????????????? ?* DC21285 specific
????????????? ?*/
????????????? struct tag_memclk????? memclk;
?????? } u;
};
?????? U-Boot使用命令bootm來啟動已經(jīng)加載到內(nèi)存中的內(nèi)核。而bootm命令實際上調(diào)用的是do_bootm函數(shù)。對于Linux內(nèi)核，do_bootm函數(shù)會調(diào)用do_bootm_linux函數(shù)來設(shè)置標(biāo)記列表和啟動內(nèi)核。do_bootm_linux函數(shù)在lib_arm/bootm.c 中定義如下：
59?? int do_bootm_linux(int flag, int argc, char *argv[], bootm_headers_t *images)
60?? {
61?? ??? bd_t?????? *bd = gd->bd;
62?? ??? char?????? *s;
63?? ??? int?? machid = bd->bi_arch_number;
64? ???? void?????? (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);
65??
66?? #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
67?? ??? char *commandline = getenv ("bootargs");?? /* U-Boot環(huán)境變量bootargs */
68?? #endif
?????? … …
73?? ??? theKernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep; /* 獲取內(nèi)核入口地址 */
?????? … …
86?? #if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \
87?????? defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \
88?????? defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \
89?????? defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \
90?????? defined (CONFIG_REVISION_TAG) || \
91?????? defined (CONFIG_LCD) || \
92?????? defined (CONFIG_VFD)
93?? ??? setup_start_tag (bd);???????????????????????????????????? /* 設(shè)置ATAG_CORE標(biāo)志 */
?????? … …
100? #ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
101? ??? setup_memory_tags (bd);????????????????????? ?????? /* 設(shè)置內(nèi)存標(biāo)記 */
102? #endif
103? #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
104? ??? setup_commandline_tag (bd, commandline);????? /* 設(shè)置命令行標(biāo)記 */
105? #endif
?????? … …
113? ??? setup_end_tag (bd);?????????????????????????????? /* 設(shè)置ATAG_NONE標(biāo)志 */??????????
114? #endif
115?
116? ??? /* we assume that the kernel is in place */
117? ??? printf ("\nStarting kernel ...\n\n");
?????? … …
126? ??? cleanup_before_linux ();????????? /* 啟動內(nèi)核前對CPU作最后的設(shè)置 */
127?
128? ??? theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);????? /* 調(diào)用內(nèi)核 */
129? ??? /* does not return */
130?
131? ??? return 1;
132? }
?????? 其中的setup_start_tag，setup_memory_tags，setup_end_tag函數(shù)在lib_arm/bootm.c中定義如下：
?????? （1）setup_start_tag函數(shù)
static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{
?????? params = (struct tag *) bd->bi_boot_params;? /* 內(nèi)核的參數(shù)的開始地址 */
?
?????? params->hdr.tag = ATAG_CORE;
?????? params->hdr.size = tag_size (tag_core);
?
?????? params->u.core.flags = 0;
?????? params->u.core.pagesize = 0;
?????? params->u.core.rootdev = 0;
?
?????? params = tag_next (params);
}
?????? 標(biāo)記列表必須以ATAG_CORE開始，setup_start_tag函數(shù)在內(nèi)核的參數(shù)的開始地址設(shè)置了一個ATAG_CORE標(biāo)記。
?????? （2）setup_memory_tags函數(shù)
static void setup_memory_tags (bd_t *bd)
{
?????? int i;
/*設(shè)置一個內(nèi)存標(biāo)記 */
?????? for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {???
????????????? params->hdr.tag = ATAG_MEM;
????????????? params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);
?
????????????? params->u.mem.start = bd->bi_dram[i].start;
????????????? params->u.mem.size = bd->bi_dram[i].size;
?
????????????? params = tag_next (params);
?????? }
}
?????? setup_memory_tags函數(shù)設(shè)置了一個ATAG_MEM標(biāo)記，該標(biāo)記包含內(nèi)存起始地址，內(nèi)存大小這兩個參數(shù)。
?????? （3）setup_end_tag函數(shù)
static void setup_end_tag (bd_t *bd)
{
?????? params->hdr.tag = ATAG_NONE;
?????? params->hdr.size = 0;
}
?????? 標(biāo)記列表必須以標(biāo)記ATAG_NONE結(jié)束，setup_end_tag函數(shù)設(shè)置了一個ATAG_NONE標(biāo)記，表示標(biāo)記列表的結(jié)束。
?????? U-Boot設(shè)置好標(biāo)記列表后就要調(diào)用內(nèi)核了。但調(diào)用內(nèi)核前，CPU必須滿足下面的條件：
（1）??? CPU寄存器的設(shè)置
?? r0=0
?? r1=機(jī)器碼
?? r2=內(nèi)核參數(shù)標(biāo)記列表在RAM中的起始地址
（2）??? CPU工作模式
?? 禁止IRQ與FIQ中斷
?? CPU為SVC模式
（3）??? 使數(shù)據(jù)Cache與指令Cache失效
?????? do_bootm_linux中調(diào)用的cleanup_before_linux函數(shù)完成了禁止中斷和使Cache失效的功能。cleanup_before_linux函數(shù)在cpu/arm920t/cpu.中定義：
int cleanup_before_linux (void)
{
?????? /*
?????? ?* this function is called just before we call linux
?????? ?* it prepares the processor for linux
?????? ?*
?????? ?* we turn off caches etc ...
?????? ?*/
?
?????? disable_interrupts ();???????? /* 禁止FIQ/IRQ中斷 */
?
?????? /* turn off I/D-cache */
?????? icache_disable();?????????????? /* 使指令Cache失效 */
?????? dcache_disable();????????????? /* 使數(shù)據(jù)Cache失效 */
?????? /* flush I/D-cache */
?????? cache_flush();??????????????????? /* 刷新Cache */
?
?????? return 0;
}
?????? 由于U-Boot啟動以來就一直工作在SVC模式，因此CPU的工作模式就無需設(shè)置了。
do_bootm_linux中：
64?? ??? void?????? (*theKernel)(int zero, int arch, uint params);
… …
73?? ??? theKernel = (void (*)(int, int, uint))images->ep;
… …
128? ??? theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);
?????? 第73行代碼將內(nèi)核的入口地址“images->ep”強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為函數(shù)指針。根據(jù)ATPCS規(guī)則，函數(shù)的參數(shù)個數(shù)不超過4個時，使用r0~r3這4個寄存器來傳遞參數(shù)。因此第128行的函數(shù)調(diào)用則會將0放入r0，機(jī)器碼machid放入r1，內(nèi)核參數(shù)地址bd->bi_boot_params放入r2，從而完成了寄存器的設(shè)置，最后轉(zhuǎn)到內(nèi)核的入口地址。
?????? 到這里，U-Boot的工作就結(jié)束了，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到Linux內(nèi)核代碼執(zhí)行。
1.1.4???????????? U-Boot 添加命令的方法及U-Boot命令執(zhí)行過程
?????? 下面以添加menu命令（啟動菜單）為例講解U-Boot添加命令的方法。
（1）??? 建立common/cmd_menu.c
?????? 習(xí)慣上通用命令源代碼放在common目錄下，與開發(fā)板專有命令源代碼則放在board/<board_dir>目錄下，并且習(xí)慣以“cmd_<命令名>.c”為文件名。
（2）??? 定義“menu”命令
?????? 在cmd_menu.c中使用如下的代碼定義“menu”命令：
_BOOT_CMD(
?????? menu,??? 3,??? 0,??? do_menu,
?????? "menu - display a menu, to select the items to do something\n",
?????? " - display a menu, to select the items to do something"
);
?????? 其中U_BOOT_CMD命令格式如下：
U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help)
?????? 各個參數(shù)的意義如下：
name：命令名，非字符串，但在U_BOOT_CMD中用“#”符號轉(zhuǎn)化為字符串
maxargs：命令的最大參數(shù)個數(shù)
rep：是否自動重復(fù)（按Enter鍵是否會重復(fù)執(zhí)行）
cmd：該命令對應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)
usage：簡短的使用說明（字符串）
help：較詳細(xì)的使用說明（字符串）
?????? 在內(nèi)存中保存命令的help字段會占用一定的內(nèi)存，通過配置U-Boot可以選擇是否保存help字段。若在include/configs/mini2440.h中定義了CONFIG_SYS_LONGHELP宏，則在U-Boot中使用help命令查看某個命令的幫助信息時將顯示usage和help字段的內(nèi)容，否則就只顯示usage字段的內(nèi)容。
?????? U_BOOT_CMD宏在include/command.h中定義：
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}
?????? “##”與“#”都是預(yù)編譯操作符，“##”有字符串連接的功能，“#”表示后面緊接著的是一個字符串。
?????? 其中的cmd_tbl_t在include/command.h中定義如下：
struct cmd_tbl_s {
?????? char????????????? *name;????????? /* 命令名 */
?????? int????????? maxargs;?????? /* 最大參數(shù)個數(shù) */
?????? int????????? repeatable;??? /* 是否自動重復(fù) */
?????? int????????? (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);? /* ?響應(yīng)函數(shù) */
?????? char????????????? *usage;???????? /* 簡短的幫助信息 */
#ifdef??? CONFIG_SYS_LONGHELP
?????? char????????????? *help;?????????? /* ?較詳細(xì)的幫助信息 */
#endif
#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
?????? /* 自動補(bǔ)全參數(shù) */
?????? int????????? (*complete)(int argc, char *argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]);
#endif
};
typedef struct cmd_tbl_s? cmd_tbl_t;
?????? 一個cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)體變量包含了調(diào)用一條命令的所需要的信息。
?????? 其中Struct_Section在include/command.h中定義如下：
#define Struct_Section? __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))
?????? 凡是帶有__attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd"))屬性聲明的變量都將被存放在".u_boot_cmd"段中，并且即使該變量沒有在代碼中顯式的使用編譯器也不產(chǎn)生警告信息。
?????? 在U-Boot連接腳本u-boot.lds中定義了".u_boot_cmd"段：
?????? . = .;
?????? __u_boot_cmd_start = .;????????? /*將 __u_boot_cmd_start指定為當(dāng)前地址 */
?????? .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
?????? __u_boot_cmd_end = .;?????????? /*? 將__u_boot_cmd_end指定為當(dāng)前地址? */
?????? 這表明帶有“.u_boot_cmd”聲明的函數(shù)或變量將存儲在“u_boot_cmd”段。這樣只要將U-Boot所有命令對應(yīng)的cmd_tbl_t變量加上“.u_boot_cmd”聲明，編譯器就會自動將其放在“u_boot_cmd”段，查找cmd_tbl_t變量時只要在__u_boot_cmd_start與__u_boot_cmd_end之間查找就可以了。
?????? 因此“menu”命令的定義經(jīng)過宏展開后如下：
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_menu __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd"))) = {menu, 3, 0, do_menu, "menu - display a menu, to select the items to do something\n", " - display a menu, to select the items to do something"}
?????? 實質(zhì)上就是用U_BOOT_CMD宏定義的信息構(gòu)造了一個cmd_tbl_t類型的結(jié)構(gòu)體。編譯器將該結(jié)構(gòu)體放在“u_boot_cmd”段，執(zhí)行命令時就可以在“u_boot_cmd”段查找到對應(yīng)的cmd_tbl_t類型結(jié)構(gòu)體。
（3）??? 實現(xiàn)命令的函數(shù)
?????? 在cmd_menu.c中添加“menu”命令的響應(yīng)函數(shù)的實現(xiàn)。具體的實現(xiàn)代碼略：
int do_menu (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
{
?????? /* 實現(xiàn)代碼略 */
}
（4）??? 將common/cmd_menu.c編譯進(jìn)u-boot.bin
?????? 在common/Makefile中加入如下代碼：
COBJS-$(CONFIG_BOOT_MENU) += cmd_menu.o
?????? 在include/configs/mini2440.h加入如代碼：
#define CONFIG_BOOT_MENU 1
?????? 重新編譯下載U-Boot就可以使用menu命令了
（5）menu命令執(zhí)行的過程
?????? 在U-Boot中輸入“menu”命令執(zhí)行時，U-Boot接收輸入的字符串“menu”，傳遞給run_command函數(shù)。run_command函數(shù)調(diào)用common/command.c中實現(xiàn)的find_cmd函數(shù)在__u_boot_cmd_start與__u_boot_cmd_end間查找命令，并返回menu命令的cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)。然后run_command函數(shù)使用返回的cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)中的函數(shù)指針調(diào)用menu命令的響應(yīng)函數(shù)do_menu，從而完成了命令的執(zhí)行。
?
轉(zhuǎn)自http://www.cnblogs.com/heaad/archive/2010/07/17/1779829.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Uboot启动全过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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