本文主要以U-boot传递RAM和Linux kernel读取RAM参数为例进行说明。
1、u-boot给kernel传RAM参数
./common/cmd_bootm.c文件中(指Uboot的根目录),bootm命令对应的do_bootm函数,当分析uImage中信息发现OS是Linux时,调用。/lib_arm/bootm.c文件中的do_bootm_linux函数来启动Linux kernel。
在do_bootm_linux函数中:
void do_bootm_linux (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[],\
ulong addr, ulong *len_ptr, int verify)
{
……
#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \
defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \
defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \
defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \
defined (CONFIG_REVISION_TAG) || \
defined (CONFIG_LCD) || \
defined (CONFIG_VFD)
setup_start_tag (bd); //初始化tag结构体开始
#ifdef CONFIG_SERIAL_TAG
setup_serial_tag (?ms);
#endif
#ifdef CONFIG_REVISION_TAG
setup_revision_tag (?ms);
#endif
#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
setup_memory_tags (bd); //设置RAM参数
#endif
#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG
setup_commandline_tag (bd, commandline);
#endif
#ifdef CONFIG_INITRD_TAG
if (initrd_start &&initrd_end)
setup_initrd_tag (bd, initrd_start, initrd_end);
#endif
#if defined (CONFIG_VFD) || defined (CONFIG_LCD)
setup_videolfb_tag ((gd_t *) gd);
#endif
setup_end_tag (bd); //初始化tag结构体结束
#endif
……
……
theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);
//传给Kernel的参数= (struct tag *)型的bd->bi_boot_params
//bd->bi_boot_params在board_init 函数中初始化,如对于at91rm9200,初始化在at91rm9200dk.c的board_init中进 行:bd->bi_boot_params=PHYS_SDRAM + 0x100
//这个地址也是所有taglist的首地址,见下面的setup_start_tag函数
}
对于setup_start_tag和setup_memory_tags函数说明如下。
函数setup_start_tag也在此文件中定义,如下:
static void setup_start_tag (bd_t *bd)
{
params = (struct tag *) bd->bi_boot_params
//初始化(struct tag *)型的全局变量params为bd->bi_boot_params的地址,之后的setup tags相关函数如下面的setup_memory_tags就把其它tag的数据放在此地址的偏移地址上。
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);
}
RAM相关参数在bootm.c中的函数setup_memory_tags中初始化:
static void setup_memory_tags (bd_t *bd)
{
int i
for (i = 0i <CONFIG_NR_DRAM_BANKSi++) {
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);
} //初始化内存相关tag
}
2、Kernel读取U-boot传递的相关参数
对于Linux Kernel,ARM平台启动时,先执行arch/arm/kernel/head.S,此文件会调用arch/arm/kernel/head- common.S和arch/arm/mm/proc-arm920.S中的函数,并最后调用start_kernel:
……
b start_kernel
……
init/main.c中的start_kernel函数中会调用setup_arch函数来处理各种平台相关的动作,包括了u-boot传递过来参数的分析和保存:
start_kernel()
{
……
setup_arch(&command_line);
……
}
其中,setup_arch函数在arch/arm/kernel/setup.c文件中实现,如下:
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
struct tag *tags = (struct tag *)&init_tags
struct machine_desc *mdesc
char *from = default_command_line
setup_processor();
mdesc = setup_machine(machine_arch_type);
machine_name = mdesc->name
if (mdesc->soft_reboot)
reboot_setup("s");
if (__atags_pointer)
//指向各种tag起始位置的指针,定义如下:
//unsigned int __atags_pointer __initdata
//此指针指向__initdata段,各种tag的信息保存在这个段中。
tags = phys_to_virt(__atags_pointer);
else if (mdesc->boot_params)
tags = phys_to_virt(mdesc->boot_params);
if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE)
convert_to_tag_list(tags);
if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE)
tags = (struct tag *)&init_tags
if (mdesc->fixup)
mdesc->fixup(mdesc, tags, &from, &meminfo);
if (tags->hdr.tag == ATAG_CORE) {
if (meminfo.nr_banks != 0)
squash_mem_tags(tags);
save_atags(tags);
parse_tags(tags);
//处理各种tags,其中包括了RAM参数的处理。
//这个函数处理如下tags:
__tagtable(ATAG_MEM, parse_tag_mem32);
__tagtable(ATAG_VIDEOTEXT, parse_tag_videotext);
__tagtable(ATAG_RAMDISK, parse_tag_ramdisk);
__tagtable(ATAG_SERIAL, parse_tag_serialnr);
__tagtable(ATAG_REVISION, parse_tag_revision);
__tagtable(ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline);
}
init_mm.start_code = (unsigned long) &_text
init_mm.end_code = (unsigned long) &_etext
init_mm.end_data = (unsigned long) &_edata
init_mm.brk = (unsigned long) &_end
memcpy(boot_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE);
boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1] = '\0'
parse_cmdline(cmdline_p, from); //处理编译内核时指定的cmdline或u-boot传递的cmdline
paging_init(&meminfo, mdesc);
request_standard_resources(&meminfo, mdesc);
#ifdef CONFIG_SMP
smp_init_cpus();
#endif
cpu_init();
init_arch_irq = mdesc->init_irq
system_timer = mdesc->timer
init_machine = mdesc->init_machine
#ifdef CONFIG_VT
#if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
conswitchp = &vga_con
#elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
conswitchp = &dummy_con
#endif
#endif
early_trap_init();
}
对于处理RAM的tag,调用了parse_tag_mem32函数:
static int __init parse_tag_mem32(const struct tag *tag)
{
……
arm_add_memory(tag->u.mem.start, tag->u.mem.size);
……
}
__tagtable(ATAG_MEM, parse_tag_mem32);
上述的arm_add_memory函数定义如下:
static void __init arm_add_memory(unsigned long start, unsigned long size)
{
struct membank *bank
size -= start &~PAGE_MASK
bank = &meminfo.bank[meminfo.nr_banks++]
bank->start = PAGE_ALIGN(start);
bank->size = size &PAGE_MASK
bank->node = PHYS_TO_NID(start);
}
如上可见,parse_tag_mem32函数调用arm_add_memory函数把RAM的start和size等参数保存到了meminfo结构的meminfo结构体中。最后,在setup_arch中执行下面语句:
paging_init(&meminfo, mdesc);
对没有MMU的平台上调用arch/arm/mm/nommu.c中的paging_init,否则调用arch/arm/mm/mmu.c中的paging_init函数。这里暂不分析mmu.c中的paging_init函数。
-Boot环境变量的解释说明环 境 变 量
解 释 说 明
bootdelay
定义执行自动启动的等候秒数
baudrate
定义串口控制台的波特率
netmask
定义以太网接口的掩码
ethaddr
定义以太网接口的MAC地址
bootfile
定义缺省的下载文件
bootargs
定义传递给Linux内核的命令行参数
bootcmd
定义自动启动时执行的几条命令
serverip
定义tftp服务器端的IP地址
ipaddr
定义本地的IP地址
stdin
定义标准输入设备,一般是串口
stdout
定义标准输出设备,一般是串口
stderr
定义标准出错信息输出设备,一般是串口
参考U-boot,其环境变量设置如下:
Uboot>printenv
bootdelay=3
baudrate=115200
ethaddr=00:12:34:56:78:9a
ipaddr=192.168.0.9 ①
serverip=192.168.0.1②
netmask=255.255.255.0
rootpath=/home/zht/rfsys③
stdin=serial
stdout=serial
stderr=serial
bootcmd=tftp 21000000 uImagebootm 21000000 ④
bootargs=root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.0.1:/home/zht/rfsys nfsaddrs=192.168.0.48: 192.168.0.1:192.168.0.1:255.255.255.0 console=ttyS0,115200 mem=32M ⑤
① 设置目标板IP地址
② 设置服务器IP地址
③ 设置根文件系统在服务器上的路径,注意该路径一定要设定为服务器上的nfs目录。
④ bootcmd是u-boot启动后执行的命令,命令之间用分号分隔。
tftp 21000000 uImage 表示通过tftp 将内核映像下载到RAM中地址为0x21000000
bootm 21000000 启动linux *** 作系统
⑤ 定义u-boot传送给linux内核的命令行参数,该命令行指定以网络文件系统作为根文件系统。
其中root=/dev/nfs,并非真的设备,而是一个告诉内核经由网络取得根文件系统的旗标。
参数nfsroot这个参数告诉内核以那一台机器,那个目录以及那个网络文件系统选项作为根文件系统使用。参数的格式如下:
nfsroot=[:][,]
如果指令列上没有给定 nfsroot 参数,则将使用‘/tftpboot/%s’预设值。其它选项如下:
--指定网络文件系统服务端的互联网地址(IP address)。如果没有给定此栏位,则使用由 nfsaddrs 变量(见下面)所决定的值。此参数的用途之一是允许使用不同机器作为反向地址解析协议(RARP) 及网络文件系统服务端。通常你可以不管它(设为空白)。
-- 服务端上要作为根挂入的目录名称。如果字串中有个‘%s’ 符记(token),此符记将代换为客户端互联网地址之 ASCII 表示法。
-- 标准的网络文件系统选项。所有选项都以逗号分开。如果没有给定此选项栏位则使用下列的预设值:
port= as given by server portmap daemon
rsize = 1024
wsize = 1024
timeo = 7
retrans = 3
acregmin= 3
acregmax= 60
acdirmin= 30
acdirmax= 60
flags = hard, nointr, noposix, cto, ac
参数nfsaddrs设定网络通讯所需的各种网络接口地址。如果没有给定这个参数,则内核核会试著使用反向地址解析协议以及/或是启动协议(BOOTP)以找出这些参数。其格式如下:
nfsaddrs=::::::
-- 客户端的互联网地址。如果没设,此地址将由反向地址解析协议或启动协议来决定。使用何种协议端视配置核心时打开的选项以及 参数而定。如果设定此参数,就不会使用反向地址解析协议或启动协议。
-- 网络文件系统服务端之互联网地址。如果使用反向地址解析协议来决定客户端地址并且设定此参数,则只接受从指定之服务端传来的回应。要使用不同的机器作为反向地址解析与网络文件系统服务端的话,在此指定你的反向地址解析协议服务端(保持空白)并在 nfsroot 参数(见上述)中指定你的网络文件系统服务端。如果此项目空白则使用回答反向地址解析协议或启动协议之服务端的地址。
-- 网关(gateway)之互联网地址,若服务端位於不同的子网络上时。如果此项目空白则不使用任何网关并假设服务端在本地的(local)网络上,除非由启动协议接收到值。
-- 本地网络界面的网络掩码。如果为空白,则网络掩码由客户端的互联网地址导出,除非由启动协议接收到值。
-- 客户端的名称。如果空白,则使用客户端互联网地址之 ASCII-标记法,或由启动协议接收的值。
-- 要使用的网络设备名称。如果为空白,所有设备都会用来发出反向地址解析请求,启动协议请求由最先找到的设备发出。网络文件系统使用接收到反向地址解析协议或启动协议回应的设备。如果你只有一个设备那你可以不管它。
-- 用以作为自动配置的方法。如果是 `rarp' 或是 `bootp' 则使用所指示的协议。如果此值为 `both' 或空白,若配置核心时有打开这两种协议则都使用。 `none' 表示不使用自动配置。这种情况下你必须指定前述栏位中所有必要的值。
此 参数可以作为 nfsaddrs 的参数单独使用(前面没有任何 `:` 字符),这种情况下会使用自动配置。然而,此种情况不能使用 `none'作为值。
说明:这只是网上的一种说法,但是没有启动起来。因为我的kernel没有cs8900网卡驱动,烧录后可正常启动,但无法挂载NFS,我在想是否可以通过命令行参数设置,来设置uboot给kernel传递的地址参数,这样间接驱动nfs服务。我先前通过vivi这样搞过,也是可行的。
现在可以这样理解就是说,之前的kernel内核已经配置好了各个基本模块的驱动,这样就可以用了
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