Bootloader之BareBox 之路（2）--启动分析

旧城等待， 2021-12-16 11:51 365阅读 0赞

上篇讲到了barebox的安装，并针对pcm038做了编译，这次以pcm038为例大致分析下barebox的结构。

barebox的启动文件是startup.c，通常arm的启动代码都用汇编语言写成，不过用c语言也没什么差--批一层羊皮而已，没错，就是在c语言里调用汇编语句，来看一下入口函数：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

void \_\_naked \_\_section(.text\_entry) exception\_vectors(void)  
\{  
\_\_asm\_\_ \_\_volatile\_\_ (  
 " b reset\\n "  /\*  reset  \*/   
 " ldr pc, =undefined\_instruction\\n "  /\*  undefined instruction  \*/   
 " ldr pc, =software\_interrupt\\n "  /\*  software interrupt (SWI)  \*/   
 " ldr pc, =prefetch\_abort\\n "  /\*  prefetch abort  \*/   
 " ldr pc, =data\_abort\\n "  /\*  data abort  \*/   
 " ldr pc, =not\_used\\n "  /\*  (reserved)  \*/   
 " ldr pc, =irq\\n "  /\*  irq (interrupt)  \*/   
 " ldr pc, =fiq\\n "  /\*  fiq (fast interrupt)  \*/   
);  
\}

这个函数内容没啥可说的，就是arm异常表的一个映射，注意\_\_section(.text\_entry) 这个前缀，它指定该函数会被link到.text\_entry区域，在arch/arm下的Makefile里可以看到：

*lds-$(CONFIG\_GENERIC\_LINKER\_SCRIPT) := arch/arm/lib/barebox.*lds （CONFIG\_GENERIC\_LINKER\_SCRIPT在menuconfig可以看到被选中）

打开arch/arm/lib/barebox.lds，可以看到：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

1 OUTPUT\_FORMAT( " elf32-littlearm " ,  " elf32-littlearm " ,  " elf32-littlearm " )  
  2 OUTPUT\_ARCH(arm)  
  3 ENTRY(exception\_vectors)  
  4 SECTIONS  
  5 \{  
  6  .  =  0xa7f00000 ;  
  7   
  8  .  =  ALIGN( 4 );  
  9  .text :  
 10  \{  
 11  \_stext  =  .;  
 12  \_text  =  .;  
 13  \* (.text\_entry \* )  
 14   
 15   
 16   
 17   
 18   
 19  \* (.text\_bare\_init \* )  
 20  \* (.text \* )  
 21  \}  
 22   
 23  .  =  ALIGN( 4 );  
 24  .rodata : \{  \* (.rodata \* ) \}  
 25   
 26  \_etext  =  .;  /\*  End  of text and rodata section  \*/   
 27   
 28  .  =  ALIGN( 4 );  
 29  .data : \{  \* (.data \* ) \}  
 30   
 31  .  =  ALIGN( 4 );  
 32  .got : \{  \* (.got \* ) \}  
 33   
 34  .  =  .;  
 35  \_\_barebox\_cmd\_start  =  .;  
 36  .barebox\_cmd : \{ KEEP( \* (SORT\_BY\_NAME(.barebox\_cmd \* ))) \}  
 37  \_\_barebox\_cmd\_end  =  .;  
 38   
 39  \_\_barebox\_initcalls\_start  =  .;  
 40  .barebox\_initcalls : \{ KEEP( \* (.initcall. 0 )) KEEP( \* (.initcall. 1 )) KEEP( \* (.initcall. 2 )) KEEP( \* (.initcall. 3 )) KEEP( \* (.initcall. 4 )) KEEP( \* (.initcall. 5 )) KEEP( \* (.initcall. 6 )) KEEP( \* (.initcall. 7 )) KEEP( \* (.initcall. 8 )) \}  
 41  \_\_barebox\_initcalls\_end  =  .;  
 42   
 43  \_\_usymtab\_start  =  .;  
 44  \_\_usymtab : \{ KEEP( \* (\_\_usymtab)) \}  
 45  \_\_usymtab\_end  =  .;  
 46   
 47  .  =  ALIGN( 4 );  
 48  \_\_bss\_start  =  .;  
 49  .bss : \{  \* (.bss \* ) \}  
 50  \_end  =  .;  
 51 \}

可以看到入口处即为\_\_section(.text\_entry) 。

然后找到b reset的reset函数：

void \_\_naked \_\_bare\_init reset(void)

\{...\}

注意这个\_bare\_init，对应的是\_\_section(.text\_bare\_init.text)，在上面的link文件中可以看到紧跟\_\_section(.text\_entry)。这是因为从nand flash等设备启动时，i.MX27会拷贝nand flash的前2K内容到buffer，如果reset函数不放在前面的话可能拷不到这个buffer中，就没办法执行了，另从中可以知道如果在map文件中\_\_section(.text\_bare\_init.text)的结尾偏移首地址2KB的话，那么barebox就没法运行了。

reset函数中清空cache，disable掉mmu后跳去执行board\_init\_lowlevel（CONFIG\_MACH\_DO\_LOWLEVEL\_INIT可以在menuconfig中看到被选中）。board\_init\_lowlevel就是板子特定的文件了，现在转去arch/arm/boards/pcm038/lowlevel.c。

board\_init\_lowlevel函数建立板子运行的基本条件如时钟，SDRAM初始化等，然后判断自己是否运行在SDRAM中。在nand buffer中运行的时候PC是在\[0xD800 0000~0xD800 0800)，这个由cpu决定，之所以不是从0开始是因为CPU选中nand启动时对reset入口地址做了重映射。由于这部分代码都是相当地址寻址，所以同link文件指定的入口地址无关。

board\_init\_lowlevel函数发现自己还不在SDRAM中，就把自己（2KB的buffer）拷到SDRAM中，然后跳去SDRAM （函数入口insdram）执行，跳转的方式是取绝对地址：

r = (unsigned int)&insdram;  
 \_\_asm\_\_ \_\_volatile\_\_("mov pc, %0" : : "r"(r));

这个r就跟link文件有关了，是在入口0xa7f00000\+\_\_section(.text\_bare\_init.text)里insdram对应的offset，具体地址可以从map文件中看到。

跳到insdram后首要做的事就是把bootloader整个文件拷到SDRAM，这个过程就是清空nand buffer->读nand->写SDRAM的循环，读完之后以后的函数就不用加\_bare\_init前缀了，反正不管你放哪里都能执行了。注意board\_init\_lowlevel\_return还是要加，因为CONFIG\_MACH\_DO\_LOWLEVEL\_INIT没enable的话就在reset里直接跳去执行它了。

insdram最后调用board\_init\_lowlevel\_return，设定下stack，再多余的判断一次自己是否在SDRAM（仅对当前的设定多余），然后就调用barebox的入口函数--start\_barebox。

start\_barebox首先读取\_\_barebox\_initcalls\_start开头的一堆函数指针，然后挨个去执行它，执行完后调用environment设定，接着就是一个死循环run\_shell。那驱动/文件系统呢，跑哪里去了？答案就在\_\_barebox\_initcalls\_start开头的函数指针处。barebox有9个宏定义，分别是pure\_initcall/core\_initcall/postcore\_initcall/console\_initcall/postconsole\_initcall/fs\_initcall/device\_initcall/late\_initcall，是\_\_define\_initcall的按顺序定义，至于\_\_define\_initcall，它被定义到.initcall.n，即上面link指定的从\_\_barebox\_initcalls\_start到\_\_barebox\_initcalls\_end对应的空间，也就是start\_barebox一开始读取一堆函数指针的地址空间。

之后的事情就是一个个的查找那些xxxx\_initcall然后来做具体的分析了。

转载于:https://www.cnblogs.com/kubtu/archive/2010/12/04/1896678.html

[ContractedBlock.gif]: https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif
[ExpandedBlockStart.gif]: /images/20211214/4d8185d52725426988dfc4faf0b4fde0.png