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u-boot源码个别分析

发布时间：2020-12-15 18:28:44 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：u-boot源码个别分析? 深入Bootloader系列 http://ftp.denx.de/pub/u-boot/ ? 简介=== 1．U-Boot系统加载器 U-Boot是一个规模庞大的开源Bootloader软件，最初是由 denx（www.denx.de） 发起。U-Boot的前身是 PPCBoot ，目前是SourceForge（www.sourceforge.ne

u-boot源码个别分析?

深入Bootloader系列

http://ftp.denx.de/pub/u-boot/
?

简介===>

1．U-Boot系统加载器

U-Boot是一个规模庞大的开源Bootloader软件，最初是由denx（www.denx.de）发起。U-Boot的前身是PPCBoot，目前是SourceForge（www.sourceforge.net）的一个项目。

最初的U-Boot仅支持PowerPC架构的系统，称做PPCBoot。从0.3.2官方版本之后开始逐步支持多种架构的处理器，目前可以支持 PowerPC（MPC5xx、MPC8xx、MPC82xx、MPC7xx、MPC74xx）、ARM（ARM7、ARM9、StrongARM、 Xscale）、MIPS（4kc、5kc）、X86等处理器，支持的嵌入式操作系统有Linux、Vx-Works、NetBSD、QNX、 RTEMS、ARTOS、LynxOS等，是PowerPC、ARM9、Xscale、X86等系统通用的Boot方案。

U-Boot支持的处理器和操作系统很多，但是它对PowerPC系列处理器和Linux操作系统支持最好。U-Boot支持的功能也较多，对于嵌 入式开发常用的查看、修改内存，从网络下载操作系统镜像等功能都提供了很好的支持。U-Boot的项目更新较快，支持的目标板众多，是学习底层开发很好的 示例。

2．ViVi系统加载器

ViVi是韩国的mizi公司专门针对ARM9处理器设计的一款Bootloader。它的特点是操作简便，同时提供了完备的命令体系，目前在三星系列的ARM9处理器上ViVi也比较流行。

与U-Boot相比，由于ViVi支持的处理器单一，ViVi的代码也要小很多。同时，ViVi的软件架构和配置方法采用和Linux内核类似的风格，对于有过配置编译Linux内核经验的读者，ViVi更容易上手。

与其他的Bootloader一样，ViVi有两种工作模式：启动加载模式和下载模式。使用启动加载模式，在目标板上电后，ViVi会从预先配置好 的Flash分区读取Linux或者其他系统的镜像并且启动系统；使用下载模式，ViVi向用户提供了一个命令行接口，通过该接口用户可以使用ViVi提 供的命令。ViVi主要提供了5个命令如下：

Load：把二进制文件载入Flash或RAM。

Part：操作MTD分区信息。显示、增加、删除、复位、保存MTD分区。

Param：设置参数。

Boot：启动系统。

Flash：管理Flash，如删除Flash的数据。

与Linux内核的组织类似，ViVi的源代码主要包括arch、init、lib、drivers和include等几个目录，共200多个代码文件。各目录的具体功能请参考ViVi相关的信息。

=====================================================================》》》

=====================================================================》》》

=====================================================================》》》

?

基本目录分类：

common目录是与体系结构无关的文件，包括实现各种命令的C语言源代码文件。

cpu目录??????????存放与CPU相关的文件，每种CPU需要的代码文件存放在以CPU名称命名的子目录下，arm920t存放了arm920t为内核的 CPU相关的文件。在每个特定的子目录下都包括cpu.c、interrupt.c和start.S这3个文件，这3个文件是CPU初始化以及配置中断的 代码。U-Boot自带了很多CPU相关的代码，用户可以在现有CPU支持的基础上修改自己所需要的配置。

通用设备的驱动程序存放在drivers目录下。U-Boot自带了许多设备的驱动，包括显示芯片、网络接口控制器、USB控制器、I2C器件等，对于大多数用户而言已经够用，用户也可以按照自己的需求增加或者修改设备驱动。

fs????????????????? ??存放支持的文件系统代码，U-Boot目前支持cramfs、ext2、fat、jffs、reiserfs、yaffs等多种常见的文件系统。

net目录??????? ?是与网络协议有关的代码，比如BOOTP协议、TFTP协议、RARP协议等。

post????????????? ?存放与硬件自检有关的代码。

rtc目录??????????存放与硬件实时时钟相关的代码。

tools目录??????存放U-Boot编译过程中用到的一些工具代码。? // 例如：mkimage

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝


hao:
start_armboot => bootm.c
向量表在_start开始阶段已经汇编搞定。

其实主要就是个寄存器和内存的基本处理。

===》》》
列出了U-Boot在ARM处理器启动过程中的几个关键点，
从图中看出U-Boot的启动代码分布在start.S、low_level_init.S、 board.c和main.c文件中。

start.S????????????????????是U-Boot整个程序的入口，该文件使用汇编语言编写，不同体系结构的启动代码是不同 的；

low_level_init.S????是特定开发板的设置代码；

board.c??????????????????包含开发板底层设备驱动；

main.c是一个与平台无关的代码，U-Boot应用程序的入口在此文件中。

取出CPSR寄存器的值，CPSR寄存器保存当前系统状态，

使用比特清除命令清空了CPSR寄存器的中断控制位，表示清除 中断。

设置了CPSR寄存器的处理器模式位为管理模式，然后在第117行写入 CPSR的值强制切换处理器为超级保护模式。

定义看门狗控制器有关的变量，

根据平台设置看门狗定时器。

设置时钟分频寄存器的值。

需要根据CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT宏的值是否跳转到cpu_init_crit标号执行

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝cpu_init_crit＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

????????????????????????????????????????????????????????????????cpu_init_crit标号处的代码初始化ARM处理器关键的寄存器


  1. 228?/* ?
  2. 229??***************************************************************** ?
  3. 230??* ?
  4. 231??*?CPU_init_critical?registers ?
  5. 232??* ?
  6. 233??*?setup?important?registers ?
  7. 234??*?setup?memory?timing ?
  8. 235??* ?
  9. 236??****************************************************************** ?
  10. 237??*/ ?
  11. 238? ?
  12. 239? ?
  13. 240?#ifndef?CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT ?
  14. 241?cpu_init_crit: ?
  15. 242???/* ?
  16. 243????*?flush?v4?I/D?caches ?
  17. 244????*/ ?
  18. 245???mov?r0,?#0 ?
  19. 246???mcr?p15,?0,?r0,?c7,?0?/*?flush?v3/v4?cache?*/?????//?1.刷新cache ?
  20. 247???mcr?p15,?c8,140)">/*?flush?v4?TLB?*/??????????//?2.刷新TLB ?
  21. 248? ?
  22. 249???/* ?
  23. 250????*?disable?MMU?stuff?and?caches???????????????????????//?3.关闭MMU??
  24. 251????*/ ?
  25. 252???mrc?p15,?c1,?c0,?0 ?
  26. 253???bic?r0,?#0x00002300?@?clear?bits?13,?9:8?(--V-?--RS) ?
  27. 254???bic?r0,?#0x00000087?@?clear?bits?7,?2:0?(B---?-CAM) ?
  28. 255???orr?r0,?#0x00000002?@?set?bit?2?(A)?Align ?
  29. 256???orr?r0,?#0x00001000?@?set?bit?12?(I)?I-Cache ?
  30. 257???mcr?p15,?0 ?
  31. 258? ?
  32. 259???/* ?
  33. 260????*?before?relocating,?we?have?to?setup?RAM?timing ?
  34. 261????*?because?memory?timing?is?board-dependend,?you?will ?
  35. 262????*?find?a?lowlevel_init.S?in?your?board?directory. ?
  36. 263????*/ ?
  37. 264???mov?ip,?lr ?
  38. 265???bl??lowlevel_init???//?跳转到lowlevel_init ?
  39. 266???mov?lr,?ip ?
  40. 267???mov?pc,?lr ?
  41. 268?#endif?/*?CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT?*/?

?

?

==>2.

TLB的作用是在处理器访问内存数据的时候做地址转换。TLB的全称是Translation Lookaside Buffer，可以翻译做旁路缓冲。

TLB中存放了一些页表文件，文件中记录了虚拟地址和物理地址的映射关系。当应用程序访问一个虚拟地址的时候，会从 TLB中查询出对应的物理地址，然后访问物理地址。TLB通常是一个分层结构，使用与Cache类似的原理。处理器使用一定的算法把最常用的页表放在最先 访问的层次。

==>3.

程序第252～257行关闭MMU。MMU是内存管理单元（Memory Management Unit）的缩写。在现代计算机体系结构上，MMU被广泛应用。使用MMU技术可以向应用程序提供一个巨大的虚拟地址空间。在U-Boot初始化的时候， 程序看到的地址都是物理地址，无须使用MMU。

?

?


=========================lowlevel_init=========================??

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 位于board/smdk2410/lowlevel_init.S文件
???????????????????????????????????????? 开发板相关的初始化配置

  1. 133?lowlevel_init: ?
  2. 134???/*?memory?control?configuration?*/ ?
  3. 135???/*?make?r0?relative?the?current?location?so?that?it?*/ ?
  4. 136???/*?reads?SMRDATA?out?of?FLASH?rather?than?memory?!?*/ ?
  5. 137???ldr???? ?r0,? =SMRDATA??????????????????????//?读取SMRDATA变量地址 ?
  6. 138???ldr ?r1,? _TEXT_BASE????????????????????????//?读取_TEXT_BASE变量地址 ?
  7. 139???sub????r0,r1?????????????????????????????????// 得出相对偏移
  8. 140???ldr ???? r1,?=BWSCON????????????????????????// 主要是了解BANK的位宽，16位
  9. 141???add????r2,?????r0,? #13*4??? ????????????????? //?得到SMRDATA占用的大小，结尾处的偏移
  10. 142?0: ?
  11. 143???ldr?????r3,?[r0],?#4????????????????? ?????????????//?加载SMRDATA到内存 ?，相当于一个while循环
  12. 144???str?????r3,?[r1],?#4 ?
  13. 145???cmp?????r2,?r0 ?
  14. 146???bne?????0b??????????????????????????????????????? // 循环，相当于while循环
  15. 147? ?
  16. 148???/*?everything?is?fine?now?*/ ?
  17. 149???mov?pc,?lr ?
  18. 152?/*?the?literal?pools?origin?*/ ?
  19. 153? ?
  20. 154?SMRDATA:????????????//?定义SMRDATA值 ?
  21. 155?????.word?(0+(B1_BWSCON<<4)+(B2_BWSCON<<8)+(B3_BWSCON<<12)+(B4_BWSCON? ?
  22. ????????<<16)+(B5_BWSCON<<20)+(B6_BWSCON<<24)+(B7_BWSCON<<28)) ?
  23. 156?????.word?((B0_Tacs<<13)+(B0_Tcos<<11)+(B0_Tacc<<8)+(B0_?Tcoh<<6)+ ?
  24. ????????(B0_Tah<<4)+(B0_Tacp<<2)+(B0_PMC)) ?
  25. 157?????.word?((B1_Tacs<<13)+(B1_Tcos<<11)+(B1_Tacc<<8)+(B1_Tcoh<<6)+? ?
  26. ????????(B1_Tah<<4)+(B1_Tacp<<2)+(B1_PMC)) ?
  27. 158?????.word?((B2_Tacs<<13)+(B2_Tcos<<11)+(B2_Tacc<<8)+(B2_Tcoh<<6)+? ?
  28. ????????(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC)) ?
  29. 159?????.word?((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+? ?
  30. ????????(B3_Tah<<4)+(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC)) ?
  31. 160?????.word?((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+? ?
  32. ????????(B4_Tah<<4)+(B4_Tacp<<2)+(B4_PMC)) ?
  33. 161?????.word?((B5_Tacs<<13)+(B5_Tcos<<11)+(B5_Tacc<<8)+(B5_Tcoh<<6)+? ?
  34. ????????(B5_Tah<<4)+(B5_Tacp<<2)+(B5_PMC)) ?
  35. 162?????.word?((B6_MT<<15)+(B6_Trcd<<2)+(B6_SCAN)) ?
  36. 163?????.word?((B7_MT<<15)+(B7_Trcd<<2)+(B7_SCAN)) ?
  37. 164?????.word?((REFEN<<23)+(TREFMD<<22)+(Trp<<20)+(Trc<<18)+? ?
  38. ????????(Tchr<<16)+REFCNT) ?
  39. 165?????.word?0x32 ?
  40. 166?????.word?0x30 ?
  41. 167?????.word?0x30?

程序第137～141行计算SMRDATA需要加载的内存地址和大小。首先在137行读取SMRDATA的变量地址，之后计算存放的内存地址并且记录在r0寄存器，然后根据总线宽度计算需要加载的SMRDATA大小，并且把加载结束地址存放在r2寄存器。

程序第142～146行复制SMRDATA到内存。SMRDATA是开发板上内存映射的配置

正式开始了第二阶段：

relocate部分的代码负责把U-Boot Stage2的代码从Flash存储器加载到内存，代码如下：

  1. 163?#ifndef?CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT ?
  2. 164?relocate:???????/*?relocate?U-Boot?to?RAM?????*/ ?
  3. 165???adr? r0,? _start???? /*?r0?<-?current?position?of?code???*/?? ?
  4. ???????????????????????????//?获取当前代码存放地址 ?00000000
  5. 166???ldr ?r1,_TEXT_BASE????/*?test?if?we?run?from?flash?or?RAM?*/??
  6. ?????????????????????????????//?获取内存存放代码地址 ?33f80000
  7. 167???cmp?????r0,? r1????????/*?don't?reloc?during?debug?????????*/ ?
  8. ?????????????????????????????//地址相同说明程序已经在内存中?则不需要加载??
  9. 168???beq?????stack_setup??
  10. 169???//开始加载
  11. 170???ldr? r2,?_armboot_start????//?获取stage2代码存放地址??
  12. 171???ldr r3,? _bss_start??????????//?获取内存代码段起始地址 ?
  13. 172???sub ?r2,?r3,r2?? ??????? /*?r2?<-?size?of?armboot??*/?? ?
  14. ?????????????????????????????????// 不包括向量表，U－BOOT的整个大小?
  15. 173???add ?r2,?r2??? /*?r2?<-?source?end?address?????????*/?? ?
  16. ???????????????????????33f80000 size???????? //?计算stage2代码结束地址?
  17. 174? ?
  18. 175?copy_loop: ?
  19. 176???ldmia ?r0!,?{r3-r10}?? /*?copy?from?source?address?[r0]????*/ ?
  20. ??????????????????????????????//?从Flash复制代码到内存 ?
  21. 177???stmia r1!,?{r3-r10}??? /*?copy?to???target?address?[r1]????*/ ?
  22. 178???cmp? r0,?r2???? ?????? /*?until?source?end?addreee?[r2]????*/ ?
  23. 179???ble ?copy_loop ?
  24. 180?#endif? ?/*?CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT?*/??
  25. 181? ?
  26. 182?? /*?Set?up?the?stack?*/?? ?
  27. ??????//?在内存中建立堆栈 ?
  28. 183?stack_setup: ?
  29. 184???ldr?r0,?_TEXT_BASE???????????????/*?upper?128?KiB:?relocated?uboot???*/ ?
  30. 185???sub?r0,?#CFG_MALLOC_LEN ? ?? /*?malloc?area????*/??//?分配内存区域 ?
  31. 186???sub?r0,?#CFG_GBL_DATA_SIZE ? /*?bdinfo??*/ ?
  32. 187?#ifdef?CONFIG_USE_IRQ ?
  33. 188???sub?r0,?#(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) ?
  34. 189?#endif ?
  35. 190???sub?sp,?#12??? ? /*?leave?3?words?for?abort-stack????*/ ?
  36. 191? ?
  37. 192?clear_bss:?????????????????//?初始化内存bss段内容为0 ?
  38. 193???ldr?r0,?_bss_start???? ? /*?find?start?of?bss?segment????????*/ ?
  39. ???????????????????????????????//?查找bss段起始地址 ?
  40. 194???ldr? r1,? _bss_end??? ?? /*?stop?here??????*/??//?查找bss段结束地址 ?
  41. 195???mov???r2,? #0x00000000???/*?clear???*/?//?清空bss段内容 ?
  42. 196? ?
  43. 197? clbss_l: str?r2,?[r0]???? /*?clear?loop...????????????????????*/ ?
  44. 198???add ?r0,?#4 ?
  45. 199???cmp ?r0,?r1 ?
  46. 200???ble? clbss_l ?
  47. 223???ldr? pc,? _start_armboot?? ??//?设置程序指针为start_armboot()函数地址 ?
  48. 224? ?
  49. 225?_start_armboot:
  50. .word??start_armboot //这里是个C的函数名字，也就是入口地址

代码解释：

????程序首先在165～168行检查当前是否在内存中执行代码，根据结果决定是否需要从Flash存储器加载代码。程序通过获取_start和_TEXT_BASE所在的地址比较，如果地址相同说明程序已经在内存中，无须加载。

??? 程序第170～173行计算要加载的Stage2代码起始地址和长度，然后在第176～179行循环复制Flash的数据到内存，每次可以复制8个字长的数据。

??? Stage2程序复制完毕后，程序第184～190行设置系统堆栈，最后在第193～200行清空内存bss段的内容。

??? relocate程序最后在223行设置程序指针寄存器为start_armboot()函数地址，程序跳转到Stage2部分执行。请注意第 225行的定义，_start_armboot全局变量的值是C语言函数start_armboot()函数的地址，使用这种方式可以在汇编中调用C语言?编写的函数。???

这里就是之前启动的C的函数：start_armboot()
<lib_arm/board.c>
start_armboot()函数主要初始化ARM系统的硬件和环境变量，包括Flash存储器、FrameBuffer、网卡等，最后进入U-Boot应用程序主循环。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

  1. 236?void?start_armboot?(void) ?
  2. 237?{ ?
  3. 238????init_fnc_t?**init_fnc_ptr; ?
  4. 239??? char?*s; ?
  5. 240?#ifndef?CFG_NO_FLASH ?
  6. 241?? ulong?size; ?
  7. 242?#endif ?
  8. 243?#if?defined(CONFIG_VFD)?||?defined(CONFIG_LCD) ?
  9. 244?? ?unsigned?long?addr; ?
  10. 245?#endif ?
  11. 246? ?
  12. 247???/*?Pointer?is?writable?since?we?allocated?a?register?for?it?*/??
  13. 248???gd?=?(gd_t*)(_armboot_start?-?CFG_MALLOC_LEN?-?sizeof(gd_t)); ?//全局的系统初始化参数
  14. 249???/*?compiler?optimization?barrier?needed?for?GCC?>=?3.4?*/??
  15. 250???__asm__?__volatile__("":?:?:"memory"); ?
  16. 251? ?
  17. 252???memset( (void*)gd,? sizeof?(gd_t) ); ?
  18. 253???gd->bd?=?(bd_t*)( (char*)gd ?- ?sizeof(bd_t) ); ?
  19. 254???memset?( gd->bd,? 0,?sizeof?(bd_t) ); ??//初始化了板子的参数
  20. 255? ?
  21. 256???monitor_flash_len?=?_bss_start?-?_armboot_start; ?
  22. 257? ?
  23. 258???for?(init_fnc_ptr?=?init_sequence; ?*init_fnc_ptr; ?++init_fnc_ptr)?{ ?
  24. 259???? ?if?((*init_fnc_ptr)()?!=?0)?{ ?
  25. 260??????? hang?(); ?
  26. 261?????} ?
  27. 262???} ?
  28. 263? ?
  29. 264?#ifndef?CFG_NO_FLASH ?
  30. 265???/*?configure?available?FLASH?banks?*/ ?
  31. 266?? ?size?=?flash_init?();????????? //?初始化?Flash存储器?配置 ?
  32. 267??? display_flash_config?(size);?? //?显示?Flash存储器?配置 ?
  33. 268?#endif?/*?CFG_NO_FLASH?*/ ?
  34. 269? ?
  35. 270?#ifdef?CONFIG_VFD??
  36. 271?#?ifndef?PAGE_SIZE ?
  37. 272?#???define?PAGE_SIZE?4096 ?
  38. 273?#?endif ?
  39. 274???/* ?
  40. 275????*?reserve?memory?for?VFD?display?(always?full?pages) ?
  41. 276????*/ ?
  42. 277???/*?bss_end?is?defined?in?the?board-specific?linker?script?*/ ?
  43. 278???addr?=?(_bss_end?+?(PAGE_SIZE?-?1))?&?～(PAGE_SIZE?-?1); ?
  44. ????????????????????????????????????????????//?计算FrameBuffer?内存地址??
  45. 279???size?=?vfd_setmem?(addr);?????????????//?设置FrameBuffer?占用内存大小?
  46. 280???gd->fb_base?=?addr;???????????????? ?//?设置FrameBuffer?内存起始地址??
  47. 281?#endif?/*?CONFIG_VFD?*/??
  48. 282? ?
  49. 283?#ifdef?CONFIG_LCD??
  50. 284?#?ifndef?PAGE_SIZE ?
  51. 285?#???define?PAGE_SIZE?4096 ?
  52. 286?#?endif ?
  53. 287???/* ?
  54. 288????*?reserve?memory?for?LCD?display?(always?full?pages) ?
  55. 289????*/ ?
  56. 290???/*?bss_end?is?defined?in?the?board-specific?linker?script?*/ ?
  57. 291???addr?=?(_bss_end?+?(PAGE_SIZE?-?1))?&?～(PAGE_SIZE?-?1); ?
  58. ????????????????????????????????????????????//?计算FrameBuffer内存地址 ?
  59. 292???size?=?lcd_setmem?(addr);?????????????//?设置FrameBuffer大小 ?
  60. 293???gd->fb_base?=?addr;?????????????????? //?设置FrameBuffer内存起始地址 ?
  61. 294?#endif?/*?CONFIG_LCD?*/??
  62. 295? ?
  63. 296???/*?armboot_start?is?defined?in?the?board-specific?linker?script?*/ ?
  64. 297???mem_malloc_init?(_armboot_start?-?CFG_MALLOC_LEN); ?
  65. 298? ?
  66. 299?#if?(CONFIG_COMMANDS?&?CFG_CMD_NAND) ?
  67. 300?? ?puts?("NAND:??"); ?
  68. 301?? nand_init();????/*?go?init?the?NAND?*/??? ?//?初始化NAND?Flash存储器 ?
  69. 302?#endif ?
  70. 303? ?
  71. 304?#ifdef?CONFIG_HAS_DATAFLASH ?
  72. 305???AT91F_DataflashInit();???????????????? //?初始化Hash表??
  73. 306???dataflash_print_info(); ?
  74. 307?#endif ?
  75. 308? ?
  76. 309???/*?initialize?environment?*/ ?
  77. 310???env_relocate?();?????????????????????????????????? //?重新设置环境变量??
  78. 311????? ?
  79. 312?#ifdef?CONFIG_VFD ?
  80. 313???/*?must?do?this?after?the?framebuffer?is?allocated?*/ ?
  81. 314???drv_vfd_init();?????????????????????????????????? ?//?初始化虚拟显示设备 ?
  82. 315?#endif?/*?CONFIG_VFD?*/ ?
  83. 316? ?
  84. 317???/*?IP?Address?*/ ?
  85. 318???gd->bd->bi_ip_addr?=?getenv_IPaddr?("ipaddr");???? //?设置网卡的IP地址 ?
  86. 319? ?
  87. 320???/*?MAC?Address?*/ ?
  88. 321???{ ?
  89. 322?????int?i; ?
  90. 323?????ulong?reg; ?
  91. 324?????char?*s,?*e; ?
  92. 325?????char?tmp[64]; ?
  93. 326? ?
  94. 327?????i?=?getenv_r?("ethaddr",?tmp,?sizeof?(tmp));??? ? //?从网卡寄存器读取 ?MAC地址 ?
  95. 328?????s?=?(i?>?0)???tmp?:?NULL; ?
  96. 329? ?
  97. 330?????for?(reg?=?0;?reg?<?6;?++reg)?{ ?
  98. 331???????gd->bd->bi_enetaddr[reg]?=?s???simple_strtoul?(s,?&e,?16)?:?0; ?
  99. 332???????if?(s) ?
  100. 333?????????s?=?(*e)???e?+?1?:?e; ?
  101. 334?????} ?
  102. 335? ?
  103. 336?#ifdef?CONFIG_HAS_ETH1 ?
  104. 337?????i?=?getenv_r?("eth1addr",?sizeof?(tmp));?? ?//?读取Hash值 ?
  105. 338?????s?=?(i?>?0)???tmp?:?NULL; ?
  106. 339? ?
  107. 340?????for?(reg?=?0;?reg?<?6;?++reg)?{ ?
  108. 341???????gd->bd->bi_enet1addr[reg]?=?s???simple_strtoul?(s,?16)?:?0; ?
  109. 342???????if?(s) ?
  110. 343?????????s?=?(*e)???e?+?1?:?e; ?
  111. 344?????} ?
  112. 345?#endif ?
  113. 346???} ?
  114. 347? ?
  115. 348???devices_init?();?? /*?get?the?devices?list?going.?*/ ?
  116. ??????????????????????????????????????????//?初始化开发板上的设备??
  117. 349? ?
  118. 350?#ifdef?CONFIG_CMC_PU2 ?
  119. 351???load_sernum_ethaddr?(); ?
  120. 352?#endif?/*?CONFIG_CMC_PU2?*/ ?
  121. 353? ?
  122. 354???jumptable_init?();???????????????? //?初始化跳转表??
  123. 355? ?
  124. 356???console_init_r?();?? /*?fully?init?console?as?a?device?*/ ?
  125. ?????????????????????????? //?初始化控制台??
  126. 357? ?
  127. 358?#if?defined(CONFIG_MISC_INIT_R) ?
  128. 359???/*?miscellaneous?platform?dependent?initialisations?*/ ?
  129. 360???misc_init_r?();??????????????????? //?初始化其他设备??
  130. 361?#endif ?
  131. 362? ?
  132. 363???/*?enable?exceptions?*/ ?
  133. 364???enable_interrupts?();????????????? //?打开中断??
  134. 365? ?
  135. 366???/*?Perform?network?card?initialisation?if?necessary?*/ ?
  136. 367?#ifdef?CONFIG_DRIVER_CS8900??
  137. 368???cs8900_get_enetaddr?(gd->bd->bi_enetaddr);????//?获取CS8900网卡MAC地址 ?
  138. 369?#endif??
  139. 370? ?
  140. 371?#if?defined(CONFIG_DRIVER_SMC91111)?||?defined?(CONFIG_DRIVER_? ?
  141. LAN91C96) ?
  142. 372???if?(getenv?("ethaddr"))?{ ?
  143. 373?????smc_set_mac_addr(gd->bd->bi_enetaddr);??????//?设置SMC网卡MAC地址 ?
  144. 374???} ?
  145. 375?#endif?/*?CONFIG_DRIVER_SMC91111?||?CONFIG_DRIVER_LAN91C96?*/ ?
  146. 376? ?
  147. 377???/*?Initialize?from?environment?*/ ?
  148. 378???if?((s?=?getenv?("loadaddr"))?!=?NULL)?{ ?
  149. 379?????load_addr?=?simple_strtoul?(s,?NULL,?16); ?
  150. 380???} ?
  151. 381?#if?(CONFIG_COMMANDS?&?CFG_CMD_NET) ?
  152. 382???if?((s?=?getenv?("bootfile"))?!=?NULL)?{ ?
  153. 383?????copy_filename?(BootFile,?s,?sizeof?(BootFile)); ?//?保存FrameBuffer ?
  154. 384???} ?
  155. 385?#endif??/*?CFG_CMD_NET?*/ ?
  156. 386? ?
  157. 387?#ifdef?BOARD_LATE_INIT ?
  158. 388???board_late_init?();?????????????????????????? //?开发板相关设备初始化 ?
  159. 389?#endif ?
  160. 390?#if?(CONFIG_COMMANDS?&?CFG_CMD_NET) ?
  161. 391?#if?defined(CONFIG_NET_MULTI) ?
  162. 392???puts?("Net:???"); ?
  163. 393?#endif ?
  164. 394???eth_initialize(gd->bd); ?
  165. 395?#endif ?
  166. 396???/*?main_loop()?can?return?to?retry?autoboot,?if?so?just?run?it?again.?*/ ?
  167. 397???for?(;;)?{ ?
  168. 398?????main_loop?();???????????????????????????????//?进入主循环 ?
  169. 399???} ?
  170. 400? ?
  171. 401???/*?NOTREACHED?-?no?way?out?of?command?loop?except?booting?*/ ?
  172. 402?}?

??? start_armboot()函数代码里有许多的宏开关，供用户根据自己开发板的情况进行配置。在start_armboot()函数第388行调用board_late_init()函数，该函数是开发板提供的，供不同的开发板做一些特有的初始化工作。

??? 在start_armboot()函数中，使用宏开关括起来的代码是在各种开发板上最常用的功能，如 CS8900网卡配置。整个函数配置完毕后，进 入一个for死循环，调用main_loop()函数。请读者注意，在main_loop()函数中也有一个for死循环。 start_armboot()函数使用死循环调用main_loop()函数，作用是防止main_loop()函数开始的初始化代码如果调用失败后重 新执行初始化操作，保证程序能进入到U-Boot的命令行。

??? main_loop()函数做的都是与具体平台无关的工作，主要包括初始化启动次数限制机制、设置软件版本号、打印启动信息、解析命令等。

（1）设置启动次数有关参数。在进入main_loop()函数后，首先是根据配置加载已经保留的启动次数，并且根据配置判断是否超过启动次数。代码如下：

  1. 295?void?main_loop?(void) ?
  2. 296?{ ?
  3. 297?#ifndef?CFG_HUSH_PARSER ?
  4. 298???static?char?lastcommand[CFG_CBSIZE]?=?{?0,?}; ?
  5. 299???int?len; ?
  6. 300???int?rc?=?1; ?
  7. 301???int?flag; ?
  8. 302?#endif ?
  9. 303? ?
  10. 304?#if?defined(CONFIG_BOOTDELAY)?&&?(CONFIG_BOOTDELAY?>=?0) ?
  11. 305???char?*s; ?
  12. 306???int?bootdelay; ?
  13. 307?#endif ?
  14. 308?#ifdef?CONFIG_PREBOOT ?
  15. 309???char?*p; ?
  16. 310?#endif ?
  17. 311?#ifdef?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT ?
  18. 312???unsigned?long?bootcount?=?0; ?
  19. 313???unsigned?long?bootlimit?=?0; ?
  20. 314???char?*bcs; ?
  21. 315???char?bcs_set[16]; ?
  22. 316?#endif?/*?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT?*/ ?
  23. 317? ?
  24. 318?#if?defined(CONFIG_VFD)?&&?defined(VFD_TEST_LOGO) ?
  25. 319???ulong?bmp?=?0;????/*?default?bitmap?*/ ?
  26. 320???extern?int?trab_vfd?(ulong?bitmap); ?
  27. 321? ?
  28. 322?#ifdef?CONFIG_MODEM_SUPPORT ?
  29. 323???if?(do_mdm_init) ?
  30. 324?????bmp?=?1;??/*?alternate?bitmap?*/ ?
  31. 325?#endif ?
  32. 326???trab_vfd?(bmp); ?
  33. 327?#endif??/*?CONFIG_VFD?&&?VFD_TEST_LOGO?*/ ?
  34. 328? ?
  35. 329?#ifdef?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT ?
  36. 330???bootcount?=?bootcount_load();?????????//?加载保存的启动次数 ?
  37. 331???bootcount++;????????????????????????? //?启动次数加1 ?
  38. 332???bootcount_store?(bootcount);??????????//?更新启动次数 ?
  39. 333???sprintf?(bcs_set,?"%lu",?bootcount);??//?打印启动次数 ?
  40. 334???setenv?("bootcount",?bcs_set); ?
  41. 335???bcs?=?getenv?("bootlimit"); ?
  42. 336???bootlimit?=?bcs???simple_strtoul?(bcs,?10)?:?0; ?
  43. ??????????????????????????????????????????? //?转换启动次数字符串为UINT类型 ?
  44. 337?#endif?/*?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT?*/?

第329～337行是启动次数限制功能，启动次数限制可以被用户设置一个启动次数，然后保存在Flash存储器的特定位置，当到达启动次数后，U-Boot无法启动。该功能适合一些商业产品，通过配置不同的License限制用户重新启动系统。

（2）程序第339～348行是Modem功能。如果系统中有Modem，打开该功能可以接受其他用户通过电话网络的拨号请求。Modem功能通常供一些远程控制的系统使用，代码如下：

  1. 339?#ifdef?CONFIG_MODEM_SUPPORT ?
  2. 340???debug?("DEBUG:?main_loop:???do_mdm_init=%dn",?do_mdm_init); ?
  3. 341???if?(do_mdm_init)?{????????????????????????????//?判断是否需要初始化Modem ?
  4. 342?????char?*str?=?strdup(getenv("mdm_cmd"));??????//?获取Modem参数 ?
  5. 343?????setenv?("preboot",?str);??/*?set?or?delete?definition?*/??
  6. 344?????if?(str?!=?NULL) ?
  7. 345???????free?(str); ?
  8. 346?????mdm_init(); ??/*?wait?for?modem?connection?*/?//?初始化Modem ?
  9. 347???} ?
  10. 348?#endif???/*?CONFIG_MODEM_SUPPORT?*/

（3）接下来设置U-Boot的版本号，初始化命令自动完成功能等。代码如下：

  1. 350?#ifdef?CONFIG_VERSION_VARIABLE ?
  2. 351???{ ?
  3. 352?????extern?char?version_string[]; ?
  4. 353? ?
  5. 354?????setenv?("ver",?version_string);???/*?set?version?variable?*/? ?
  6. ?????????????????????????????????????????????//?设置版本号??
  7. 355???} ?
  8. 356?#endif?/*?CONFIG_VERSION_VARIABLE?*/ ?
  9. 357? ?
  10. 358?#ifdef?CFG_HUSH_PARSER ?
  11. 359???u_boot_hush_start?();?????????????????//?初始化Hash功能 ?
  12. 360?#endif ?
  13. 361? ?
  14. 362?#ifdef?CONFIG_AUTO_COMPLETE??
  15. 363???install_auto_complete();??????????????//?初始化命令自动完成功能??
  16. 364?#endif??
  17. 365? ?
  18. 366?#ifdef?CONFIG_PREBOOT ?
  19. 367???if?((p?=?getenv?("preboot"))?!=?NULL)?{ ?
  20. 368?#?ifdef?CONFIG_AUTOBOOT_KEYED ?
  21. 369?????int?prev?=?disable_ctrlc(1);???/*?disable?Control?C?checking?*/ ?
  22. ???????????????????????????????????????????//?关闭Crtl+C组合键?
  23. 370?#?endif ?
  24. 371? ?
  25. 372?#?ifndef?CFG_HUSH_PARSER ?
  26. 373?????run_command?(p,?0);??//?运行Boot参数 ?
  27. 374?#?else ?
  28. 375?????parse_string_outer(p,?FLAG_PARSE_SEMICOLON?| ?
  29. 376?????????????FLAG_EXIT_FROM_LOOP); ?
  30. 377?#?endif ?
  31. 378? ?
  32. 379?#?ifdef?CONFIG_AUTOBOOT_KEYED ?
  33. 380?????disable_ctrlc(prev);??/*?restore?Control?C?checking?*/ ?
  34. ???????????????????????????????????????????//?恢复Ctrl+C组合键 ?
  35. 381?#?endif ?
  36. 382???} ?
  37. 383?#endif?/*?CONFIG_PREBOOT?*/?

程序第350～356行是动态版本号功能支持代码，version_string变量是在其他文件定义的一个字符串变量，当用户改变U-Boot版本的时候会更新该变量。打开动态版本支持功能后，U-Boot在启动的时候会显示最新的版本号。

程序第363行设置命令行自动完成功能，该功能与Linux的shell类似，当用户输入一部分命令后，可以通过按下键盘上的Tab键补全命令的剩 余部分。

main_loop()函数不同的功能使用宏开关控制不仅能提高代码模块化，更主要的是针对嵌入式系统Flash存储器大小设计的。在嵌入式系统 上，不同的系统Flash存储空间不同。对于一些Flash空间比较紧张的设备来说，通过宏开关关闭一些不是特别必要的功能如命令行自动完成，可以减小 U-Boot编译后的文件大小。

?

（4）在进入主循环之前，如果配置了启动延迟功能，需要等待用户从串口或者网络接口输入。如果用户按下任意键打断，启动流程，会向终端打印出一个启动菜单。代码如下：

  1. 385?#if?defined(CONFIG_BOOTDELAY)?&&?(CONFIG_BOOTDELAY?>=?0) ?
  2. 386???s?=?getenv?("bootdelay"); ?
  3. 387???bootdelay?=?s???(int)simple_strtol(s,?10)?:?CONFIG_BOOTDELAY; ?
  4. ?????????????????????????????????????????????????????????//?启动延迟 ?
  5. 388? ?
  6. 389???debug?("###?main_loop?entered:?bootdelay=%dnn",?bootdelay); ?
  7. 390? ?
  8. 391?#?ifdef?CONFIG_BOOT_RETRY_TIME ?
  9. 392???init_cmd_timeout?();????? ? //?初始化命令行超时机制 ?
  10. 393?#?endif ?/*?CONFIG_BOOT_RETRY_TIME?*/ ?
  11. 394? ?
  12. 395?#ifdef?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT??????? //一般不会检查这破玩意。
  13. 396???if?(bootlimit?&&?(bootcount?>?bootlimit))?{ ?//?检查是否超出启动次数限制 ?
  14. 397?????printf?("Warning:?Bootlimit?(%u)?exceeded.?Using?altbootcmd.n",?
  15. 398?????????????(unsigned)bootlimit); ?
  16. 399?????s?=?getenv?("altbootcmd"); ?
  17. 400???} ?
  18. 401???else ?
  19. 402?#endif ?/*?CONFIG_BOOTCOUNT_LIMIT?*/ ?
  20. 403?????s?=?getenv?("bootcmd"); ?//?获取启动命令参数 ?
  21. 404? ?
  22. 405???debug?("###?main_loop:?bootcmd="%s"n",?s???s?:?"<UNDEFINED>"); ?
  23. 406? ?
  24. 407???if?(bootdelay?>=?0?&&?s?&&?!abortboot?(bootdelay))?{?? ?
  25. ??????????????????????????????????????????????????? ?//检查是否支持启动延迟功能 ?
  26. 408?#?ifdef?CONFIG_AUTOBOOT_KEYED ?
  27. 409?????int?prev?=?disable_ctrlc(1);??/*?disable?Control?C?checking?*/?? ?
  28. ?????????????????????????????????????????????????? ? //?关闭Ctrl+C组合键 ?
  29. 410?#?endif ?
  30. 411? ?
  31. 412?#?ifndef?CFG_HUSH_PARSER ?
  32. 413?????run_command?(s,?0);????? //?运行启动命令行 ?
  33. 414?#?else ?
  34. 415?????parse_string_outer(s,?FLAG_PARSE_SEMICOLON?| ?
  35. 416?????????????FLAG_EXIT_FROM_LOOP); ?
  36. 417?#?endif ?
  37. 418? ?
  38. 419?#?ifdef?CONFIG_AUTOBOOT_KEYED ?
  39. 420?????disable_ctrlc(prev);?? /*?restore?Control?C?checking?*/ ?
  40. ???????????????????????????????????????????????????? //?打开Ctrl+C组合键 ?
  41. 421?#?endif ?
  42. 422???} ?
  43. 423? ?
  44. 424?#?ifdef?CONFIG_MENUKEY ?
  45. 425???if?(menukey?==?CONFIG_MENUKEY)?{? ?//?检查是否支持菜单键 ?
  46. 426???????s?=?getenv("menucmd"); ?
  47. 427???????if?(s)?{ ?
  48. 428?#?ifndef?CFG_HUSH_PARSER ?
  49. 429?????run_command?(s,?0); ?
  50. 430?#?else ?
  51. 431?????parse_string_outer(s,?FLAG_PARSE_SEMICOLON?| ?
  52. 432?????????????FLAG_EXIT_FROM_LOOP); ?
  53. 433?#?endif ?
  54. 434???????} ?
  55. 435???} ?
  56. 436?#endif?/*?CONFIG_MENUKEY?*/ ?
  57. 437?#endif??/*?CONFIG_BOOTDELAY?*/ ?
  58. 438? ?
  59. 439?#ifdef?CONFIG_AMIGAONEG3SE ?
  60. 440???{ ?
  61. 441???????extern?void?video_banner(void); ?
  62. 442???????video_banner();???????????????//?打印启动图标??
  63. 443???} ?
  64. 444?#endif?

（5）在各功能设置完毕后，程序第454行进入一个for死循环，该循环不断使用readline()函数（第463行）从控制台（一般是串口）读 取用户的输入，然后解析。有关如何解析命令请参考U-Boot代码中run_command()函数的定义，

  1. 446???/* ?
  2. 447????*?Main?Loop?for?Monitor?Command?Processing??
  3. 448????*/?
  4. 449?#ifdef?CFG_HUSH_PARSER ?
  5. 450???parse_file_outer(); ?
  6. 451???/*?This?point?is?never?reached?*/ ?
  7. 452???for?(;;); ?
  8. 453?#else ?
  9. 454???for?(;;)?{????????????????????????//?进入命令行循环?
  10. 455?#ifdef?CONFIG_BOOT_RETRY_TIME??
  11. 456?????if?(rc?>=?0)?{ ?
  12. 457???????/*?Saw?enough?of?a?valid?command?to ?
  13. 458????????*?restart?the?timeout. ?
  14. 459????????*/ ?
  15. 460???????reset_cmd_timeout();??????????//?设置命令行超时 ?
  16. 461?????}??
  17. 462?#endif ?
  18. 463?????len?=?readline?(CFG_PROMPT);????//?读取命令 ?
  19. 464? ?
  20. 465?????flag?=?0;?/*?assume?no?special?flags?for?now?*/ ?
  21. 466?????if?(len?>?0) ?
  22. 467???????strcpy?(lastcommand,?console_buffer);?
  23. 468?????else?if?(len?==?0) ?
  24. 469???????flag?|=?CMD_FLAG_REPEAT; ?
  25. 470?#ifdef?CONFIG_BOOT_RETRY_TIME ?
  26. 471?????else?if?(len?==?-2)?{ ?
  27. 472???????/*?-2?means?timed?out,?retry?autoboot ?
  28. 473????????*/ ?
  29. 474???????puts?("nTimed?out?waiting?for?commandn"); ?
  30. 475?#?ifdef?CONFIG_RESET_TO_RETRY ?
  31. 476???????/*?Reinit?board?to?run?initialization?code?again?*/ ?
  32. 477???????do_reset?(NULL,?NULL); ?
  33. 478?#?else ?
  34. 479???????return;???/*?retry?autoboot?*/ ?
  35. 480?#?endif?
  36. 481?????} ?
  37. 482?#endif ?
  38. 483? ?
  39. 484?????if?(len?==?-1) ?
  40. 485???????puts?("<INTERRUPT>n"); ?
  41. 486?????else ?
  42. 487???????rc?=?run_command?(lastcommand,?flag);?????//?运行命令?
  43. 488? ?
  44. 489?????if?(rc?<=?0)?{ ?
  45. 490???????/*?invalid?command?or?not?repeatable,?forget?it?*/ ?
  46. 491???????lastcommand[0]?=?0; ?
  47. 492?????} ?
  48. 493???}???// dead loop
  49. 494?#endif?/*CFG_HUSH_PARSER*/ ?
  50. 495?}?

U-BOOT的功能设计 基本就在这里。

转自：http://hi.baidu.com/kebey2004/blog/item/1267be8258b2aab26d8119d5.html

（编辑：李大同）

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