Android系統啟動過程-uBoot+Kernel+Android
轉載自：http://www.cnblogs.com/pngcui/p/4665106.html
摘要：本文是參考大量網上資源在結合自己檢視原始碼總結出來的，讓自己同時也讓大家加深對Android系統啟動過程有一個更加深入的瞭解！再次強調，本文的大多數功勞應歸功於那些原創者們，同時一些必要的參考連結我會一一附上。
注：由於本人採用Exynos4412開發板學習，所以本文大部分資料都是基於此處理器的
簡介：對於整個Android系統的啟動總的來說分為三個階段：
BootLoader引導即uBoot.bin
linux核心啟動即zImage
Android系統啟動即ramdisk.img與system.img
以上四個檔案都是經過自己編譯後生成的且通過燒寫測試，接下來開始說這三大部分的啟動過程。
目錄：一、BootLoader的啟動
1.彙編部分
2.c部分
二、Kernel的啟動
1.zImage解壓縮
2.kernel的彙編啟動階段
3.kernel的c啟動階段
三、Android的啟動
1.init程序
2.init啟動的各種服務
3.android啟動圖示
第一部分：BootLoader的啟動流程
uBoot的第一條指令從cpu/arm920t/start.S檔案開始
1. 設定CPU進入SVC模式(系統管理模式)，cpsr[4:0]=0xd3。
1 #include <common.h> 2 #include <config.h> 3 4 /* 5 ************************************************************************* 6 * 7 * Jump vector table as in table 3.1 in [1] 8 * 9 *************************************************************************10 */ 11 12 13 .globl _start 14 _start: b start_code 15 ldr pc, _undefined_instruction 16 ldr pc, _software_interrupt 17 ldr pc, _prefetch_abort 18 ldr pc, _data_abort 19 ldr pc, _not_used 20 ldr pc, _irq 21 ldr pc, _fiq 22 23 _undefined_instruction: .word undefined_instruction 24 _software_interrupt: .word software_interrupt 25 _prefetch_abort: .word prefetch_abort 26 _data_abort: .word data_abort 27 _not_used: .word not_used 28 _irq: .word irq 29 _fiq: .word fiq 30 31 .balignl 16,0xdeadbeef
接著進入Start_code中：設定CPU進入SVC模式。
1 /* 2 * the actual start code 3 */ 4 5 start_code: 6 /* 7 * set the cpu to SVC32 mode 8 */ 9 mrs r0, cpsr 10 bic r0, r0, #0x1f 11 orr r0, r0, #0xd3 12 msr cpsr, r0 13 14 bl coloured_LED_init 15 bl red_LED_on
2.關看門狗，WTCON=0x0，並設定暫存器地址。
1 /* turn off the watchdog */ 2 3 # if defined(CONFIG_S3C2400) 4 # define pWTCON 0x15300000 5 # define INTMSK 0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses */ 6 # define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */ 7 #else 8 # define pWTCON 0x53000000 9 # define INTMSK 0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */ 10 # define INTSUBMSK 0x4A00001C 11 # define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register */ 12 # endif 13 14 ldr r0, =pWTCON 15 mov r1, #0x0 16 str r1, [r0]
3.關中斷，INTMSK=0xFFFFFFFF, INTSUBMSK=0x3FF。
1 /* 2 * mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default 3 */ 4 mov r1, #0xffffffff 5 ldr r0, =INTMSK 6 str r1, [r0] 7 # if defined(CONFIG_S3C2410) 8 ldr r1, =0x3ff 9 ldr r0, =INTSUBMSK 10 str r1, [r0] 11 # endif
4.時鐘設定CLKDIVN=0x3 , FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4
1 /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */ 2 /* default FCLK is 120 MHz ! */ 3 ldr r0, =CLKDIVN 4 mov r1, #3 5 str r1, [r0] 6 #endif /* CONFIG_S3C24X0 */
5.詢問是否進行CPU初始化
1 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT 2 bl cpu_init_crit 3 #endif
6.relocate函式
1 #ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT 2 relocate: /* relocate U-Boot to RAM */ 3 adr r0, _start /* r0 <- current position of code */ 4 ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */ 5 cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */ 6 beq stack_setup 7 8 ldr r2, _armboot_start 9 ldr r3, _bss_start 10 sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */ 11 add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */ 12 13 copy_loop: 14 ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */ 15 stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */ 16 cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */ 17 ble copy_loop 18 #endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
7.初始化堆疊
1 /* Set up the stack */ 2 stack_setup: 3 ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */ 4 sub r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN /* malloc area */ 5 sub r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */ 6 #ifdef CONFIG_USE_IRQ 7 sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) 8 #endif 9 sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for abort-stack */ 10 11 clear_bss: 12 ldr r0, _bss_start /* find start of bss segment */ 13 ldr r1, _bss_end /* stop here */ 14 mov r2, #0x00000000 /* clear */ 15 16 clbss_l:str r2, [r0] /* clear loop... */ 17 add r0, r0, #4 18 cmp r0, r1 19 ble clbss_l
8.CPU的初始化，即cpu_init_crit函式，完成以後回到主函式
1 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT 2 cpu_init_crit: 3 /* 4 * flush v4 I/D caches 5 */ 6 mov r0, #0 7 mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */ 8 mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */ 9 10 /* 11 * disable MMU stuff and caches 12 */ 13 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 14 bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS) 15 bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM) 16 orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align 17 orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache 18 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 19 20 /* 21 * before relocating, we have to setup RAM timing 22 * because memory timing is board-dependend, you will 23 * find a lowlevel_init.S in your board directory. 24 */ 25 mov ip, lr 26 27 bl lowlevel_init 28 29 mov lr, ip 30 mov pc, lr 31 #endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */
9.從這裡跳轉到第二階段C程式碼中去
1 ldr pc, _start_armboot 2 3 _start_armboot: .word start_armboot
C部分從檔案/lib_arm/board.c的start_armboot()函式開始
1.定義一個struct global_data結構體指標gd，struct global_data結構體物件gd_data，
定義一個struct bd_info結構體物件bd_data，定義一個指向函式的二級指標init_fnc_ptr，定義的全域性結構體物件都是放在堆疊中的,gd是放在暫存器中的。
2. gd=&gd_data，gd->bd = &bd_data，並且全部空間清0。
3.init_fnc_ptr = init_sequence(一個初始化函式指標陣列)。將會在接下來的for迴圈中提取出每一個函式來依次執行完。
4.配置可用的flash空間，並且打印出相關資訊，flash_init()和display_flash_config()。
5.mem_malloc_init()函式,分配堆空間.
6.env_relocate該函式的作用是將0x33ef0000開始16K的環境引數拷貝到堆空間中去。
7.gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr")通過這中方式獲得環境變數列表中的ipaddr引數（開發板ip），獲得環境變數中的MAC地址，設定到gd->bd->bi_enetaddr[reg]中。
8.devices_init函式，建立了devlist，但是隻有一個串列埠設備註冊在內。
9.console_init_r函式：控制檯完全初始化，此後可以使用函式serial_getc和serial_putc或者putc和getc來輸出log。
10.使能中斷，如果有網絡卡裝置，設定網絡卡MAC和IP地址。
11.main_loop ()；定義於common/main.c。到此所有的初始化工作已經完成，main_loop在標準輸入裝置中接受命令，然後分析，查詢和執行。
12.在上面的main_loop函式中，通常在開發完成的階段都會設定一個bootcmd的環境變數，然後將延時bootdelay設定成0，這樣當u-boot跑到這裡的時候就不會因為使用者按下了任意鍵就進入了命令列模式，
可以直接執行bootcmd的命令來直接載入kernel的Image然後移交控制權。如果進入了命令列模式，我們也可以手動輸入命令來啟動系統，輸入的命令也是基本和bootcmd一樣
1 #if defined(CONFIG_BOOTDELAY) && (CONFIG_BOOTDELAY >= 0) 2 s = getenv ("bootdelay"); 3 bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY; 4 5 debug ("### main_loop entered: bootdelay=%d\n\n", bootdelay);
這個地方時設定bootdelay的地方，即在引導kernel時等待使用者命令，進入命令列模式，進行分割槽，格式化等操作。
13.uBoot 引導核心啟動的最後一步是：通過一個函式指標 thekernel()帶三個引數跳轉到核心（ zImage ）入口點開始執行，此時， u-boot 的任務已經完成，控制權完全交給核心（ zImage ）。
在 uBoot 的檔案lib_arm\bootm.c中定義了 thekernel, 並在 do_bootm_linux 的最後執行 thekernel。
定義thekernel函式指標，獲取bootargs引數給commandline指標。
theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);第一個引數必須為0，第二個引數為機器型別ID，第三個引數為傳遞給核心引數的起始地址0x30000100
1 int do_bootm_linux(相關推薦
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