嵌入式linux系统的启动过程

1、1、 分析嵌入式系统的启动过程嵌入式系统的启动过程：上电->u-boot->加载Linux内核->挂载rootfs ->执行应用程序2、 分析u-boot1. 什么是u-boot（是一个通用的bootloader）U-Boot，全称 Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的开放源码项目。Universal ->通用的Boot ->启动，引导Loader ->加载通用 ->支持多种架构的CPU,除了支持ARM系列的处理器外，还能支持MIPS、 x86、Power PC、NIOS等诸多常用系列的处理器 ->支持多种厂家的开

2、发板，如cortex-A8，cortex-A9，cortex-A53等不同厂 家的开发板 ->支持多种嵌入式操作系统，U-Boot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导， 它还支持Net BSD, Vx Works, QNX, RTEMS, ARTOS, Lynx OS, android 嵌入式操作系统。Boot ->完成硬件的初始化，启动硬件平台。Loader ->当初始化硬件结束后，加载操作系统。2. u-boot的作用大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分，U-boot也不例外。依赖于cpu体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在stag

3、e1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。（1）Stage1：CPU（S5P6818->Cortex-A53）的初始化,使用汇编语言编写。 如：初始化Cache、MMU、clock、中断、看门狗、DDR3、eMMC、.（2）Stage2：板级初始化，使用C语言编写。如：uart、网卡、usb、LCD、.（3） 提供了一些工具，如进入uboot的命令行模式，使用u-boot命令（4） 加载操作系统3. U-boot的工作模式U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。（1） 启动加载模式是Bootloader的正

4、常工作模式，嵌入式产品发布时，Bootloader必须工作在这种模式下，Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行，整个过程是自动的。（2） 下载模式就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的FLASH中。用户可以利用Bootloader提供的一些命令接口来完成自己想要的操作。4. U-boot的输出U-Boot 2014.07 (Apr 27 2017 - 15:45:25) ->u-boot的版本号PLL : 0 = 800000000, 1 = 800000000, 2 = 780000000, 3 =

5、 800000000(0) PLL1: CPU FCLK = 800000000, HCLK = 200000000 (G0)(7) PLL1: CPU FCLK = 800000000, HCLK = 200000000 (G1)(2) PLL3: MEM FCLK = 800000000, DCLK = 800000000, BCLK = 400000000, PCLK = 200000000(1) PLL0: BUS BCLK = 400000000, PCLK = 200000000(8) PLL0: CCI4 BCLK = 400000000, PCLK = 200000000(3)

6、 PLL0: G3D BCLK = 400000000(4) PLL0: CODA BCLK = 400000000, PCLK = 200000000(5) PLL0: DISP BCLK = 400000000, PCLK = 200000000(6) PLL0: HDMI PCLK = 133333333I2C: readyDRAM: 1 GiB ->内存1GBHeap = 0x440000000x46000000Code = 0x43c000000x43c83e48GLD = 0x43bffeb8GLBD = 0x43bffe68SP = 0x43bffe68,0x43bffe4

7、8(CURR)PC = 0x43c06640TAGS = 0x40000100 PAGE = 0x43c900000x43c9c000MACH = 4330 VER = 0 BOARD= x6818 MMC: NXP DWMMC: 0, NXP DWMMC: 1, NXP DWMMC: 2In: serialOut: serialErr: serial# DCDC_MODE(0x80): DCDC1PFM, DCDC2PFM, DCDC3PFM, DCDC4PWM, DCDC5PWM # STATUS(0x00) : 0xe4 0x10 # IRQ(0x48) : 0x00 0x00 0x00

8、 0x00 0x00 # CHG_TYPE : ADP# BAT_VOL : 0mV # BAT_CAP : 100%DONE: Logo bmp 300 by 300 (3bpp), len=270056 DRAW: 0x47000000 -> 0x46000000 DONE: Logo bmp 300 by 300 (3bpp), len=270056 DRAW: 0x47000000 -> 0x46000000 RGB: display.0MIPI: display.0DSIM_ESCMODE 1 : 0xc0DSIM_STATUS : 0x10010fMIPI clk: 4

9、20MHz DSIM_ESCMODE 2 : 0x0DSIM_STATUS : 0x10010f# Skip BAT Animation. # IRQ(0x48) : 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 # chg_type : ADP # battery_vol : 0mV # battery_cap : 100%# Booting Card did not respond to voltage select!Net: x6818 eth init.x6818 mac init.dwmac.c0060000Hit any key to stop autoboot: 0 X681

10、8# 5. u-boot的信息X6818# bdinfo ->查看硬件平台的信息arch_number = 0x000010EA ->u-boot针对具体硬件平台的IDboot_params = 0x40000100 ->u-boot传递给内存的启动参数DRAM bank = 0x00000000-> start = 0x40000000 ->内存的开始地址-> size = 0x40000000 ->内存的大小eth0name = dwmac.c0060000ethaddr = 00:e2:1c:ba:e8:60current eth = dwmac

11、.c0060000ip_addr = 1baudrate = 115200 bpsTLB addr = 0x7FFF0000relocaddr = 0x46000000reloc off = 0x00000000irq_sp = 0x7DF6BF00sp start = 0x43BFFE68DDR3的内存地址范围：0x40000000 0x7FFFFFFFX6818# printenv ->查看u-boot的环境变量androidcrc=-411152780baudrate=115200bootargs=lcd=at070tn92 tp=gslx680-linux

12、root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4bootcmd=ext4load mmc 2:1 0x48000000 uImage;bootm 0x48000000bootdelay=5bootfile=uImageethact=dwmac.c0060000ethaddr=00:e2:1c:ba:e8:60 ->网卡的mac地址ethprime=RTL8211 ->网卡芯片的型号fastboot=flash=mmc,2:ubootpak:2nd:0x200,0x78000;flash=mmc,2:2ndboot:2nd:0x200,0x4000;fla

13、sh=mmc,2:bootloader:boot:0x8000,0x70000;flash=mmc,2:boot:ext4:0x00100000,0x04000000;flash=mmc,2:system:ext4:0x04100000,0x2F200000;flash=mmc,2:cache:ext4:0x33300000,0x1AC00000;flash=mmc,2:misc:emmc:0x4E000000,0x00800000;flash=mmc,2:recovery:emmc:0x4E900000,0x01600000;flash=mmc,2:userdata:ext4:0x50000

14、000,0x0;filesize=41ee8gatewayip= ->网关ipaddr=1 ->板子的IPnetmask= ->子网掩码serverip=0 ->tftp服务器的IPstderr=serialstdin=serialstdout=serialEnvironment size: 846/32764 bytes关键的内容：（1） bootargs ->启动参数bootargs=lcd=at070tn92 tp=gslx680-linux root=/dev/mm

15、cblk0p2 rw rootfstype=ext4lcd=at070tn92 ->液晶屏的型号，800*480tp=gslx680-linux ->触摸屏的型号root=/dev/mmcblk0p2 ->rootfs在哪里，告诉kernel去哪里挂载rootfs/dev/mmcblk0p2 -> mmcblk0 (emmc电子硬盘) p2（partion2，emmc电子硬盘的第二个分区）rw rootfstype=ext4 ->rootfs是可读可写的，根文件系统的类型是ext4练习：如何查看emmc电子硬盘有几个分区,以及设备的详细信息答：到根目录去查看 cd

16、 /dev + ls -l 或者 ls -l /devbrw-rw- 1 root root 179, 0 Jan 1 1970 mmcblk0brw-rw- 1 root root 179, 8 Jan 1 1970 mmcblk0boot0brw-rw- 1 root root 179, 16 Jan 1 1970 mmcblk0boot1brw-rw- 1 root root 179, 1 Jan 1 1970 mmcblk0p1brw-rw- 1 root root 179, 2 Jan 1 1970 mmcblk0p2brw-rw- 1 root root 179, 3 Jan 1

17、1970 mmcblk0p3brw-rw- 1 root root 179, 4 Jan 1 1970 mmcblk0p4brw-rw- 1 root root 179, 5 Jan 1 1970 mmcblk0p5brw-rw- 1 root root 179, 6 Jan 1 1970 mmcblk0p6brw-rw- 1 root root 179, 7 Jan 1 1970 mmcblk0p7179 ->主设备号 2 ->次设备号， 设备号 = 主设备号<<20 + 次设备号 (2) bootcmd ->启动命令bootcmd=ext4load mmc 2

18、:1 0x48000000 uImage;bootm 0x48000000以ext4文件系统格式去emmc的第一个分区加载Linux内核，加载到0x48000000地址上，然后在0x48000000地址上启动Linux内核。通俗的理解：bootcmd告诉u-boot去哪里加载Linux内核，bootargs告诉linux内核，去哪里挂载rootfs。(3) 修改启动延时时间#setenv bootdelay 3#saveenv3、 分析linux内核1. linux的作用（1） 进程管理和进程通信：进程的创建和删除，进程的优先级抢占，进程的时间片轮转，进程间的通信机制（2） 内存管理：内存分配

19、算法，每个进程的内存空间（3） 内核支持的文件系统：#cat /proc/filesystems （4） 设备管理： ->linux驱动->字符设备，块设备，网络设备，中断，内核时钟（5） 网络协议：如tcp/ip协议2. GEC6818开发板 ->输出信息GEC - Guangdong Embedded Center （1） u-boot加载内核# Booting kernel from Legacy Image at 48000000 . Image Name: Linux-3.4.39-gec ->linux内核版本 Image Type: ARM Linux K

20、ernel Image (uncompressed) Data Size: 5533496 Bytes = 5.3 MiB Load Address: 40008000 ->DDR3内存的地址 Entry Point: 40008000 Verifying Checksum . OK Loading Kernel Image . OKStarting kernel .（2） Linux内核启动 0.000000 Booting Linux on physical CPU 0（3） Linux内存管理 0.000000 Memory: 1024MB = 1024MB total 0.000

21、000 Memory: 810800k/810800k available, 237776k reserved, 272384K highmem 0.000000 Virtual kernel memory layout: 0.000000 vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB) 0.000000 fixmap : 0xfff00000 - 0xfffe0000 ( 896 kB) 0.000000 vmalloc : 0xef800000 - 0xfee00000 ( 246 MB) 0.000000 lowmem : 0xc0000000 - 0x

22、ef600000 ( 758 MB) 0.000000 pkmap : 0xbfe00000 - 0xc0000000 ( 2 MB) 0.000000 modules : 0xbf000000 - 0xbfe00000 ( 14 MB) 0.000000 .text : 0xc0008000 - 0xc0a54188 (10545 kB) 0.000000 .init : 0xc0a55000 - 0xc0a92100 ( 245 kB) 0.000000 .data : 0xc0a94000 - 0xc0b2e488 ( 618 kB) 0.000000 .bss : 0xc0b2e4ac

23、 - 0xc0d0e1c8 (1920 kB) 0.000000 SLUB: Genslabs=11, HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=8, Nodes=1（4） 设备管理 0.207000 usbcore: registered new interface driver usbfs 0.208000 i2c-gpio i2c-gpio.0: using pins 99 (SDA) and 98 (SCL) 0.209000 s3c-i2c s3c2440-i2c.1: i2c-1: S3C I2C adapter 0.210000 s3c-

24、i2c s3c2440-i2c.1: slave address 0x10 0.210000 s3c-i2c s3c2440-i2c.1: bus frequency set to 195 KHz 0.211000 s3c-i2c s3c2440-i2c.2: i2c-2: S3C I2C adapter 0.211000 s3c-i2c s3c2440-i2c.2: slave address 0x10 0.211000 s3c-i2c s3c2440-i2c.2: bus frequency set to 195 KHz 0.212000 Linux video capture inter

25、face: v2.00 0.223000 axp22_ldo1: 3000 mV 0.353000 Display LCD register operation 0.354000 Display LVDS register operation 0.354000 Display MiPi register operation （5） 网络协议 0.331000 NET: Registered protocol family 2 0.331000 IP route cache hash table entries: 32768 (order: 5, 131072 bytes) 0.332000 T

26、CP established hash table entries: 131072 (order: 8, 1048576 bytes) 0.334000 TCP bind hash table entries: 65536 (order: 8, 1572864 bytes) 0.336000 TCP: Hash tables configured (established 131072 bind 65536) 0.336000 TCP: reno registered 0.336000 UDP hash table entries: 512 (order: 3, 32768 bytes) 0.337000 UDP-Lite hash table entries: 512 (order: 3, 32768 bytes) 0.337000