引导ARMLinux

编程

引导 ARM Linux

本文翻译自:https://www.kernel.org/doc/html/latest/arm/booting.html

引导 ARM Linux 需要一个引导加载程序,它是一个先于内核运行的小段程序。引导加载程序被用于初始化各种设备,并最终调用 Linux 内核,同时给内核传递参数。

总之,引导加载程序需要提供一下几种功能:

  1. 设置和初始化内存
  2. 初始化一个串口
  3. 检测机器类型
  4. 设置内核标签列表
  5. 加载 initramfs
  6. 调用内核镜像

1. 设置和初始化内存

  • Existing boot loaders: MANDATORY
  • New boot loaders: MANDATORY

引导加载程序用来查询和初始化所有内存,该过程是体系结构相关的。

2. 初始化一个串口

  • Existing boot loaders: OPTIONAL, RECOMMENDED
  • New boot loaders: OPTIONAL, RECOMMENDED

引导加载程序应该在目标办上初始化和使能一个串口,这样可以使内核串口驱动自动地检测哪个串口可用于内核控制台。

另外,引导加载程序可以通过标记列表传递 "console=" 选项给内核指定端口,串口参数格式选项详见:Documentation/admin-guide/kernel-parameters.rst

3. 检测机器类型

  • Existing boot loaders: OPTIONAL
  • New boot loaders: MANDATORY except for DT-only platforms

引导加载程序需要通过一些方法来检测目标板类型,最终提供给内核一个MACH_TYPE_xxx的值给内核,该值详见:linux/arch/arm/tools/mach-types。该值需要放在寄存器 r1 中。

4. 设置引导数据

  • Existing boot loaders: OPTIONAL, HIGHLY RECOMMENDED
  • New boot loaders: MANDATORY

引导加载程序必须一个标记列表或者 dtb 镜像给内核,该引导数据的物理地址需要放置在寄存器 r2 中。

引导家在程序必须创建和初始化内核标记列表,一个有效的标记列表开始于ATAG_CORE,结束于ATAG_NONE。引导加载程序最少要传递系统内存的大小和位置以及文件系统位置。因此最小的标记列表类似于:

              +-----------+
base ->       | ATAG_CORE |  |
              +-----------+  |

              | ATAG_MEM  |  | increasing address
              +-----------+  |

              | ATAG_NONE |  |
              +-----------+  v

标记列表应该放置在系统 RAM 中,推荐放置在前 16KiB 处,以防止被内核解压缩程序覆盖掉。

5. 加载 initramfs

  • Existing boot loaders: OPTIONAL
  • New boot loaders: OPTIONAL

6. 调用内核镜像

  • Existing boot loaders: MANDATORY
  • New boot loaders: MANDATORY

调用内核镜像 zImage 有两种可能,如果 zImage 位于 flash 中,并且被正确链接,那么就可以直接在 flash 中调用 zImage。同时 zImage 也可能在 RAM 中调用,内核应该放置在内存的前 128MiB 中,推荐加载到 32MIB 之上来避免内核在解压缩之前重定位,这可以加快引导速度。

如果引导的是原生的内核,那么内核的加载位置就必须严格等于 TEXT_OFFSET - PAGE_OFFSET。

无论什么情况,以下条件必须得到满足:

  • 关闭所有 DMA 相关的设备
  • CPU 寄存器设置

    • r0 = 0
    • r1 = 机器类型码
    • r3 = 标记列表在系统内存中的物理地址
  • CPU 模式

    • 关闭所有中断
    • CPU 必须处于 SVC 模式
  • 缓存和 MMU

    • MMU 必须关闭
    • 指令缓存可以打开可以关闭
    • 数据缓存必须关闭
  • 引导加载程序应该直接跳转到内核镜像处执行第一条指令

以上是 引导ARMLinux 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/515897.html

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