u-boot启动流程分析
嗨喽，大家好，我是程序猿老王，程序猿老王就是我。
今天给大家全面的分析一下u-boot启动流程。整理这篇文章花费时间较长，中间很长时间未更新，希望这篇文章对大家有所帮助。
本章主要是详细的分析一下uboot的启动流程，理清uboot是如何启动的。通过对uboot启动流程的梳理，我们就可以掌握一些外设是在哪里被初始化的，这样当我们需要修改这些外设驱动的时候就会心里有数。另外，通过分析uboot的启动流程可以了解linux内核是如何被启动的。
在看本章之前，个人建议先去看一下前几篇文章。对u-boot的开发环境搭建、u-boot整体移植和u-boot下网络调试有一点了解后，再来看本篇文章，这样可能比较容易看明白。
本章主要是详细的分析一下uboot的启动流程，理清uboot是如何启动的。通过对uboot启动流程的梳理，我们就可以掌握一些外设是在哪里被初始化的，这样当我们需要修改这些外设驱动的时候就会心里有数。另外，通过分析uboot的启动流程可以了解linux内核是如何被启动的。
一、u-boot启动详细函数调用流程首先给大家先看一下，u-boot启动从入口函数到启动内核的详细函数调用流程的层级关系图，对u-boot启动的整体有一个快速了解，后面会详细介绍各个函数的作用。
u-boot:启动详细的代码调用流程u-boot.lds:(arch/arm/cpu/u-boot.lds) |-- >_start:(arch/arm/lib/vectors.s) |-- >reset(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >save_boot_params(arch/arm/cpu/armv7/start.s)/*将引导参数保存到内存中*/ |-- >save_boot_params_ret(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >cpu_init_cp15(arch/arm/cpu/armv7/start.s)/*初始化*/ |-- >cpu_init_crit(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >lowlevel_init(arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.s) |-- >_main(arch/arm/lib/crt0.s) |-- >board_init_f_alloc_reserve(common/init/board_init.c)/*为u-boot的gd结构体分配空间*/ |-- >board_init_f_init_reserve(common/init/board_init.c) /*将gd结构体清零*/ |-- >board_init_f(common/board_f.c) |-- >initcall_run_list(include/initcall.h) /*初始化序列函数*/ |-- >init_sequence_f[](common/board_f.c) /* 初始化序列函数数组 */ |-- >board_early_init_f(board/freescale/mx6ull_toto/mx6ull_toto.c)/*初始化串口的io配置*/ |-- >timer_init(arch/arm/imx-common/timer.c) /*初始化内核定时器，为uboot提供时钟节拍*/ |-- >init_baud_rate(common/board_f.c) /*初始化波特率*/ |-- >serial_init(drivers/serial/serial.c) /*初始化串口通信设置*/ |-- >console_init_f(common/console.c) /*初始化控制台*/ |-- >... |-- >relocate_code(arch/arm/lib/relocate.s) /*主要完成镜像拷贝和重定位*/ |-- >relocate_vectors(arch/arm/lib/relocate.s)/*重定位向量表*/ |-- >board_init_r(common/board_r.c)/*板级初始化*/ |-- >initcall_run_list(include/initcall.h)/*初始化序列函数*/ |-- >init_sequence_r[](common/board_f.c)/*序列函数*/ |-- >initr_reloc(common/board_r.c) /*设置 gd- >flags,标记重定位完成*/ |-- >serial_initialize(drivers/serial/serial-uclass.c)/*初始化串口*/ |-- >serial_init(drivers/serial/serial-uclass.c) /*初始化串口*/ |-- >initr_mmc(common/board_r.c) /*初始化emmc*/ |-- >mmc_initialize(drivers/mmc/mmc.c) |-- >mmc_do_preinit(drivers/mmc/mmc.c) |-- >mmc_start_init(drivers/mmc/mmc.c) |-- >console_init_r(common/console.c) /*初始化控制台*/ |-- >interrupt_init(arch/arm/lib/interrupts.c) /*初始化中断*/ |-- >initr_net(common/board_r.c) /*初始化网络设备*/ |-- >eth_initialize(net/eth-uclass.c) |-- >eth_common_init(net/eth_common.c) |-- >phy_init(drivers/net/phy/phy.c) |-- >uclass_first_device_check(drivers/core/uclass.c) |-- >uclass_find_first_device(drivers/core/uclass.c) |-- >device_probe(drivers/core/device.c) |-- >device_of_to_plat(drivers/core/device.c) |-- >drv- >of_to_plat |-- >fecmxc_of_to_plat(drivers/net/fec_mxc.c)/*解析设备树信息*/ |-- >device_get_uclass_id(drivers/core/device.c) |-- >uclass_pre_probe_device(drivers/core/uclass.c) |-- >drv- >probe(dev) /*drivers/net/fec_mxc.c*/ u_boot_driver(fecmxc_gem) = { .name = fecmxc, .id = uclass_eth, .of_match = fecmxc_ids, .of_to_plat = fecmxc_of_to_plat, .probe = fecmxc_probe, .remove = fecmxc_remove, .ops = &fecmxc_ops, .priv_auto = sizeof(struct fec_priv), .plat_auto = sizeof(struct eth_pdata), }; |-- >fecmxc_probe(drivers/net/fec_mxc.c)/*探测和初始化*/ |-- >fec_get_miibus(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >mdio_alloc(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >bus- >read = fec_phy_read; |-- >bus- >write = fec_phy_write; |-- >mdio_register(common/miiphyutil.c) |-- >fec_mii_setspeed(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >fec_phy_init(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >device_get_phy_addr(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >phy_connect(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_find_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >bus- >reset(bus) |-- >get_phy_device_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >create_phy_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_device_create(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_probe(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_connect_dev(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_reset(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_config(drivers/net/phy/phy.c) |-- >board_phy_config(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phydev- >drv- >config(phydev) /*drivers/net/phy/smsc.c*/ static struct phy_driver lan8710_driver = { .name = smsc lan8710/lan8720, .uid = 0x0007c0f0, .mask = 0xffff0, .features = phy_basic_features, .config = &genphy_config_aneg, .startup = &genphy_startup, .shutdown = &genphy_shutdown, }; |-- >genphy_config_aneg(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_reset(需要手动调用)(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_setup_forced(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_config_advert(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_restart_aneg(drivers/net/phy/phy.c) |-- >uclass_post_probe_device(drivers/core/uclass.c) |-- >uc_drv- >post_probe(drivers/core/uclass.c) /*net/eth-uclass.c*/ uclass_driver(ethernet) = { .name = ethernet, .id = uclass_eth, .post_bind = eth_post_bind, .pre_unbind = eth_pre_unbind, .post_probe = eth_post_probe, .pre_remove = eth_pre_remove, .priv_auto = sizeof(struct eth_uclass_priv), .per_device_auto = sizeof(struct eth_device_priv), .flags = dm_uc_flag_seq_alias, }; |-- >eth_post_probe(net/eth-uclass.c) |-- >eth_write_hwaddr(drivers/core/uclass.c) |-- >... |-- >run_main_loop(common/board_r.c)/*主循环，处理命令*/ |-- >main_loop(common/main.c) |-- >bootdelay_process(common/autoboot.c) /*读取环境变量bootdelay和bootcmd的内容*/ |-- >autoboot_command(common/autoboot.c) /*倒计时按下执行，没有操作执行bootcmd的参数*/ |-- >abortboot(common/autoboot.c) |-- >printf(hit any key to stop autoboot: %2d , bootdelay); /*到这里就是我们看到uboot延时3s启动内核的地方*/ |-- >cli_loop(common/cli.c) /*倒计时按下space键,执行用户输入命令*/二、程序入口u-boot 源码文件众多，我们如何知道最开始的启动文件（程序入口）是哪个呢？程序的链接是由链接脚本来决定的，所以通过链接脚本可以找到程序的入口，链接脚本为arch/arm/cpu/u-boot.lds，它描述了如何生成最终的二进制文件，其中就包含程序入口。
三、链接脚本 u-boot.lds 详解1.u-boot.ldsu-boot.lds，文件所在位置arch/arm/cpu/u-boot.lds
/* spdx-license-identifier: gpl-2.0+ *//* * copyright (c) 2004-2008 texas instruments * * (c) copyright 2002 * gary jennejohn, denx software engineering, */#include #include /* 指定输出可执行文件: elf 32位 小端格式 arm指令 */output_format(elf32-littlearm, elf32-littlearm, elf32-littlearm)/* 指定输出可执行文件的目标架构:arm */output_arch(arm)/* 指定输出可执行文件的起始地址为:_start */entry(_start)sections{#ifndef config_cmdline /discard/ : { *(__u_boot_list_2_cmd_*) }#endif#if defined(config_armv7_secure_base) && defined(config_armv7_nonsec) /* * if config_armv7_secure_base is true, secure code will not * bundle with u-boot, and code offsets are fixed. secure zone * only needs to be copied from the loading address to * config_armv7_secure_base, which is the linking and running * address for secure code. * * if config_armv7_secure_base is undefined, the secure zone will * be included in u-boot address space, and some absolute address * were used in secure code. the absolute addresses of the secure * code also needs to be relocated along with the accompanying u-boot * code. * * so discard is only for config_armv7_secure_base. */ /discard/ : { *(.rel._secure*) }#endif /* * 指定可执行文件(image)的全局入口地址，通常都放在rom(flash)0x0位置 * 设置 0 的原因是 arm 内核的处理器,上电后默认是从 0x00000000 处启动 */ . = 0x00000000; . = align(4); ``````````/* 中断向量表 */ .text : { *(.__image_copy_start) /* u-boot 的设计中需要将 u-boot 的镜像拷贝到 ram(sdram,ddr....)中执行，这里表示复制的开始地址 */ *(.vectors) /* 中断向量表 */ cpudir/start.o (.text*) /* cpudir/start.o 中的所有.text 段 */ } /* this needs to come before *(.text*) */ .__efi_runtime_start : { *(.__efi_runtime_start) } .efi_runtime : { *(.text.efi_runtime*) *(.rodata.efi_runtime*) *(.data.efi_runtime*) } .__efi_runtime_stop : { *(.__efi_runtime_stop) } .text_rest : { *(.text*) }#ifdef config_armv7_nonsec /* align the secure section only if we're going to use it in situ */ .__secure_start#ifndef config_armv7_secure_base align(constant(commonpagesize))#endif : { keep(*(.__secure_start)) }#ifndef config_armv7_secure_base#define config_armv7_secure_base#define __armv7_psci_stack_in_ram#endif .secure_text config_armv7_secure_base : at(addr(.__secure_start) + sizeof(.__secure_start)) { *(._secure.text) } .secure_data : at(loadaddr(.secure_text) + sizeof(.secure_text)) { *(._secure.data) }#ifdef config_armv7_psci .secure_stack align(addr(.secure_data) + sizeof(.secure_data), constant(commonpagesize)) (noload) :#ifdef __armv7_psci_stack_in_ram at(addr(.secure_stack))#else at(loadaddr(.secure_data) + sizeof(.secure_data))#endif { keep(*(.__secure_stack_start)) /* skip addreses for stack */ . = . + config_armv7_psci_nr_cpus * arm_psci_stack_size; /* align end of stack section to page boundary */ . = align(constant(commonpagesize)); keep(*(.__secure_stack_end))#ifdef config_armv7_secure_max_size /* * we are not checking (__secure_end - __secure_start) here, * as these are the load addresses, and do not include the * stack section. instead, use the end of the stack section * and the start of the text section. */ assert((. - addr(.secure_text)) <= config_armv7_secure_max_size, error: secure section exceeds secure memory size);#endif }#ifndef __armv7_psci_stack_in_ram /* reset vma but don't allocate space if we have secure sram */ . = loadaddr(.secure_stack);#endif#endif .__secure_end : at(addr(.__secure_end)) { *(.__secure_end) long(0x1d1071c); /* must output something to reset lma */ }#endif /* * .rodata 段,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .rodata : { *(sort_by_alignment(sort_by_name(.rodata*))) } /* * data段,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .data : { *(.data*) } . = align(4); . = .; /* * u_boot_list 段,确保是以 4 字节对齐 * 这里存放的都是 u_boot_list 中的函数 */ . = align(4); __u_boot_list : { keep(*(sort(__u_boot_list*))); } . = align(4); .efi_runtime_rel_start : { *(.__efi_runtime_rel_start) } .efi_runtime_rel : { *(.rel*.efi_runtime) *(.rel*.efi_runtime.*) } .efi_runtime_rel_stop : { *(.__efi_runtime_rel_stop) } /* * __image_copy_end 也是个符号表示一个结束地址,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .image_copy_end : /* u-boot 的设计中需要将 u-boot 的镜像拷贝到ram(sdram,ddr....)中执行，这里表示复制的结束地址 */ { *(.__image_copy_end) } .rel_dyn_start : /* .rel.dyn 段起始地址 */ { *(.__rel_dyn_start) } .rel.dyn : { *(.rel*) } .rel_dyn_end : /* .rel.dyn 段结束地址 */ { *(.__rel_dyn_end) } .end : { *(.__end) } _image_binary_end = .; /* bin文件结束地址 */ /* * deprecated: this mmu section is used by pxa at present but * should not be used by new boards/cpus. */ . = align(4096); .mmutable : { *(.mmutable) }/* * compiler-generated __bss_start and __bss_end, see arch/arm/lib/bss.c * __bss_base and __bss_limit are for linker only (overlay ordering) */ .bss_start __rel_dyn_start (overlay) : { /* .bss段起始地址 */ keep(*(.__bss_start)); __bss_base = .; } .bss __bss_base (overlay) : { *(.bss*) . = align(4); __bss_limit = .; } .bss_end __bss_limit (overlay) : { /* .bss段结束地址 */ keep(*(.__bss_end)); } .dynsym _image_binary_end : { *(.dynsym) } .dynbss : { *(.dynbss) } .dynstr : { *(.dynstr*) } .dynamic : { *(.dynamic*) } .plt : { *(.plt*) } .interp : { *(.interp*) } .gnu.hash : { *(.gnu.hash) } .gnu : { *(.gnu*) } .arm.exidx : { *(.arm.exidx*) } .gnu.linkonce.armexidx : { *(.gnu.linkonce.armexidx.*) }}通过上面的分析可以看出：由于在链接脚本中规定了文件start.o(对应于start.s)作为整个uboot的起始点，因此启动uboot时会执行首先执行start.s。一般来说，内存空间可分为代码段、数据段、全局变量段、未初始化变量区、栈区、堆区等.其中，栈区由指针sp决定，堆区实质上是由c代码实现的，其它段则由编译器决定.从上面的分析可以看出，从0x00000000地址开始，编译器首先将代码段放在最开始的位置，然后是数据段，然后是bss段(未初始化变量区)。
2.u-boot.mapu-boot.map 是uboot的映射文件，可以从此文件看到某个文件或者函数链接到了哪个地址，下面打开 u-boot.map，查看各个段的起始地址和结束分别是多少；
内存配置名称 来源 长度 属性*default* 0x00000000 0xffffffff链结器命令稿和内存映射段 .text 的地址设置为 0x87800000 0x00000000 . = 0x0 0x00000000 . = align (0x4).text 0x87800000 0x3a8 *(.__image_copy_start) .__image_copy_start 0x87800000 0x0 arch/arm/lib/sections.o 0x87800000 __image_copy_start *(.vectors) .vectors 0x87800000 0x2e8 arch/arm/lib/vectors.o 0x87800000 _start 0x87800020 _undefined_instruction 0x87800024 _software_interrupt 0x87800028 _prefetch_abort 0x8780002c _data_abort 0x87800030 _not_used 0x87800034 _irq 0x87800038 _fiq 0x87800040 irq_stack_start_in arch/arm/cpu/armv7/start.o(.text*) .text 0x878002e8 0xc0 arch/arm/cpu/armv7/start.o 0x878002e8 reset 0x878002ec save_boot_params_ret 0x87800328 c_runtime_cpu_setup 0x87800338 save_boot_params 0x8780033c cpu_init_cp15 0x8780039c cpu_init_crit...从u-boot.map映射文件种，可以知道__image_copy_start为0x87800000，而.text的起始地址也是0x87800000，.vectors 段的起始地址也是0x87800000，可以得出各个段的地址关系表，如下；
变量名地址描述
__image_copy_start 0x87800000 u-boot拷贝的起始地址
__image_copy_end 0x87850ff0 u-boot拷贝的结束地址
.vectors 0x87800000 中断向量表的起始地址
.text 0x878002e8 .text段的起始地址
__rel_dyn_start 0x87850ff0 .rel_dyn段的起始地址
__rel_dyn_end 0x8785cf30 .rel_dyn段的结束地址
_image_binary_end 0x8785cf30 镜像结束地址
__bss_start 0x87850ff0 .bss段的起始地址
__bss_end 0x878585c0 .bss段的结束地址
注：表中的变量除了__image_copy_start以外，其他的变量值每次编译的时候可能会变化。修改uboot 代码、配置等都会影响到这些值。所以，一切以实际值为准！
四、_start函数详解从链接文件(u-boot.lds) 中知道了程序入口是 _start，_start 在文件 arch/arm/lib/vectors.s 中有定义，具体代码如下；
/* ************************************************************************* * * symbol _start is referenced elsewhere, so make it global * ************************************************************************* */.globl _start/* ************************************************************************* * * vectors have their own section so linker script can map them easily * ************************************************************************* */ .section .vectors, ax#if defined(config_enable_arm_soc_boot0_hook)/* * various socs need something special and soc-specific up front in * order to boot, allow them to set that in their boot0.h file and then * use it here. * * to allow a boot0 hook to insert a 'special' sequence after the vector * table (e.g. for the socfpga), the presence of a boot0 hook supresses * the below vector table and assumes that the vector table is filled in * by the boot0 hook. the requirements for a boot0 hook thus are: * (1) defines '_start:' as appropriate * (2) inserts the vector table using arm_vectors as appropriate */#include #else/* ************************************************************************* * * exception vectors as described in arm reference manuals * * uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in memory. * ************************************************************************* */_start:#ifdef config_sys_dv_nor_boot_cfg .word config_sys_dv_nor_boot_cfg#endif arm_vectors#endif /* !defined(config_enable_arm_soc_boot0_hook) */#if !config_is_enabled(sys_no_vector_table)/* ************************************************************************* * * indirect vectors table * * symbols referenced here must be defined somewhere else * ************************************************************************* */ .globl _reset .globl _undefined_instruction /* 未定义指令异常 */ .globl _software_interrupt /* 软中断异常 */ .globl _prefetch_abort /* 预取异常 */ .globl _data_abort /* 数据异常 */ .globl _not_used /* 未使用 */ .globl _irq /* 外部中断请求irq */ .globl _fiq /* 快束中断请求fiq */ ...从u-boot.map映射文件可以得出.vectors段的最开始就是_start，而从_start定义我们可以知道首先是跳转到reset函数，再设置中断向量表。
五、reset函数详解1.reset函数讲解从程序入口_start定义中得出，_start中首先是跳转到reset函数，reset函数在文件arch/arm/cpu/armv7/start.s中有定义，具体代码如下；
/************************************************************************* * * startup code (reset vector) * * do important init only if we don't start from memory! * setup memory and board specific bits prior to relocation. * relocate armboot to ram. setup stack. * *************************************************************************/ .globl reset .globl save_boot_params_ret .type save_boot_params_ret,%function#ifdef config_armv7_lpae .global switch_to_hypervisor_ret#endifreset: /* allow the board to save important registers */ b save_boot_paramssave_boot_params_ret: ...reset函数只有一句跳转语句，直接跳转到了save_boot_params函数，而save_boot_params函数同样定义在start.s里面，定义如下：
/************************************************************************* * * void save_boot_params(u32 r0, u32 r1, u32 r2, u32 r3) * __attribute__((weak)); * * stack pointer is not yet initialized at this moment * don't save anything to stack even if compiled with -o0 * *************************************************************************/entry(save_boot_params) b save_boot_params_ret @ back to my caller####2.save_boot_params_ret函数讲解同样save_boot_params函数也是只有一句跳转语句，跳转到save_boot_params_ret函数save_boot_params_ret 函数代码如下：save_boot_params_ret:#ifdef config_position_independent /* * fix .rela.dyn relocations. this allows u-boot to loaded to and * executed at a different address than it was linked at. */pie_fixup: /* 获取标号reset的运行地址到r0 */ adr r0, reset /* r0 < - runtime value of reset label */ /* 获取标号reset的链接地址到r0 */ ldr r1, =reset /* r1 < - linked value of reset label */ /* 计算运行地址和link地址的偏移 */ subs r4, r0, r1 /* r4 < - runtime-vs-link offset */ /* 如果为0，说明link地址和运行地址一致，不需要重定位直接退出 */ beq pie_fixup_done /* * 下面几行代码的作用是计算运行时rel.dyn段在内存中实际地址，只有获取这个段的 * 真实的起使地址才能依据其中的信息进行重定位。 */ //获取pie_fixup标号的运行地址 adr r0, pie_fixup //_rel_dyn_start_ofs链接时rel.dyn段相对pie_fixup标号的偏移 ldr r1, _rel_dyn_start_ofs add r2, r0, r1 /* r2 < - runtime &__rel_dyn_start */ //计算rel.dyn运行时起始地址 ldr r1, _rel_dyn_end_ofs //计算rel.dyn运行结束地址 add r3, r0, r1 /* r3 < - runtime &__rel_dyn_end */pie_fix_loop: //获取rel.dyn段地址中的内容 ldr r0, [r2] /* r0 < - link location */ //获取rel.dyn段地址接下来4个字节中的内容 ldr r1, [r2, #4] /* r1 < - fixup */ //如果r1等于23则执行重定位 cmp r1, #23 /* relative fixup? */ bne pie_skip_reloc /* relative fix: increase location by offset */ add r0, r4 ldr r1, [r0] add r1, r4 str r1, [r0] str r0, [r2] add r2, #8pie_skip_reloc: //判断是否所有表项都修改完成，没完成则循环操作 cmp r2, r3 blo pie_fix_looppie_fixup_done:#endif#ifdef config_armv7_lpae/* * check for hypervisor support */ mrc p15, 0, r0, c0, c1, 1 @ read id_pfr1 and r0, r0, #cpuid_arm_virt_mask @ mask virtualization bits cmp r0, #(1 < < cpuid_arm_virt_shift) beq switch_to_hypervisorswitch_to_hypervisor_ret:#endif /* * disable interrupts (fiq and irq), also set the cpu to svc32 mode, * except if in hyp mode already */ /* 将程序状态寄存器读取到通用寄存器r0 */ mrs r0, cpsr and r1, r0, #0x1f @ mask mode bits teq r1, #0x1a @ test for hyp mode /* 清除当前的工作模式 */ bicne r0, r0, #0x1f @ clear all mode bits /* 设置svc模式,即超级管理员权限 */ orrne r0, r0, #0x13 @ set svc mode /* 失能中断fiq和irq */ orr r0, r0, #0xc0 @ disable fiq and irq msr cpsr,r0#if !config_is_enabled(sys_no_vector_table)/* * setup vector: */ /* set v=0 in cp15 sctlr register - for vbar to point to vector */ mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read cp15 sctlr register bic r0, #cr_v @ v = 0 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write cp15 sctlr register#ifdef config_has_vbar /* set vector address in cp15 vbar register */ ldr r0, =_start mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @set vbar#endif#endif /* the mask rom code should have pll and others stable */#if !config_is_enabled(skip_lowlevel_init)#ifdef config_cpu_v7a bl cpu_init_cp15#endif#if !config_is_enabled(skip_lowlevel_init_only) bl cpu_init_crit#endif#endif bl _mainsave_boot_params_ret函数主要的操作如下：
1.如果定义宏config_position_independent，则进行修正重定位的问题（pie_fixup、pie_fix_loop、pie_skip_reloc）；2.如果定义宏config_armv7_lpae，lpae（large physical address extensions）是armv7系列的一种地址扩展技术，可以让32位的arm最大能支持到1tb的内存空间，由于嵌入式arm需求的内存空间一般不大，所以一般不使用lpae技术；3.设置cpu为svc32模式，除非已经处于hyp模式，同时禁止中断（fiq和irq）；4.设置中断向量表地址为_start函数的地址，在map文件中可以看到，为0x87800000；5.进行cpu初始化，调用函数cpu_init_cp15和cpu_init_crit分别初始化cp15和crit；6.最后跳转到_main函数。3.cpu_init_cp15函数讲解cpu_init_cp15函数，在文件arch/arm/cpu/armv7/start.s中定义，具体代码如下；
/************************************************************************* * * cpu_init_cp15 * * setup cp15 registers (cache, mmu, tlbs). the i-cache is turned on unless * config_sys_icache_off is defined. * *************************************************************************/entry(cpu_init_cp15)#if config_is_enabled(armv7_set_cortex_smpen) /* * the arm cortex-a7 trm says this bit must be enabled before * any cache or tlb maintenance operations are performed. */ mrc p15, 0, r0, c1, c0, 1 @ read auxilary control register orr r0, r0, #1 < 函数lowlevel_ini-->cpu_init_crit-->save_boot_params_ret-->_main。七、_main函数详解_main函数在文件 arch/arm/lib/crt0.s中有定义 _main函数执行可以大致分为如下4个部分：
设置初始化c运行环境并调用board_init_f函数设置新的sp指针和gd指针，设置中间环境位，调用代码重定位重定位向量表设置最后的运行环境并调用board_init_r函数1.设置初始化c运行环境并调用board_init_f函数代码部分，具体如下；
/* * entry point of crt0 sequence */entry(_main)/* call arch_very_early_init before initializing c runtime environment. */#if config_is_enabled(arch_very_early_init) bl arch_very_early_init#endif/* * set up initial c runtime environment and call board_init_f(0). */#if defined(config_tpl_build) && defined(config_tpl_needs_separate_stack) ldr r0, =(config_tpl_stack)#elif defined(config_spl_build) && defined(config_spl_stack) ldr r0, =(config_spl_stack)#else ldr r0, =(sys_init_sp_addr)#endif bic r0, r0, #7 /* 8-byte alignment for abi compliance */ mov sp, r0 bl board_init_f_alloc_reserve mov sp, r0 /* set up gd here, outside any c code */ mov r9, r0 bl board_init_f_init_reserve#if defined(config_debug_uart) && config_is_enabled(serial) bl debug_uart_init#endif#if defined(config_spl_build) && defined(config_spl_early_bss) clear_bss#endif mov r0, #0 bl board_init_f1.设置sp指针为 config_sys_init_sp_addr；2.对sp指针做8字节对齐处理；3.读取sp到寄存器r0里面；4.调用函数board_init_f_alloc_reserve；5.调用函数board_init_f_init_reserve；6.调用函数board_init_f。1.board_init_f_alloc_reserve函数
board_init_f_alloc_reserve函数，在common/init/board_init.c文件中定义，如下；
ulong board_init_f_alloc_reserve(ulong top){ /* reserve early malloc arena */#ifndef config_malloc_f_addr#if config_val(sys_malloc_f_len) top -= config_val(sys_malloc_f_len);#endif#endif /* last : reserve gd (rounded up to a multiple of 16 bytes) */ top = rounddown(top-sizeof(struct global_data), 16); return top;}board_init_f_alloc_reserve函数的作用是根据传入参数是栈顶地址，计算出预留空间的底部，并将其返回。主要是留出早期的 malloc 内存区域和gd内存区域。如果宏config_malloc_f_addr没有被定义，则为malloc预留部分内存空间，大小为config_sys_malloc_f_len；其次为gd变量（global_data结构体类型）预留空间，并且对齐到16个字节的倍数。
2.board_init_f_init_reserve函数
board_init_f_init_reserve函数，在common/init/board_init.c文件中定义，如下；
void board_init_f_init_reserve(ulong base){ struct global_data *gd_ptr; /* * clear gd entirely and set it up. * use gd_ptr, as gd may not be properly set yet. */ gd_ptr = (struct global_data *)base; /* zero the area */ memset(gd_ptr, '�', sizeof(*gd)); /* set gd unless architecture did it already */#if !defined(config_arm) arch_setup_gd(gd_ptr);#endif if (config_is_enabled(sys_report_stack_f_usage)) board_init_f_init_stack_protection_addr(base); /* next alloc will be higher by one gd plus 16-byte alignment */ base += roundup(sizeof(struct global_data), 16); /* * record early malloc arena start. * use gd as it is now properly set for all architectures. */#if config_val(sys_malloc_f_len) /* go down one 'early malloc arena' */ gd- >malloc_base = base;#endif if (config_is_enabled(sys_report_stack_f_usage)) board_init_f_init_stack_protection();}board_init_f_init_reserve函数的作用：
初始化gd，其实就是清零处理；设置了gd->malloc_base为gd基地址+gd 大小，并做16字节对齐处理。
2.设置新的sp指针和gd指针，调用重定位代码，调用代码重定位代码部分，具体如下；
#if ! defined(config_spl_build)/* * set up intermediate environment (new sp and gd) and call * relocate_code(addr_moni). trick here is that we'll return * 'here' but relocated. */ ldr r0, [r9, #gd_start_addr_sp] /* sp = gd- >start_addr_sp */ bic r0, r0, #7 /* 8-byte alignment for abi compliance */ mov sp, r0 ldr r9, [r9, #gd_new_gd] /* r9 new_gd */ adr lr, here#if defined(config_position_independent) adr r0, _main ldr r1, _start_ofs add r0, r1 ldr r1, =config_sys_text_base sub r1, r0 add lr, r1#endif ldr r0, [r9, #gd_reloc_off] /* r0 = gd- >reloc_off */ add lr, lr, r0#if defined(config_cpu_v7m) orr lr, #1 /* as required by thumb-only */#endif ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ b relocate_code1.设置新的栈顶指针为sp = gd->start_addr_sp；2.设置新的gd指针为r9 new_gd；3.设置新r0指针为r0 = gd->reloc_off；4.设置r0寄存器的值为gd->relocaddr，跳转到代码重定位relocate_code。3.重定位向量表代码部分，具体如下；
here:/* * now relocate vectors */ bl relocate_vectors代码重定位后返回到here标号处，调用relocate_vectors函数，对中断向量表做重定位。
4.设置最后的运行环境并调用board_init_r函数代码部分，具体如下；
/* set up final (full) environment */ bl c_runtime_cpu_setup /* we still call old routine here */#endif#if !defined(config_spl_build) || config_is_enabled(framework)#if !defined(config_spl_build) || !defined(config_spl_early_bss) clear_bss#endif# ifdef config_spl_build /* use a dram stack for the rest of spl, if requested */ bl spl_relocate_stack_gd cmp r0, #0 movne sp, r0 movne r9, r0# endif#if ! defined(config_spl_build) bl coloured_led_init bl red_led_on#endif /* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */ mov r0, r9 /* gd_t */ ldr r1, [r9, #gd_relocaddr] /* dest_addr */ /* call board_init_r */#if config_is_enabled(sys_thumb_build) ldr lr, =board_init_r /* this is auto-relocated! */ bx lr#else ldr pc, =board_init_r /* this is auto-relocated! */#endif /* we should not return here. */#endifendproc(_main)board_init_r函数主要工作：
1.调用函数c_runtime_cpu_setup，失效i-cache；2.清除bss段；3.设置函数board_init_r的两个参数；4.调用函数board_init_r。八、board_init_f 函数详解board_init_f函数，在common/board_f.c文件定义，具体代码如下；
void board_init_f(ulong boot_flags){ gd- >flags = boot_flags; gd- >have_console = 0; if (initcall_run_list(init_sequence_f)) hang();#if !defined(config_arm) && !defined(config_sandbox) && !defined(config_efi_app) && !config_is_enabled(x86_64) && !defined(config_arc) /* notreached - jump_to_copy() does not return */ hang();#endif}board_init_f函数主要有两个工作：
1.初始化gd的各个成员变量2.调用函数initcall_run_list，初始化序列init_sequence_f里面的一系列函数，来初始化一系列外设，比如串口、定时器，或者打印一些消息等。init_sequence_f数组，在common/board_f.c文件中定义，如下，初始化函数表省略其中部分代码；
static const init_fnc_t init_sequence_f[] = { setup_mon_len, fdtdec_setup, trace_early_init, initf_malloc, log_init, initf_bootstage, /* uses its own timer, so does not need dm */ event_init, bloblist_init, setup_spl_handoff, console_record_init, arch_fsp_init, arch_cpu_init, /* basic arch cpu dependent setup */ mach_cpu_init, /* soc/machine dependent cpu setup */ initf_dm, board_early_init_f, get_clocks, /* get cpu and bus clocks (etc.) */ timer_init, /* initialize timer */ board_postclk_init, env_init, /* initialize environment */ init_baud_rate, /* initialze baudrate settings */ serial_init, /* serial communications setup */ console_init_f, /* stage 1 init of console */ display_options, /* say that we are here */ display_text_info, /* show debugging info if required */ checkcpu, print_resetinfo, print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */ embedded_dtb_select, show_board_info, init_func_watchdog_init misc_init_f, init_func_watchdog_reset init_func_i2c, init_func_vid, announce_dram_init, dram_init, /* configure available ram banks */ post_init_f, init_func_watchdog_reset testdram, init_func_watchdog_reset init_post, init_func_watchdog_reset setup_dest_addr, fix_fdt, reserve_pram, ...#if !defined(config_arm) && !defined(config_sandbox) && !config_is_enabled(x86_64) jump_to_copy,#endif null,};其中比较重要的一些初始化函数如下：
1.setup_mon_len函数：设置gd的mon_len成员变量，也就是整个代码的长度；2.initf_malloc函数：设置gd中和malloc有关的成员变量；3.board_early_init_f函数：用来初始化串口的io配置，在board/freescale/mx6ull_toto/mx6ull_toto.c文件中定义；4.timer_init函数：初始化内核定时器，为uboot提供时钟节拍，在arch/arm/imx-common/timer.c文件中定义；5.get_clocks函数：获取了sd卡外设的时钟（sdhc_clk），在arch/arm/imx-common/speed.c文件中定义；6.init_baud_rate函数：初始化波特率，在common/board_f.c文件中定义；7.serial_init函数：初始化串口通信设置，在drivers/serial/serial.c文件中定义；8.console_init_f函数：初始化控制台，在common/console.c文件中定义：9.display_options函数：打印uboot版本信息和编译信息，在lib/display_options.c文件中定义；10.print_cpuinfo函数：用来显示cpu信息和主频，在arch/arm/imx-common/cpu.c文件中定义；11.show_board_info函数：打印开发板信息，在common/board_info.c文件中定义；12.init_func_i2c函数：用于初始化i2c；13.announce_dram_init函数：此函数很简单，就是输出字符串“dram:”；14.dram_init函数：并非真正的初始化ddr，只是设置gd->ram_size的值。九、relocate_code函数详解relocate_code函数，在arch/arm/lib/relocate.s文件定义，具体代码如下；
/* * void relocate_code(addr_moni) * * this function relocates the monitor code. * * note: * to prevent the code below from containing references with an r_arm_abs32 * relocation record type, we never refer to linker-defined symbols directly. * instead, we declare literals which contain their relative location with * respect to relocate_code, and at run time, add relocate_code back to them. */entry(relocate_code)relocate_base: adr r3, relocate_base ldr r1, _image_copy_start_ofs add r1, r3 /* r1 < - run &__image_copy_start */ subs r4, r0, r1 /* r4 < - run to copy offset */ beq relocate_done /* skip relocation */ ldr r1, _image_copy_start_ofs add r1, r3 /* r1 < - run &__image_copy_start */ ldr r2, _image_copy_end_ofs add r2, r3 /* r2 < - run &__image_copy_end */copy_loop: ldmia r1!, {r10-r11} /* copy from source address [r1] */ stmia r0!, {r10-r11} /* copy to target address [r0] */ cmp r1, r2 /* until source end address [r2] */ blo copy_loop /* * fix .rel.dyn relocations */ ldr r1, _rel_dyn_start_ofs add r2, r1, r3 /* r2 < - run &__rel_dyn_start */ ldr r1, _rel_dyn_end_ofs add r3, r1, r3 /* r3 < - run &__rel_dyn_end */fixloop: ldmia r2!, {r0-r1} /* (r0,r1) relocaddr */ ldr r1, =v7m_scb_base str r0, [r1, v7m_scb_vtor]#else#ifdef config_has_vbar /* * if the arm processor has the security extensions, * use vbar to relocate the exception vectors. */ ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 /* set vbar */#else /* * copy the relocated exception vectors to the * correct address * cp15 c1 v bit gives us the location of the vectors: * 0x00000000 or 0xffff0000. */ ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ mrc p15, 0, r2, c1, c0, 0 /* v bit (bit[13]) in cp15 c1 */ ands r2, r2, #(1 < flags &= ~gd_flg_log_ready; if (is_enabled(config_needs_manual_reloc)) { for (int i = 0; i eth_initialize->board_eth_init()，在common/board_r.c文件中定义；9.run_main_loop函数：主循环，处理命令。十二、run_main_loop函数详解run_main_loop函数，在common/board_r.c文件定义，具体代码如下；
static int run_main_loop(void){#ifdef config_sandbox sandbox_main_loop_init();#endif /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again */ for (;;) main_loop(); return 0;}uboot启动以后会进入3秒倒计时，如果在3秒倒计时结束之前按下按下回车键，那么就会进入uboot的命令模式，如果倒计时结束以后都没有按下回车键，那么就会自动启动linux内核，这个功能就是由run_main_loop函数来完成的。
main_loop函数，在common/main.c文件中定义，具体代码如下；
/* we come here after u-boot is initialised and ready to process commands */void main_loop(void){ const char *s; bootstage_mark_name(bootstage_id_main_loop, main_loop); if (is_enabled(config_version_variable)) env_set(ver, version_string); /* set version variable */ cli_init(); if (is_enabled(config_use_preboot)) run_preboot_environment_command(); if (is_enabled(config_update_tftp)) update_tftp(0ul, null, null); if (is_enabled(config_efi_capsule_on_disk_early)) { /* efi_init_early() already called */ if (efi_init_obj_list() == efi_success) efi_launch_capsules(); } s = bootdelay_process(); if (cli_process_fdt(&s)) cli_secure_boot_cmd(s); autoboot_command(s); cli_loop(); panic(no cli available);}main_loop函数主要工作：
1.调用bootstage_mark_name函数，打印出启动进度2.如果宏config_version_variable定义了就会执行函数setenv，设置换将变量ver的值为version_string，也就是设置版本号环境变量；3.调用cli_init函数，初始化hushshell相关的变量4.调用bootdelay_process函数，此函数会读取环境变量bootdelay和bootcmd的内容，然后将bootdelay的值赋值给全局变量stored_bootdelay，返回值为环境变量bootcmd的值。5.autoboot_command函数，此函数就是检查倒计时是否结束？倒计时结束之前有没有被打断？
autoboot_command函数，在文件common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；void autoboot_command(const char *s){ debug(### main_loop: bootcmd=%sn, s ? s : ); if (s && (stored_bootdelay == -2 || (stored_bootdelay != -1 && !abortboot(stored_bootdelay)))) { bool lock; int prev; lock = autoboot_keyed() && !is_enabled(config_autoboot_keyed_ctrlc); if (lock) prev = disable_ctrlc(1); /* disable ctrl-c checking */ run_command_list(s, -1, 0); if (lock) disable_ctrlc(prev); /* restore ctrl-c checking */ } if (is_enabled(config_autoboot_use_menukey) && menukey == autoboot_menukey) { s = env_get(menucmd); if (s) run_command_list(s, -1, 0); }}abortboot函数，在文件common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；
static int abortboot(int bootdelay){ int abort = 0; if (bootdelay >= 0) { if (autoboot_keyed()) abort = abortboot_key_sequence(bootdelay); else abort = abortboot_single_key(bootdelay); } if (is_enabled(config_silent_console) && abort) gd- >flags &= ~gd_flg_silent; return abort;}在倒计时结束之前有按键按下则执行函数 abortboot_single_key，abortboot_single_key函数在common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；
static int abortboot_single_key(int bootdelay){ int abort = 0; unsigned long ts; printf(hit any key to stop autoboot: %2d , bootdelay); /* * check if key already pressed */ if (tstc()) { /* we got a key press */ getchar(); /* consume input */ puts(bbb 0); abort = 1; /* don't auto boot */ } while ((bootdelay > 0) && (!abort)) { --bootdelay; /* delay 1000 ms */ ts = get_timer(0); do { if (tstc()) { /* we got a key press */ int key; abort = 1; /* don't auto boot */ bootdelay = 0; /* no more delay */ key = getchar();/* consume input */ if (is_enabled(config_autoboot_use_menukey)) menukey = key; break; } udelay(10000); } while (!abort && get_timer(ts) < 1000); printf(bbb%2d , bootdelay); } putc('n'); return abort;}abortboot_single_key函数主要工作：
1.倒计时的具体实现；2.判断键盘是否有按下，也就是是否打断了倒计时，如果键盘按下的话就执行相应的分支。比如设置abort为 1，设置 bootdelay为0等，最后跳出倒计时循环；3.返回abort的值，如果倒计时自然结束，没有被打断abort就为0，否则的话abort的值就为 1；4.在autoboot_command函数中，如果倒计时自然结束那么就执行函数run_command_list，此函数会执行参数s指定的一系列命令，也就是环境变量bootcmd的命令，bootcmd里面保存着默认的启动命令，因此linux内核启动！十三、u-boot启动函数调用流程框图上面给大家详细的讲解了各个函数的作用，以及调用关系。现在给大家总结一下，以流程框图的形式，展示u-boot启动流程；
今天的内容到这就结束了，感谢大家的收看，如果觉得文章写的还不错，可以点击“赞赏”，来鼓励一下老王哦，当然，也可以点赞，收藏加关注哦！我们下期再见！
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今天给大家全面的分析一下u-boot启动流程。整理这篇文章花费时间较长，中间很长时间未更新，希望这篇文章对大家有所帮助。
本章主要是详细的分析一下uboot的启动流程，理清uboot是如何启动的。通过对uboot启动流程的梳理，我们就可以掌握一些外设是在哪里被初始化的，这样当我们需要修改这些外设驱动的时候就会心里有数。另外，通过分析uboot的启动流程可以了解linux内核是如何被启动的。
在看本章之前，个人建议先去看一下前几篇文章。对u-boot的开发环境搭建、u-boot整体移植和u-boot下网络调试有一点了解后，再来看本篇文章，这样可能比较容易看明白。
本章主要是详细的分析一下uboot的启动流程，理清uboot是如何启动的。通过对uboot启动流程的梳理，我们就可以掌握一些外设是在哪里被初始化的，这样当我们需要修改这些外设驱动的时候就会心里有数。另外，通过分析uboot的启动流程可以了解linux内核是如何被启动的。
一、u-boot启动详细函数调用流程首先给大家先看一下，u-boot启动从入口函数到启动内核的详细函数调用流程的层级关系图，对u-boot启动的整体有一个快速了解，后面会详细介绍各个函数的作用。
u-boot:启动详细的代码调用流程u-boot.lds:(arch/arm/cpu/u-boot.lds) |-- >_start:(arch/arm/lib/vectors.s) |-- >reset(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >save_boot_params(arch/arm/cpu/armv7/start.s)/*将引导参数保存到内存中*/ |-- >save_boot_params_ret(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >cpu_init_cp15(arch/arm/cpu/armv7/start.s)/*初始化*/ |-- >cpu_init_crit(arch/arm/cpu/armv7/start.s) |-- >lowlevel_init(arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.s) |-- >_main(arch/arm/lib/crt0.s) |-- >board_init_f_alloc_reserve(common/init/board_init.c)/*为u-boot的gd结构体分配空间*/ |-- >board_init_f_init_reserve(common/init/board_init.c) /*将gd结构体清零*/ |-- >board_init_f(common/board_f.c) |-- >initcall_run_list(include/initcall.h) /*初始化序列函数*/ |-- >init_sequence_f[](common/board_f.c) /* 初始化序列函数数组 */ |-- >board_early_init_f(board/freescale/mx6ull_toto/mx6ull_toto.c)/*初始化串口的io配置*/ |-- >timer_init(arch/arm/imx-common/timer.c) /*初始化内核定时器，为uboot提供时钟节拍*/ |-- >init_baud_rate(common/board_f.c) /*初始化波特率*/ |-- >serial_init(drivers/serial/serial.c) /*初始化串口通信设置*/ |-- >console_init_f(common/console.c) /*初始化控制台*/ |-- >... |-- >relocate_code(arch/arm/lib/relocate.s) /*主要完成镜像拷贝和重定位*/ |-- >relocate_vectors(arch/arm/lib/relocate.s)/*重定位向量表*/ |-- >board_init_r(common/board_r.c)/*板级初始化*/ |-- >initcall_run_list(include/initcall.h)/*初始化序列函数*/ |-- >init_sequence_r[](common/board_f.c)/*序列函数*/ |-- >initr_reloc(common/board_r.c) /*设置 gd- >flags,标记重定位完成*/ |-- >serial_initialize(drivers/serial/serial-uclass.c)/*初始化串口*/ |-- >serial_init(drivers/serial/serial-uclass.c) /*初始化串口*/ |-- >initr_mmc(common/board_r.c) /*初始化emmc*/ |-- >mmc_initialize(drivers/mmc/mmc.c) |-- >mmc_do_preinit(drivers/mmc/mmc.c) |-- >mmc_start_init(drivers/mmc/mmc.c) |-- >console_init_r(common/console.c) /*初始化控制台*/ |-- >interrupt_init(arch/arm/lib/interrupts.c) /*初始化中断*/ |-- >initr_net(common/board_r.c) /*初始化网络设备*/ |-- >eth_initialize(net/eth-uclass.c) |-- >eth_common_init(net/eth_common.c) |-- >phy_init(drivers/net/phy/phy.c) |-- >uclass_first_device_check(drivers/core/uclass.c) |-- >uclass_find_first_device(drivers/core/uclass.c) |-- >device_probe(drivers/core/device.c) |-- >device_of_to_plat(drivers/core/device.c) |-- >drv- >of_to_plat |-- >fecmxc_of_to_plat(drivers/net/fec_mxc.c)/*解析设备树信息*/ |-- >device_get_uclass_id(drivers/core/device.c) |-- >uclass_pre_probe_device(drivers/core/uclass.c) |-- >drv- >probe(dev) /*drivers/net/fec_mxc.c*/ u_boot_driver(fecmxc_gem) = { .name = fecmxc, .id = uclass_eth, .of_match = fecmxc_ids, .of_to_plat = fecmxc_of_to_plat, .probe = fecmxc_probe, .remove = fecmxc_remove, .ops = &fecmxc_ops, .priv_auto = sizeof(struct fec_priv), .plat_auto = sizeof(struct eth_pdata), }; |-- >fecmxc_probe(drivers/net/fec_mxc.c)/*探测和初始化*/ |-- >fec_get_miibus(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >mdio_alloc(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >bus- >read = fec_phy_read; |-- >bus- >write = fec_phy_write; |-- >mdio_register(common/miiphyutil.c) |-- >fec_mii_setspeed(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >fec_phy_init(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >device_get_phy_addr(drivers/net/fec_mxc.c) |-- >phy_connect(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_find_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >bus- >reset(bus) |-- >get_phy_device_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >create_phy_by_mask(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_device_create(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_probe(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_connect_dev(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_reset(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_config(drivers/net/phy/phy.c) |-- >board_phy_config(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phydev- >drv- >config(phydev) /*drivers/net/phy/smsc.c*/ static struct phy_driver lan8710_driver = { .name = smsc lan8710/lan8720, .uid = 0x0007c0f0, .mask = 0xffff0, .features = phy_basic_features, .config = &genphy_config_aneg, .startup = &genphy_startup, .shutdown = &genphy_shutdown, }; |-- >genphy_config_aneg(drivers/net/phy/phy.c) |-- >phy_reset(需要手动调用)(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_setup_forced(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_config_advert(drivers/net/phy/phy.c) |-- >genphy_restart_aneg(drivers/net/phy/phy.c) |-- >uclass_post_probe_device(drivers/core/uclass.c) |-- >uc_drv- >post_probe(drivers/core/uclass.c) /*net/eth-uclass.c*/ uclass_driver(ethernet) = { .name = ethernet, .id = uclass_eth, .post_bind = eth_post_bind, .pre_unbind = eth_pre_unbind, .post_probe = eth_post_probe, .pre_remove = eth_pre_remove, .priv_auto = sizeof(struct eth_uclass_priv), .per_device_auto = sizeof(struct eth_device_priv), .flags = dm_uc_flag_seq_alias, }; |-- >eth_post_probe(net/eth-uclass.c) |-- >eth_write_hwaddr(drivers/core/uclass.c) |-- >... |-- >run_main_loop(common/board_r.c)/*主循环，处理命令*/ |-- >main_loop(common/main.c) |-- >bootdelay_process(common/autoboot.c) /*读取环境变量bootdelay和bootcmd的内容*/ |-- >autoboot_command(common/autoboot.c) /*倒计时按下执行，没有操作执行bootcmd的参数*/ |-- >abortboot(common/autoboot.c) |-- >printf(hit any key to stop autoboot: %2d , bootdelay); /*到这里就是我们看到uboot延时3s启动内核的地方*/ |-- >cli_loop(common/cli.c) /*倒计时按下space键,执行用户输入命令*/二、程序入口u-boot 源码文件众多，我们如何知道最开始的启动文件（程序入口）是哪个呢？程序的链接是由链接脚本来决定的，所以通过链接脚本可以找到程序的入口，链接脚本为arch/arm/cpu/u-boot.lds，它描述了如何生成最终的二进制文件，其中就包含程序入口。
三、链接脚本 u-boot.lds 详解1.u-boot.ldsu-boot.lds，文件所在位置arch/arm/cpu/u-boot.lds
/* spdx-license-identifier: gpl-2.0+ *//* * copyright (c) 2004-2008 texas instruments * * (c) copyright 2002 * gary jennejohn, denx software engineering, */#include #include /* 指定输出可执行文件: elf 32位 小端格式 arm指令 */output_format(elf32-littlearm, elf32-littlearm, elf32-littlearm)/* 指定输出可执行文件的目标架构:arm */output_arch(arm)/* 指定输出可执行文件的起始地址为:_start */entry(_start)sections{#ifndef config_cmdline /discard/ : { *(__u_boot_list_2_cmd_*) }#endif#if defined(config_armv7_secure_base) && defined(config_armv7_nonsec) /* * if config_armv7_secure_base is true, secure code will not * bundle with u-boot, and code offsets are fixed. secure zone * only needs to be copied from the loading address to * config_armv7_secure_base, which is the linking and running * address for secure code. * * if config_armv7_secure_base is undefined, the secure zone will * be included in u-boot address space, and some absolute address * were used in secure code. the absolute addresses of the secure * code also needs to be relocated along with the accompanying u-boot * code. * * so discard is only for config_armv7_secure_base. */ /discard/ : { *(.rel._secure*) }#endif /* * 指定可执行文件(image)的全局入口地址，通常都放在rom(flash)0x0位置 * 设置 0 的原因是 arm 内核的处理器,上电后默认是从 0x00000000 处启动 */ . = 0x00000000; . = align(4); ``````````/* 中断向量表 */ .text : { *(.__image_copy_start) /* u-boot 的设计中需要将 u-boot 的镜像拷贝到 ram(sdram,ddr....)中执行，这里表示复制的开始地址 */ *(.vectors) /* 中断向量表 */ cpudir/start.o (.text*) /* cpudir/start.o 中的所有.text 段 */ } /* this needs to come before *(.text*) */ .__efi_runtime_start : { *(.__efi_runtime_start) } .efi_runtime : { *(.text.efi_runtime*) *(.rodata.efi_runtime*) *(.data.efi_runtime*) } .__efi_runtime_stop : { *(.__efi_runtime_stop) } .text_rest : { *(.text*) }#ifdef config_armv7_nonsec /* align the secure section only if we're going to use it in situ */ .__secure_start#ifndef config_armv7_secure_base align(constant(commonpagesize))#endif : { keep(*(.__secure_start)) }#ifndef config_armv7_secure_base#define config_armv7_secure_base#define __armv7_psci_stack_in_ram#endif .secure_text config_armv7_secure_base : at(addr(.__secure_start) + sizeof(.__secure_start)) { *(._secure.text) } .secure_data : at(loadaddr(.secure_text) + sizeof(.secure_text)) { *(._secure.data) }#ifdef config_armv7_psci .secure_stack align(addr(.secure_data) + sizeof(.secure_data), constant(commonpagesize)) (noload) :#ifdef __armv7_psci_stack_in_ram at(addr(.secure_stack))#else at(loadaddr(.secure_data) + sizeof(.secure_data))#endif { keep(*(.__secure_stack_start)) /* skip addreses for stack */ . = . + config_armv7_psci_nr_cpus * arm_psci_stack_size; /* align end of stack section to page boundary */ . = align(constant(commonpagesize)); keep(*(.__secure_stack_end))#ifdef config_armv7_secure_max_size /* * we are not checking (__secure_end - __secure_start) here, * as these are the load addresses, and do not include the * stack section. instead, use the end of the stack section * and the start of the text section. */ assert((. - addr(.secure_text)) <= config_armv7_secure_max_size, error: secure section exceeds secure memory size);#endif }#ifndef __armv7_psci_stack_in_ram /* reset vma but don't allocate space if we have secure sram */ . = loadaddr(.secure_stack);#endif#endif .__secure_end : at(addr(.__secure_end)) { *(.__secure_end) long(0x1d1071c); /* must output something to reset lma */ }#endif /* * .rodata 段,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .rodata : { *(sort_by_alignment(sort_by_name(.rodata*))) } /* * data段,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .data : { *(.data*) } . = align(4); . = .; /* * u_boot_list 段,确保是以 4 字节对齐 * 这里存放的都是 u_boot_list 中的函数 */ . = align(4); __u_boot_list : { keep(*(sort(__u_boot_list*))); } . = align(4); .efi_runtime_rel_start : { *(.__efi_runtime_rel_start) } .efi_runtime_rel : { *(.rel*.efi_runtime) *(.rel*.efi_runtime.*) } .efi_runtime_rel_stop : { *(.__efi_runtime_rel_stop) } /* * __image_copy_end 也是个符号表示一个结束地址,确保是以4字节对齐 */ . = align(4); .image_copy_end : /* u-boot 的设计中需要将 u-boot 的镜像拷贝到ram(sdram,ddr....)中执行，这里表示复制的结束地址 */ { *(.__image_copy_end) } .rel_dyn_start : /* .rel.dyn 段起始地址 */ { *(.__rel_dyn_start) } .rel.dyn : { *(.rel*) } .rel_dyn_end : /* .rel.dyn 段结束地址 */ { *(.__rel_dyn_end) } .end : { *(.__end) } _image_binary_end = .; /* bin文件结束地址 */ /* * deprecated: this mmu section is used by pxa at present but * should not be used by new boards/cpus. */ . = align(4096); .mmutable : { *(.mmutable) }/* * compiler-generated __bss_start and __bss_end, see arch/arm/lib/bss.c * __bss_base and __bss_limit are for linker only (overlay ordering) */ .bss_start __rel_dyn_start (overlay) : { /* .bss段起始地址 */ keep(*(.__bss_start)); __bss_base = .; } .bss __bss_base (overlay) : { *(.bss*) . = align(4); __bss_limit = .; } .bss_end __bss_limit (overlay) : { /* .bss段结束地址 */ keep(*(.__bss_end)); } .dynsym _image_binary_end : { *(.dynsym) } .dynbss : { *(.dynbss) } .dynstr : { *(.dynstr*) } .dynamic : { *(.dynamic*) } .plt : { *(.plt*) } .interp : { *(.interp*) } .gnu.hash : { *(.gnu.hash) } .gnu : { *(.gnu*) } .arm.exidx : { *(.arm.exidx*) } .gnu.linkonce.armexidx : { *(.gnu.linkonce.armexidx.*) }}通过上面的分析可以看出：由于在链接脚本中规定了文件start.o(对应于start.s)作为整个uboot的起始点，因此启动uboot时会执行首先执行start.s。一般来说，内存空间可分为代码段、数据段、全局变量段、未初始化变量区、栈区、堆区等.其中，栈区由指针sp决定，堆区实质上是由c代码实现的，其它段则由编译器决定.从上面的分析可以看出，从0x00000000地址开始，编译器首先将代码段放在最开始的位置，然后是数据段，然后是bss段(未初始化变量区)。
2.u-boot.mapu-boot.map 是uboot的映射文件，可以从此文件看到某个文件或者函数链接到了哪个地址，下面打开 u-boot.map，查看各个段的起始地址和结束分别是多少；
内存配置名称 来源 长度 属性*default* 0x00000000 0xffffffff链结器命令稿和内存映射段 .text 的地址设置为 0x87800000 0x00000000 . = 0x0 0x00000000 . = align (0x4).text 0x87800000 0x3a8 *(.__image_copy_start) .__image_copy_start 0x87800000 0x0 arch/arm/lib/sections.o 0x87800000 __image_copy_start *(.vectors) .vectors 0x87800000 0x2e8 arch/arm/lib/vectors.o 0x87800000 _start 0x87800020 _undefined_instruction 0x87800024 _software_interrupt 0x87800028 _prefetch_abort 0x8780002c _data_abort 0x87800030 _not_used 0x87800034 _irq 0x87800038 _fiq 0x87800040 irq_stack_start_in arch/arm/cpu/armv7/start.o(.text*) .text 0x878002e8 0xc0 arch/arm/cpu/armv7/start.o 0x878002e8 reset 0x878002ec save_boot_params_ret 0x87800328 c_runtime_cpu_setup 0x87800338 save_boot_params 0x8780033c cpu_init_cp15 0x8780039c cpu_init_crit...从u-boot.map映射文件种，可以知道__image_copy_start为0x87800000，而.text的起始地址也是0x87800000，.vectors 段的起始地址也是0x87800000，可以得出各个段的地址关系表，如下；
变量名地址描述
__image_copy_start 0x87800000 u-boot拷贝的起始地址
__image_copy_end 0x87850ff0 u-boot拷贝的结束地址
.vectors 0x87800000 中断向量表的起始地址
.text 0x878002e8 .text段的起始地址
__rel_dyn_start 0x87850ff0 .rel_dyn段的起始地址
__rel_dyn_end 0x8785cf30 .rel_dyn段的结束地址
_image_binary_end 0x8785cf30 镜像结束地址
__bss_start 0x87850ff0 .bss段的起始地址
__bss_end 0x878585c0 .bss段的结束地址
注：表中的变量除了__image_copy_start以外，其他的变量值每次编译的时候可能会变化。修改uboot 代码、配置等都会影响到这些值。所以，一切以实际值为准！
四、_start函数详解从链接文件(u-boot.lds) 中知道了程序入口是 _start，_start 在文件 arch/arm/lib/vectors.s 中有定义，具体代码如下；
/* ************************************************************************* * * symbol _start is referenced elsewhere, so make it global * ************************************************************************* */.globl _start/* ************************************************************************* * * vectors have their own section so linker script can map them easily * ************************************************************************* */ .section .vectors, ax#if defined(config_enable_arm_soc_boot0_hook)/* * various socs need something special and soc-specific up front in * order to boot, allow them to set that in their boot0.h file and then * use it here. * * to allow a boot0 hook to insert a 'special' sequence after the vector * table (e.g. for the socfpga), the presence of a boot0 hook supresses * the below vector table and assumes that the vector table is filled in * by the boot0 hook. the requirements for a boot0 hook thus are: * (1) defines '_start:' as appropriate * (2) inserts the vector table using arm_vectors as appropriate */#include #else/* ************************************************************************* * * exception vectors as described in arm reference manuals * * uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in memory. * ************************************************************************* */_start:#ifdef config_sys_dv_nor_boot_cfg .word config_sys_dv_nor_boot_cfg#endif arm_vectors#endif /* !defined(config_enable_arm_soc_boot0_hook) */#if !config_is_enabled(sys_no_vector_table)/* ************************************************************************* * * indirect vectors table * * symbols referenced here must be defined somewhere else * ************************************************************************* */ .globl _reset .globl _undefined_instruction /* 未定义指令异常 */ .globl _software_interrupt /* 软中断异常 */ .globl _prefetch_abort /* 预取异常 */ .globl _data_abort /* 数据异常 */ .globl _not_used /* 未使用 */ .globl _irq /* 外部中断请求irq */ .globl _fiq /* 快束中断请求fiq */ ...从u-boot.map映射文件可以得出.vectors段的最开始就是_start，而从_start定义我们可以知道首先是跳转到reset函数，再设置中断向量表。
五、reset函数详解1.reset函数讲解从程序入口_start定义中得出，_start中首先是跳转到reset函数，reset函数在文件arch/arm/cpu/armv7/start.s中有定义，具体代码如下；
/************************************************************************* * * startup code (reset vector) * * do important init only if we don't start from memory! * setup memory and board specific bits prior to relocation. * relocate armboot to ram. setup stack. * *************************************************************************/ .globl reset .globl save_boot_params_ret .type save_boot_params_ret,%function#ifdef config_armv7_lpae .global switch_to_hypervisor_ret#endifreset: /* allow the board to save important registers */ b save_boot_paramssave_boot_params_ret: ...reset函数只有一句跳转语句，直接跳转到了save_boot_params函数，而save_boot_params函数同样定义在start.s里面，定义如下：
/************************************************************************* * * void save_boot_params(u32 r0, u32 r1, u32 r2, u32 r3) * __attribute__((weak)); * * stack pointer is not yet initialized at this moment * don't save anything to stack even if compiled with -o0 * *************************************************************************/entry(save_boot_params) b save_boot_params_ret @ back to my caller####2.save_boot_params_ret函数讲解同样save_boot_params函数也是只有一句跳转语句，跳转到save_boot_params_ret函数save_boot_params_ret 函数代码如下：save_boot_params_ret:#ifdef config_position_independent /* * fix .rela.dyn relocations. this allows u-boot to loaded to and * executed at a different address than it was linked at. */pie_fixup: /* 获取标号reset的运行地址到r0 */ adr r0, reset /* r0 < - runtime value of reset label */ /* 获取标号reset的链接地址到r0 */ ldr r1, =reset /* r1 < - linked value of reset label */ /* 计算运行地址和link地址的偏移 */ subs r4, r0, r1 /* r4 < - runtime-vs-link offset */ /* 如果为0，说明link地址和运行地址一致，不需要重定位直接退出 */ beq pie_fixup_done /* * 下面几行代码的作用是计算运行时rel.dyn段在内存中实际地址，只有获取这个段的 * 真实的起使地址才能依据其中的信息进行重定位。 */ //获取pie_fixup标号的运行地址 adr r0, pie_fixup //_rel_dyn_start_ofs链接时rel.dyn段相对pie_fixup标号的偏移 ldr r1, _rel_dyn_start_ofs add r2, r0, r1 /* r2 < - runtime &__rel_dyn_start */ //计算rel.dyn运行时起始地址 ldr r1, _rel_dyn_end_ofs //计算rel.dyn运行结束地址 add r3, r0, r1 /* r3 < - runtime &__rel_dyn_end */pie_fix_loop: //获取rel.dyn段地址中的内容 ldr r0, [r2] /* r0 < - link location */ //获取rel.dyn段地址接下来4个字节中的内容 ldr r1, [r2, #4] /* r1 < - fixup */ //如果r1等于23则执行重定位 cmp r1, #23 /* relative fixup? */ bne pie_skip_reloc /* relative fix: increase location by offset */ add r0, r4 ldr r1, [r0] add r1, r4 str r1, [r0] str r0, [r2] add r2, #8pie_skip_reloc: //判断是否所有表项都修改完成，没完成则循环操作 cmp r2, r3 blo pie_fix_looppie_fixup_done:#endif#ifdef config_armv7_lpae/* * check for hypervisor support */ mrc p15, 0, r0, c0, c1, 1 @ read id_pfr1 and r0, r0, #cpuid_arm_virt_mask @ mask virtualization bits cmp r0, #(1 < < cpuid_arm_virt_shift) beq switch_to_hypervisorswitch_to_hypervisor_ret:#endif /* * disable interrupts (fiq and irq), also set the cpu to svc32 mode, * except if in hyp mode already */ /* 将程序状态寄存器读取到通用寄存器r0 */ mrs r0, cpsr and r1, r0, #0x1f @ mask mode bits teq r1, #0x1a @ test for hyp mode /* 清除当前的工作模式 */ bicne r0, r0, #0x1f @ clear all mode bits /* 设置svc模式,即超级管理员权限 */ orrne r0, r0, #0x13 @ set svc mode /* 失能中断fiq和irq */ orr r0, r0, #0xc0 @ disable fiq and irq msr cpsr,r0#if !config_is_enabled(sys_no_vector_table)/* * setup vector: */ /* set v=0 in cp15 sctlr register - for vbar to point to vector */ mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read cp15 sctlr register bic r0, #cr_v @ v = 0 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write cp15 sctlr register#ifdef config_has_vbar /* set vector address in cp15 vbar register */ ldr r0, =_start mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @set vbar#endif#endif /* the mask rom code should have pll and others stable */#if !config_is_enabled(skip_lowlevel_init)#ifdef config_cpu_v7a bl cpu_init_cp15#endif#if !config_is_enabled(skip_lowlevel_init_only) bl cpu_init_crit#endif#endif bl _mainsave_boot_params_ret函数主要的操作如下：
1.如果定义宏config_position_independent，则进行修正重定位的问题（pie_fixup、pie_fix_loop、pie_skip_reloc）；2.如果定义宏config_armv7_lpae，lpae（large physical address extensions）是armv7系列的一种地址扩展技术，可以让32位的arm最大能支持到1tb的内存空间，由于嵌入式arm需求的内存空间一般不大，所以一般不使用lpae技术；3.设置cpu为svc32模式，除非已经处于hyp模式，同时禁止中断（fiq和irq）；4.设置中断向量表地址为_start函数的地址，在map文件中可以看到，为0x87800000；5.进行cpu初始化，调用函数cpu_init_cp15和cpu_init_crit分别初始化cp15和crit；6.最后跳转到_main函数。3.cpu_init_cp15函数讲解cpu_init_cp15函数，在文件arch/arm/cpu/armv7/start.s中定义，具体代码如下；
/************************************************************************* * * cpu_init_cp15 * * setup cp15 registers (cache, mmu, tlbs). the i-cache is turned on unless * config_sys_icache_off is defined. * *************************************************************************/entry(cpu_init_cp15)#if config_is_enabled(armv7_set_cortex_smpen) /* * the arm cortex-a7 trm says this bit must be enabled before * any cache or tlb maintenance operations are performed. */ mrc p15, 0, r0, c1, c0, 1 @ read auxilary control register orr r0, r0, #1 < 函数lowlevel_ini-->cpu_init_crit-->save_boot_params_ret-->_main。七、_main函数详解_main函数在文件 arch/arm/lib/crt0.s中有定义 _main函数执行可以大致分为如下4个部分：
设置初始化c运行环境并调用board_init_f函数设置新的sp指针和gd指针，设置中间环境位，调用代码重定位重定位向量表设置最后的运行环境并调用board_init_r函数1.设置初始化c运行环境并调用board_init_f函数代码部分，具体如下；
/* * entry point of crt0 sequence */entry(_main)/* call arch_very_early_init before initializing c runtime environment. */#if config_is_enabled(arch_very_early_init) bl arch_very_early_init#endif/* * set up initial c runtime environment and call board_init_f(0). */#if defined(config_tpl_build) && defined(config_tpl_needs_separate_stack) ldr r0, =(config_tpl_stack)#elif defined(config_spl_build) && defined(config_spl_stack) ldr r0, =(config_spl_stack)#else ldr r0, =(sys_init_sp_addr)#endif bic r0, r0, #7 /* 8-byte alignment for abi compliance */ mov sp, r0 bl board_init_f_alloc_reserve mov sp, r0 /* set up gd here, outside any c code */ mov r9, r0 bl board_init_f_init_reserve#if defined(config_debug_uart) && config_is_enabled(serial) bl debug_uart_init#endif#if defined(config_spl_build) && defined(config_spl_early_bss) clear_bss#endif mov r0, #0 bl board_init_f1.设置sp指针为 config_sys_init_sp_addr；2.对sp指针做8字节对齐处理；3.读取sp到寄存器r0里面；4.调用函数board_init_f_alloc_reserve；5.调用函数board_init_f_init_reserve；6.调用函数board_init_f。1.board_init_f_alloc_reserve函数
board_init_f_alloc_reserve函数，在common/init/board_init.c文件中定义，如下；
ulong board_init_f_alloc_reserve(ulong top){ /* reserve early malloc arena */#ifndef config_malloc_f_addr#if config_val(sys_malloc_f_len) top -= config_val(sys_malloc_f_len);#endif#endif /* last : reserve gd (rounded up to a multiple of 16 bytes) */ top = rounddown(top-sizeof(struct global_data), 16); return top;}board_init_f_alloc_reserve函数的作用是根据传入参数是栈顶地址，计算出预留空间的底部，并将其返回。主要是留出早期的 malloc 内存区域和gd内存区域。如果宏config_malloc_f_addr没有被定义，则为malloc预留部分内存空间，大小为config_sys_malloc_f_len；其次为gd变量（global_data结构体类型）预留空间，并且对齐到16个字节的倍数。
2.board_init_f_init_reserve函数
board_init_f_init_reserve函数，在common/init/board_init.c文件中定义，如下；
void board_init_f_init_reserve(ulong base){ struct global_data *gd_ptr; /* * clear gd entirely and set it up. * use gd_ptr, as gd may not be properly set yet. */ gd_ptr = (struct global_data *)base; /* zero the area */ memset(gd_ptr, '�', sizeof(*gd)); /* set gd unless architecture did it already */#if !defined(config_arm) arch_setup_gd(gd_ptr);#endif if (config_is_enabled(sys_report_stack_f_usage)) board_init_f_init_stack_protection_addr(base); /* next alloc will be higher by one gd plus 16-byte alignment */ base += roundup(sizeof(struct global_data), 16); /* * record early malloc arena start. * use gd as it is now properly set for all architectures. */#if config_val(sys_malloc_f_len) /* go down one 'early malloc arena' */ gd- >malloc_base = base;#endif if (config_is_enabled(sys_report_stack_f_usage)) board_init_f_init_stack_protection();}board_init_f_init_reserve函数的作用：
初始化gd，其实就是清零处理；设置了gd->malloc_base为gd基地址+gd 大小，并做16字节对齐处理。
2.设置新的sp指针和gd指针，调用重定位代码，调用代码重定位代码部分，具体如下；
#if ! defined(config_spl_build)/* * set up intermediate environment (new sp and gd) and call * relocate_code(addr_moni). trick here is that we'll return * 'here' but relocated. */ ldr r0, [r9, #gd_start_addr_sp] /* sp = gd- >start_addr_sp */ bic r0, r0, #7 /* 8-byte alignment for abi compliance */ mov sp, r0 ldr r9, [r9, #gd_new_gd] /* r9 new_gd */ adr lr, here#if defined(config_position_independent) adr r0, _main ldr r1, _start_ofs add r0, r1 ldr r1, =config_sys_text_base sub r1, r0 add lr, r1#endif ldr r0, [r9, #gd_reloc_off] /* r0 = gd- >reloc_off */ add lr, lr, r0#if defined(config_cpu_v7m) orr lr, #1 /* as required by thumb-only */#endif ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ b relocate_code1.设置新的栈顶指针为sp = gd->start_addr_sp；2.设置新的gd指针为r9 new_gd；3.设置新r0指针为r0 = gd->reloc_off；4.设置r0寄存器的值为gd->relocaddr，跳转到代码重定位relocate_code。3.重定位向量表代码部分，具体如下；
here:/* * now relocate vectors */ bl relocate_vectors代码重定位后返回到here标号处，调用relocate_vectors函数，对中断向量表做重定位。
4.设置最后的运行环境并调用board_init_r函数代码部分，具体如下；
/* set up final (full) environment */ bl c_runtime_cpu_setup /* we still call old routine here */#endif#if !defined(config_spl_build) || config_is_enabled(framework)#if !defined(config_spl_build) || !defined(config_spl_early_bss) clear_bss#endif# ifdef config_spl_build /* use a dram stack for the rest of spl, if requested */ bl spl_relocate_stack_gd cmp r0, #0 movne sp, r0 movne r9, r0# endif#if ! defined(config_spl_build) bl coloured_led_init bl red_led_on#endif /* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */ mov r0, r9 /* gd_t */ ldr r1, [r9, #gd_relocaddr] /* dest_addr */ /* call board_init_r */#if config_is_enabled(sys_thumb_build) ldr lr, =board_init_r /* this is auto-relocated! */ bx lr#else ldr pc, =board_init_r /* this is auto-relocated! */#endif /* we should not return here. */#endifendproc(_main)board_init_r函数主要工作：
1.调用函数c_runtime_cpu_setup，失效i-cache；2.清除bss段；3.设置函数board_init_r的两个参数；4.调用函数board_init_r。八、board_init_f 函数详解board_init_f函数，在common/board_f.c文件定义，具体代码如下；
void board_init_f(ulong boot_flags){ gd- >flags = boot_flags; gd- >have_console = 0; if (initcall_run_list(init_sequence_f)) hang();#if !defined(config_arm) && !defined(config_sandbox) && !defined(config_efi_app) && !config_is_enabled(x86_64) && !defined(config_arc) /* notreached - jump_to_copy() does not return */ hang();#endif}board_init_f函数主要有两个工作：
1.初始化gd的各个成员变量2.调用函数initcall_run_list，初始化序列init_sequence_f里面的一系列函数，来初始化一系列外设，比如串口、定时器，或者打印一些消息等。init_sequence_f数组，在common/board_f.c文件中定义，如下，初始化函数表省略其中部分代码；
static const init_fnc_t init_sequence_f[] = { setup_mon_len, fdtdec_setup, trace_early_init, initf_malloc, log_init, initf_bootstage, /* uses its own timer, so does not need dm */ event_init, bloblist_init, setup_spl_handoff, console_record_init, arch_fsp_init, arch_cpu_init, /* basic arch cpu dependent setup */ mach_cpu_init, /* soc/machine dependent cpu setup */ initf_dm, board_early_init_f, get_clocks, /* get cpu and bus clocks (etc.) */ timer_init, /* initialize timer */ board_postclk_init, env_init, /* initialize environment */ init_baud_rate, /* initialze baudrate settings */ serial_init, /* serial communications setup */ console_init_f, /* stage 1 init of console */ display_options, /* say that we are here */ display_text_info, /* show debugging info if required */ checkcpu, print_resetinfo, print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */ embedded_dtb_select, show_board_info, init_func_watchdog_init misc_init_f, init_func_watchdog_reset init_func_i2c, init_func_vid, announce_dram_init, dram_init, /* configure available ram banks */ post_init_f, init_func_watchdog_reset testdram, init_func_watchdog_reset init_post, init_func_watchdog_reset setup_dest_addr, fix_fdt, reserve_pram, ...#if !defined(config_arm) && !defined(config_sandbox) && !config_is_enabled(x86_64) jump_to_copy,#endif null,};其中比较重要的一些初始化函数如下：
1.setup_mon_len函数：设置gd的mon_len成员变量，也就是整个代码的长度；2.initf_malloc函数：设置gd中和malloc有关的成员变量；3.board_early_init_f函数：用来初始化串口的io配置，在board/freescale/mx6ull_toto/mx6ull_toto.c文件中定义；4.timer_init函数：初始化内核定时器，为uboot提供时钟节拍，在arch/arm/imx-common/timer.c文件中定义；5.get_clocks函数：获取了sd卡外设的时钟（sdhc_clk），在arch/arm/imx-common/speed.c文件中定义；6.init_baud_rate函数：初始化波特率，在common/board_f.c文件中定义；7.serial_init函数：初始化串口通信设置，在drivers/serial/serial.c文件中定义；8.console_init_f函数：初始化控制台，在common/console.c文件中定义：9.display_options函数：打印uboot版本信息和编译信息，在lib/display_options.c文件中定义；10.print_cpuinfo函数：用来显示cpu信息和主频，在arch/arm/imx-common/cpu.c文件中定义；11.show_board_info函数：打印开发板信息，在common/board_info.c文件中定义；12.init_func_i2c函数：用于初始化i2c；13.announce_dram_init函数：此函数很简单，就是输出字符串“dram:”；14.dram_init函数：并非真正的初始化ddr，只是设置gd->ram_size的值。九、relocate_code函数详解relocate_code函数，在arch/arm/lib/relocate.s文件定义，具体代码如下；
/* * void relocate_code(addr_moni) * * this function relocates the monitor code. * * note: * to prevent the code below from containing references with an r_arm_abs32 * relocation record type, we never refer to linker-defined symbols directly. * instead, we declare literals which contain their relative location with * respect to relocate_code, and at run time, add relocate_code back to them. */entry(relocate_code)relocate_base: adr r3, relocate_base ldr r1, _image_copy_start_ofs add r1, r3 /* r1 < - run &__image_copy_start */ subs r4, r0, r1 /* r4 < - run to copy offset */ beq relocate_done /* skip relocation */ ldr r1, _image_copy_start_ofs add r1, r3 /* r1 < - run &__image_copy_start */ ldr r2, _image_copy_end_ofs add r2, r3 /* r2 < - run &__image_copy_end */copy_loop: ldmia r1!, {r10-r11} /* copy from source address [r1] */ stmia r0!, {r10-r11} /* copy to target address [r0] */ cmp r1, r2 /* until source end address [r2] */ blo copy_loop /* * fix .rel.dyn relocations */ ldr r1, _rel_dyn_start_ofs add r2, r1, r3 /* r2 < - run &__rel_dyn_start */ ldr r1, _rel_dyn_end_ofs add r3, r1, r3 /* r3 < - run &__rel_dyn_end */fixloop: ldmia r2!, {r0-r1} /* (r0,r1) relocaddr */ ldr r1, =v7m_scb_base str r0, [r1, v7m_scb_vtor]#else#ifdef config_has_vbar /* * if the arm processor has the security extensions, * use vbar to relocate the exception vectors. */ ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 /* set vbar */#else /* * copy the relocated exception vectors to the * correct address * cp15 c1 v bit gives us the location of the vectors: * 0x00000000 or 0xffff0000. */ ldr r0, [r9, #gd_relocaddr] /* r0 = gd- >relocaddr */ mrc p15, 0, r2, c1, c0, 0 /* v bit (bit[13]) in cp15 c1 */ ands r2, r2, #(1 < flags &= ~gd_flg_log_ready; if (is_enabled(config_needs_manual_reloc)) { for (int i = 0; i eth_initialize->board_eth_init()，在common/board_r.c文件中定义；9.run_main_loop函数：主循环，处理命令。十二、run_main_loop函数详解run_main_loop函数，在common/board_r.c文件定义，具体代码如下；
static int run_main_loop(void){#ifdef config_sandbox sandbox_main_loop_init();#endif /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again */ for (;;) main_loop(); return 0;}uboot启动以后会进入3秒倒计时，如果在3秒倒计时结束之前按下按下回车键，那么就会进入uboot的命令模式，如果倒计时结束以后都没有按下回车键，那么就会自动启动linux内核，这个功能就是由run_main_loop函数来完成的。
main_loop函数，在common/main.c文件中定义，具体代码如下；
/* we come here after u-boot is initialised and ready to process commands */void main_loop(void){ const char *s; bootstage_mark_name(bootstage_id_main_loop, main_loop); if (is_enabled(config_version_variable)) env_set(ver, version_string); /* set version variable */ cli_init(); if (is_enabled(config_use_preboot)) run_preboot_environment_command(); if (is_enabled(config_update_tftp)) update_tftp(0ul, null, null); if (is_enabled(config_efi_capsule_on_disk_early)) { /* efi_init_early() already called */ if (efi_init_obj_list() == efi_success) efi_launch_capsules(); } s = bootdelay_process(); if (cli_process_fdt(&s)) cli_secure_boot_cmd(s); autoboot_command(s); cli_loop(); panic(no cli available);}main_loop函数主要工作：
1.调用bootstage_mark_name函数，打印出启动进度2.如果宏config_version_variable定义了就会执行函数setenv，设置换将变量ver的值为version_string，也就是设置版本号环境变量；3.调用cli_init函数，初始化hushshell相关的变量4.调用bootdelay_process函数，此函数会读取环境变量bootdelay和bootcmd的内容，然后将bootdelay的值赋值给全局变量stored_bootdelay，返回值为环境变量bootcmd的值。5.autoboot_command函数，此函数就是检查倒计时是否结束？倒计时结束之前有没有被打断？
autoboot_command函数，在文件common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；void autoboot_command(const char *s){ debug(### main_loop: bootcmd=%sn, s ? s : ); if (s && (stored_bootdelay == -2 || (stored_bootdelay != -1 && !abortboot(stored_bootdelay)))) { bool lock; int prev; lock = autoboot_keyed() && !is_enabled(config_autoboot_keyed_ctrlc); if (lock) prev = disable_ctrlc(1); /* disable ctrl-c checking */ run_command_list(s, -1, 0); if (lock) disable_ctrlc(prev); /* restore ctrl-c checking */ } if (is_enabled(config_autoboot_use_menukey) && menukey == autoboot_menukey) { s = env_get(menucmd); if (s) run_command_list(s, -1, 0); }}abortboot函数，在文件common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；
static int abortboot(int bootdelay){ int abort = 0; if (bootdelay >= 0) { if (autoboot_keyed()) abort = abortboot_key_sequence(bootdelay); else abort = abortboot_single_key(bootdelay); } if (is_enabled(config_silent_console) && abort) gd- >flags &= ~gd_flg_silent; return abort;}在倒计时结束之前有按键按下则执行函数 abortboot_single_key，abortboot_single_key函数在common/autoboot.c文件中定义，具体代码如下；
static int abortboot_single_key(int bootdelay){ int abort = 0; unsigned long ts; printf(hit any key to stop autoboot: %2d , bootdelay); /* * check if key already pressed */ if (tstc()) { /* we got a key press */ getchar(); /* consume input */ puts(bbb 0); abort = 1; /* don't auto boot */ } while ((bootdelay > 0) && (!abort)) { --bootdelay; /* delay 1000 ms */ ts = get_timer(0); do { if (tstc()) { /* we got a key press */ int key; abort = 1; /* don't auto boot */ bootdelay = 0; /* no more delay */ key = getchar();/* consume input */ if (is_enabled(config_autoboot_use_menukey)) menukey = key; break; } udelay(10000); } while (!abort && get_timer(ts) < 1000); printf(bbb%2d , bootdelay); } putc('n'); return abort;}abortboot_single_key函数主要工作：
1.倒计时的具体实现；2.判断键盘是否有按下，也就是是否打断了倒计时，如果键盘按下的话就执行相应的分支。比如设置abort为 1，设置 bootdelay为0等，最后跳出倒计时循环；3.返回abort的值，如果倒计时自然结束，没有被打断abort就为0，否则的话abort的值就为 1；4.在autoboot_command函数中，如果倒计时自然结束那么就执行函数run_command_list，此函数会执行参数s指定的一系列命令，也就是环境变量bootcmd的命令，bootcmd里面保存着默认的启动命令，因此linux内核启动！十三、u-boot启动函数调用流程框图上面给大家详细的讲解了各个函数的作用，以及调用关系。现在给大家总结一下，以流程框图的形式，展示u-boot启动流程；
今天的内容到这就结束了，感谢大家的收看，如果觉得文章写的还不错，可以点击“赞赏”，来鼓励一下老王哦，当然，也可以点赞，收藏加关注哦！我们下期再见！
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