uboot引导linux内核过程 卡死Starting kernel ...（下载地址，加载地址，入口地址的修改）（uImage和zImage的区别）

$\color{#0000FF}{1、uImage和zImage的区别}$

make 之后会生成三个文件，一个vmlinux ，一个Image，一个zImage，vmlinux是ELF格式的不能直接运行，Image 就是使用 objcopy 取消掉 vmlinux 中的一些其他信息得到的，而zImage为内核的一种进一步映像压缩文件，Image大约为4M，而zImage不到2M。

然后make uImage就会生成 uImage文件，uImage顾名思义，u代表uboot,
$\color {#FF0000}{所以uImage是uboot引导linux的镜像文件，使用bootm 命令是只支持uImage镜像的}$ ，
如果要引导zImage镜像需要修改uboot do_bootm函数

$\color {#FF0000}{uImage是用mkimage工具根据zImage制作而来的，其实就是加了如下64字节头部信息}$ ，

typedef struct image_header {
	uint32_t	ih_magic;	/* Image Header Magic Number	*/
	uint32_t	ih_hcrc;	/* Image Header CRC Checksum	*/
	uint32_t	ih_time;	/* Image Creation Timestamp	*/
	uint32_t	ih_size;	/* Image Data Size		*/
	uint32_t ih_load;       /* Data Load Address加载地址 */ 
     uint32_t ih_ep;        /* Entry Point Address入口地址 */
	uint32_t	ih_dcrc;	/* Image Data CRC Checksum	*/
	uint8_t		ih_os;		/* Operating System		*/
	uint8_t		ih_arch;	/* CPU architecture		*/
	uint8_t		ih_type;	/* Image Type			*/
	uint8_t		ih_comp;	/* Compression Type		*/
	uint8_t		ih_name[IH_NMLEN];	/* Image Name		*/
} image_header_t;

$\color{#0000FF}{2、下载地址，加载地址，入口地址，移植内核重点}$

$\color{#00FF00}{下载地址}$

我们在uboot环境变量里面一般会有这么一句，
$\color{#FF0000}{boocmd = movi read kernel 0x46000000 , bootm 0x46000000}$

它的意思就是把内核下载（读）到0x46000000地方，0x46000000就是下载地址

$\color{#00FF00}{入口地址，和加载地址}$

typedef struct image_header {

	uint32_t ih_load;       /* Data Load Address加载地址 */ 
     uint32_t ih_ep;        /* Entry Point Address入口地址 */
} image_header_t;

编译的时候可以指定加载地址

图中可以看出加载地址 = 入口地址

$\color{#00FF00}{入口地址，和加载地址相同的情况下}$

$\color{#FF0000}{我们知道，uboot在引导linux内核前，会检查下载地址和加载地址是否相同，}$
$\color{#FF0000}{如果不同，就需要把内核拷贝从下载地址拷贝到加载地址，注意，拷贝部分是去了掉头部的zImage，}$
$\color{#FF0000}{如果相同，就不作拷贝}$

1、在加载地址和入口地址相同 且 下载地址和加载地址不同情况下：

此时可以正常启动

2、在加载地址和入口地址相同 且 下载地址和加载地址相同情况下：

此时无法正常启动，因为此时uboot不会去掉头部64字节，如果直接从入口地址（==加载地址）运行肯定会失败，正确的做法就是不要让下载地址和加载地址相同

$\color{#FF0000}{注意：下载地址和加载地址不同时，两个地址差值尽量大一点，}$

$\color{#FF0000}{否知在uboot重新定位内核的时候可能会出现覆盖的情况}$

$\color{#00FF00}{入口地址，加载地址不相同的情况下}$

图片来源：https://www.cnblogs.com/Oude/p/12217750.html

1、入口地址和加载地址不同（正常是相差64直接），下载地址和加载地址相同

正常启动，因为此时uboot不会去掉头部也不做拷贝，然后正好从加载地址+64字节的入口地址启动内核

2、入口地址和加载地址不同，下载地址和加载地址不同的情况

无法正常启动，因为此时uboot会去掉头部64字节拷贝到加载地址，但是去掉64字节已经就是zImage了，在从加载地址+64字节地方启动就不是正在的入口地址了

$\color{#00FF00}{入口地址，加载地址修改方式}$

/tools/mkimage.c解析

-A ==> set architecture to ‘arch’

-O ==> set operating system to ‘os’

-T ==> set image type to ‘type’ “kernel或是ramdisk”

-C ==> set compression type ‘comp’

$\color{#FF0000}{-a ==> set load address to 'addr' (hex) 指定加载地址}$

$\color{#FF0000}{-e ==> set entry point to 'ep' (hex) 指定内核入口运行地址}$

-n ==> set image name to ‘name’

-d==> use image data from ‘datafile’

-x ==> set XIP (execute in place，即不进行文件的拷贝，在当前位置执行)

vim ./scripts/Makefile.lib 修改Makfile.lib文件

编译信息如下：
说明上面的改法是对的

$\color{#0000FF}{3、uboot引导uImage过程}$

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​​

int do_bootm(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
{
#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
	static int relocated = 0;

	return do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv, BOOTM_STATE_START |
		BOOTM_STATE_FINDOS | BOOTM_STATE_FINDOTHER |
		BOOTM_STATE_LOADOS |
#ifdef CONFIG_SYS_BOOT_RAMDISK_HIGH
		BOOTM_STATE_RAMDISK |
#endif
#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_MIPS)
		BOOTM_STATE_OS_CMDLINE |
#endif
		BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |
		BOOTM_STATE_OS_GO, &images, 1);
}

bootm_start(cmdtp, flag, argc, argv); 对内核头部分析

bootm_find_other(cmdtp, flag, argc, argv); 查找内存中是否有设备树文件或者是文件系统

bootm_load_os(images, &load_end, 0); 加载内核到加载地址处，如果下载地址和加载地址相同则不需要加载

int do_bootm_states(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[],
		    int states, bootm_headers_t *images, int boot_progress)
{
	
	if (states & BOOTM_STATE_START)
		ret = bootm_start(cmdtp, flag, argc, argv);

	if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FINDOS))
		ret = bootm_find_os(cmdtp, flag, argc, argv);

	if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FINDOTHER))
		ret = bootm_find_other(cmdtp, flag, argc, argv);  //包括查找设备树，和文件系统

	/* Load the OS */
	if (!ret && (states & BOOTM_STATE_LOADOS)) {
	
		ret = bootm_load_os(images, &load_end, 0);   
	
	}

	/* Relocate the ramdisk */
#ifdef CONFIG_SYS_BOOT_RAMDISK_HIGH
	if (!ret && (states & BOOTM_STATE_RAMDISK)) {

		ret = boot_ramdisk_high(&images->lmb, images->rd_start,
	
		}
	}
#endif
#if IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && defined(CONFIG_LMB)
	if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FDT)) {
		boot_fdt_add_mem_rsv_regions(&images->lmb, images->ft_addr);
		ret = boot_relocate_fdt(&images->lmb, &images->ft_addr,
					&images->ft_len);         //设备树方式启动
	}
#endif

	/* From now on, we need the OS boot function */
	if (ret)
		return ret;
	boot_fn = bootm_os_get_boot_func(images->os.os);
    
     
		ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_PREP, argc, argv, images);  //调用do_bootm_linux函数跳转
	}

}

int do_bootm_linux(int flag, int argc, char * const argv[],
		   bootm_headers_t *images)
{
	
	boot_prep_linux(images);
	boot_jump_linux(images, flag);
	return 0;
}

$\color{#FF0000}{kernel_entry 传递参数启动内核}$

static void boot_jump_linux(bootm_headers_t *images, int flag)
{
#ifdef CONFIG_ARM64
	void (*kernel_entry)(void *fdt_addr, void *res0, void *res1,
			void *res2);
	int fake = (flag & BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO);

	kernel_entry = (void (*)(void *fdt_addr, void *res0, void *res1,
				void *res2))images->ep;    //得到入口函数地址


if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && images->ft_len)
		r2 = (unsigned long)images->ft_addr;  //得到设备树地址
	else
		r2 = gd->bd->bi_boot_params;

			kernel_entry(0, machid, r2);  //给内核传递三个参数，机器码，设备树地址
	}
#endif
}