u-boot启动过程源码分析之第一阶段（S3C24XX系列）

本文章以u-boot-2008-10为分析对象

1.bootloader两阶段功能

 bootloader启动可以分为单阶段，多阶段两种，通常多阶段能提供更复杂的功能以及更好的移植性，这里主要讨论两阶段的启动

  一般第一阶段使用汇编来实现，它完成一些依赖于CPU体系结构的初始化，并调用第二阶段的代码；

 第二阶段通常使用C语言来实现，实现更复杂的功能，更好的可读性和可移植性

（1）bootloader第一阶段的功能

• 硬件设备初始化（如关闭watchdog，关中断，设置CPU时钟，RAM初始化等）
• 为第二阶段代码准备RAM空间
• 复制第二阶段到RAM空间
• 设置栈stack
• 跳转到第二阶段的C入口点

（2）bootloader第二阶段功能

• 初始化本阶段要使用的硬件设备
• 检测系统内训映射（内存大小，地址空间）
• 将内核映像和根文件系统映像从flash读到RAM空间中
• 设置内核启动参数
• 调用内核

flash内核映像有可能经过压缩，在读到ram空间还需要进行解压缩，对于有自解压功能的内核，是不需要bootloader来解压

内核的交互是bootloader将参数放在某个指定地址，再启动内核，还规定了参数的结构为标记列表，标记列表以ATAG_CORE开始，以ATAG_NONE结束

标记的数据结构为tag，它有tag_header，union组成

2.连接脚本u-boot.lds

在分析源码前，先看连接脚本（\board\smdk2410\u-boot.lds）

SECTIONS{. = 0x00000000;. = ALIGN(4);.text      :{  cpu/arm920t/start.o(.text)  *(.text)}. = ALIGN(4);.rodata : { *(.rodata) }. = ALIGN(4);.data : { *(.data) }. = ALIGN(4);.got : { *(.got) }. = .;__u_boot_cmd_start = .;.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }__u_boot_cmd_end = .;. = ALIGN(4);__bss_start = .;.bss (NOLOAD) : { *(.bss) }_end = .;}

连接脚本指定运行地址为0，依次为代码段（text）、rodata段、数据段（data）、got段、命令段（u_boot_cmd）、bss段

先补习各段含义：

bss段：（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。

数据段：（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。

代码段：（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

堆（heap）：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

栈(stack)：栈又称堆栈， 是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。 

 总结如下：

  堆栈段在程序运行后才正式存在，是程序运行的基础

.bss段存放的是未初始化的全局变量和静态变量

.text段存放的是程序中的可执行代码

.data段保存的是那些已经初始化了的全局变量和静态变量
 .rodata段存放程序中的常量值，如字符串常量

静态存储区通常指程序中的.bss和.data段

只读区通常指程序中的.rodata段

局部变量所占空间为栈上空间

动态空间为堆中的空间

程序可执行代码存放于.text段