Uboot中控制台的前期初始化

来源：互联网发布：邱泽知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/04 23:40

在u-boot完成第一阶段基本的硬件初始化、重定位代码、建立堆栈，清除bss段后，将会跳转到start_armboot中执行.这是u-boot

执行的第一段C语言代码，完成系统的初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。

在这个初始化过程中，start_armboot首先会根据结构体变量init_sequence[]定义的顺序执行初始化的工作，下面以U-Boot

2009.08-rc1中S3C44B0为例分析与控制台相关的初始化工作。

1 控制台的前期初始化

在start_armboot中执行serial_init初始化串口后，将会调用console_init_f进行控制台前期的初始化操作，这时候标准设备还没有

初始化，于是使用串口作为控制台的输入输出。console_init_f执行如下语句：

gd->have_console = 1;

gd是全局结构体变量，成员have_console=1表明将串口作为控制台的输入输出设备。

2 设备初始化

在完成控制台的前期初始化工作后，将会初始化设备表，并按编译选项注册特定的设备到设备列表中，这里用到一个重

要的结构体变量：

struct stdio_dev {

int flags; /* Device flags:input/output/system */

int ext; /* Supported extensions */

char name[16]; /* Device name */

int (*start) (void); /* To start the device */

int (*stop) (void); /* To stop the device */

void (*putc) (const char c); /* To put a char */

void (*puts) (const char *s); /* To put a string (accelerator) */

void *priv; /* Private extensions */

struct list_head list;

};

struct list_head {

struct list_head *next, *prev;

};

结构体stdio_dev为创建的设备表的类型定义，其成员函数将在下面用到的地方加以说明。这个过程会进入common/stdio.c中调用

stdio_init()函数。

39 static struct stdio_dev devs;

204 int stdio_init (void)

205 {

......

217 /* Initialize the list */

218 INIT_LIST_HEAD(&(devs.list));

219

......

238 drv_system_init ();

239 #ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI

240 serial_stdio_init ();

241 #endif

......

252 return (0);

253 }

在218行以devs.list为参数，初始化设备列表。这里的devs.list是一个struct list_head 类型的双向链表，初始化

的操作就是将(devs.list)->next和(devs.list)->prev都指向devs.list本身。初始化设备列表后，将会根据所定义

宏变量将指定的设备作为输入输出设备注册到设备列表中。默认情况下会调用drv_system_init()函数将串口设备

到devs中。

71 static void drv_system_init (void)

72 {

73 struct stdio_dev dev;

75 memset (&dev, 0, sizeof (dev));

77 strcpy (dev.name, "serial");

78 dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;

......

85 dev.putc = serial_putc;

86 dev.puts = serial_puts;

87 dev.getc = serial_getc;

88 dev.tstc = serial_tstc;

90 stdio_register (&dev);

......

105 }

将串口名，串口的输入输出函数的指针都传递给dev相应的成员变量，并置设备标志dev.flags。接着调用

stdio_register (&dev)函数进行注册。

153 int stdio_register (struct stdio_dev * dev)

154 {

155 struct stdio_dev *_dev;

156

157 _dev = stdio_clone(dev);

158 if(!_dev)

159 return -1;

160 list_add_tail(&(_dev->list), &(devs.list));

161 return 0;

162 }

stdio_clone(dev)函数首先申请sizeof(stdio_dev)大小的动态内存空间并返回起始地址_dev，然后将dev中的

内容拷贝到_dev对应的成员变量中，注册的最后一步激将调用list_add_tail函数，这里所做所做的插入操作是通

过dev的list的prev和next将_dev和初始化的devs链接起来，形成一个双向的循环链表。如下图所示：左上为初始

化后的状态，右上为注册的串口设备的结构体_dev,下面为加入注册后设备列表的情况。至此完成设备的初始化和

设备的注册。

3 控制台的后期初始化

这个过程调用console_init_r()函数，主要完成的工作将扫描设备表中注册的设备，并将扫描到得设备和控制台绑定，

以从特定的设备完成输入输出。下面分析其具体过程：

651 int console_init_r(void)

652 {

......

655 struct list_head *list = stdio_get_list();

......

667

668 /* Scan devices looking for input and output devices */

669 list_for_each(pos, list) {

670 dev = list_entry(pos, struct stdio_dev, list);

671

672 if ((dev->flags & DEV_FLAGS_INPUT) && (inputdev == NULL)) {

673 inputdev = dev;

674 }

675 if ((dev->flags & DEV_FLAGS_OUTPUT) && (outputdev == NULL)) {

676 outputdev = dev;

677 }

678 if(inputdev && outputdev)

679 break;

680 }

682 /* Initializes output console first */

683 if (outputdev != NULL) {

684 console_setfile(stdout, outputdev);

685 console_setfile(stderr, outputdev);

690 }

691

692 /* Initializes input console */

693 if (inputdev != NULL) {

694 console_setfile(stdin, inputdev);

698 }

700 gd->flags |= GD_FLG_DEVINIT;

首先调用stdio_get_list()取得设备列表，返回devs.list的指针。接着调用宏list_for_each(pos, list)，它是

一个for循环

193 #define list_for_each(pos, head) \

194 for (pos = (head)->next, prefetch(pos->next); pos != (head); \

195 pos = pos->next, prefetch(pos->next))

prefetch(x)为1不用考虑，这里就是根据devs.list扫描设备表，因为前面在注册设备时也是通过devs.list的prev

和next添加设备到设备列表的。进入循环后调用list_entry()将pos当前地址减去list字段在devs中的偏移量得到dev

的起始地址，接着判断扫描到的设备的flags字段，如果置了输入输出标志则将扫描到的设备作为输入输出设备。输入输

出设备找到后退出循环，否则将扫描整个设备列表都没有找到可用的设备为止。

当找到可用的输入输出设备后，程序将会执行console_setfile()函数，将搜到的设备指针赋给标准I/O数组,完成控制

台的初始化。

77 switch (file) {

78 case stdin:

79 gd->jt[XF_getc] = dev->getc;

80 gd->jt[XF_tstc] = dev->tstc;

81 break;

82 case stdout:

83 gd->jt[XF_putc] = dev->putc;

84 gd->jt[XF_puts] = dev->puts;

85 gd->jt[XF_printf] = printf;

86 break;

87 }

88 break;

最后置gd->flag标志GD_FLG_DEVINIT。这个标志影响putc，getc函数的实现，未定义此标志时直接由串口

serial_getc,serial_putc实现，定义以后通过标准设备数组中的 putc和getc来实现IO。

因此使用devlist，标准I/O可以更灵活地实现标准IO重定向，任何可以作为标准IO的设备，都可以对应一个stdio_dev的结构体变

量，只需要实现getc和putc等函数，就能加入到设备列表中去，也就可以被assign为标准IO设备数组中去。

如函数 int console_assign (int file, char *devname); 这个函数功能就是把名为devname的设备重定向为标准IO文件file，其执行