【linux】U-BOOT与linux kernel通信: struct tag
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u-boot与linux通信格式
如上图，开机时执行u-boot, u-boot引导完后，就是交给linux系统了，但是linux需要一些基本信息，如内存大小，启动方式等，这就涉及到u-boot和linux通信。
而通信格式由linux规定了，以其中atag格式举例，详情查阅Documentation/arm/Setup
格式结构体为struct tag： 定义在 Setup.h (src\arch\arm\include\uapi\asm):147
struct tag {
struct tag_header hdr;
union {
struct tag_core core;
struct tag_mem32 mem;
struct tag_videotext videotext;
struct tag_ramdisk ramdisk;
struct tag_initrd initrd;
struct tag_serialnr serialnr;
struct tag_revision revision;
struct tag_videolfb videolfb;
struct tag_cmdline cmdline;
/*
* Acorn specific
*/
struct tag_acorn acorn;
/*
* DC21285 specific
*/
struct tag_memclk memclk;
} u;
};
u-boot会按照上述格式，在内存中划分一块atag参数区域，对该区域进行赋值。此处不对u-boot做讨论，后面在专门写文章。当赋值完成后，将cpu初始化成 MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0, r1 = machine nr, r2 = atags or dtb pointer，跳转到linux代码起始处。
Linux atag参数解析流程
Linux代码执行后，在第一阶段(start_kernel函数之前)，会验证该区域正确性(bl __vet_atags)。
进入第二阶段后(start_kernel函数之后)：会开始真正解析atag参数，并赋值给相应的变量。
Init.h (src\include\linux) :中定义了大部分的 section,比较重要的有
#define __init __section(.init.text) __cold notrace
#define __initdata __section(.init.data)
#define __initconst __constsection(.init.rodata)
#define __exitdata __section(.exit.data)
#define __exit_call __used __section(.exitcall.exit)
流程：start_kernel →setup_arch→setup_machine_tags→parse_tags→parse_tag
在setup_arch中调用：
mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer, __machine_arch_type);
__atags_pointer定义为： unsigned int __atags_pointer __initdata;
__atags_pointer初始化： 在 head-common.S (src\arch\arm\kernel)中:
__mmap_switched:
adr r3, __mmap_switched_data
ldmia r3!, {r4, r5, r6, r7}
……………………
ARM( ldmia r3, {r4, r5, r6, r7, sp})
…………………….
str r2, [r6] @ Save atags pointer
……………………
.type __mmap_switched_data, %object
__mmap_switched_data:
.long __data_loc @ r4
.long _sdata @ r5
.long __bss_start @ r6
.long _end @ r7
.long processor_id @ r4
.long __machine_arch_type @ r5
.long __atags_pointer @ r6
在函数 setup_machine_tags中有：
if (__atags_pointer)
tags = phys_to_virt(__atags_pointer);
else if (mdesc->atag_offset)
tags = (void *)(PAGE_OFFSET + mdesc->atag_offset);
得到tags = phys_to_virt(__atags_pointer); 见下图：
→parse_tags(tags);
static void __init parse_tags(const struct tag *t)
{
for (; t->hdr.size; t = tag_next(t))
if (!parse_tag(t))
printk(KERN_WARNING
"Ignoring unrecognised tag 0x%08x\n",
t->hdr.tag);
}
static int __init parse_tag(const struct tag *tag)
{
extern struct tagtable __tagtable_begin, __tagtable_end;
struct tagtable *t;
for (t = &__tagtable_begin; t < &__tagtable_end; t++)
if (tag->hdr.tag == t->tag) {
t->parse(tag);
break;
}
return t < &__tagtable_end;
}
上述__tagtable_begin， __tagtable_end在src\arch\arm\kernel\vmlinux.lds
中定义：
.init.tagtable : {
__tagtable_begin = .;
*(.taglist.init)
__tagtable_end = .;
}
Setup.h (src\arch\arm\include\asm)可以看到.taglist.init段定义：
#define __tag __used __attribute__((__section__(".taglist.init")))
#define __tagtable(tag, fn) \
static const struct tagtable __tagtable_##fn __tag = { tag, fn }
atags_parse.c (src\arch\arm\kernel) 中：有
__tagtable(ATAG_CORE, parse_tag_core);
__tagtable(ATAG_SERIAL, parse_tag_serialnr);等。
综上：parse_tags是依次处理每个struct tag, 对每个struct tag，扫描__tagtable_begin到__tagtable_end之间的struct tagtable，一旦对象的tag相等，则调用struct tagtable的parse, 具体为函数parse_tag_core, parse_tag_serialnr等函数。
u-boot命令行bootargs处理
http://blog.csdn.net/xiayulewa/article/details/45191679中有说过, u-boot可以通过
setenv bootargs root=/dev/ram0 initrd=0x32000000,0x200000 rootfstype=ext2 console=ttySAC0,57600 init=/linuxrc ip=192.168.1.3
给linux传递参数，详细的过程不说，经过上述讨论，知道u-boot和linux是以atag方式通信的，实际阅读u-boot源代码的确如此，上述红色部分会以ATAG_CMDLINE的方式传递。
在Atags_parse.c (src\arch\arm\kernel) 中有：
__tagtable(ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline);
parse_tag_cmdline设置了default_command_line数组。
而在setup_machine_tags函数中，
char *from = default_command_line;
.............
/* parse_early_param needs a boot_command_line */
strlcpy(boot_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE);
又将default_command_line拷贝到boot_command_line数组
boot_command_line数组处理流程为：
start_kernel→parse_early_param(boot_command_line已经被setup_machine_tags函数赋值)
→parse_early_options→parse_args→parse_one→handle_unknown(param, val, doing)即do_early_param函数
/* Check for early params. */
static int __init do_early_param(char *param, char *val, const char *unused)
{
const struct obs_kernel_param *p;
for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
(strcmp(param, "console") == 0 &&
strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
) {
if (p->setup_func(val) != 0)
pr_warn("Malformed early option '%s'\n", param);
}
}
/* We accept everything at this stage. */
return 0;
}
在src\arch\arm\kernel\vmlinux.lds中有：
__setup_start = .; *(.init.setup) __setup_end = .;
而在Init.h (src\include\linux) 中，有.init.setup段的定义：
#define __setup_param(str, unique_id, fn, early) \
static const char __setup_str_##unique_id[] __initconst \
__aligned(1) = str; \
static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id \
__used __section(.init.setup) \
__attribute__((aligned((sizeof(long))))) \
= { __setup_str_##unique_id, fn, early }
以串口处理为例：Printk.c (src\kernel)中有
__setup("console=", console_setup);
console=xxx串口名字为何必须为ttySAC
前面已经讨论到__setup("console=", console_setup);了，当内核参数中有console=xxx时，便会执行
console_setup→__add_preferred_console
__add_preferred_console函数中有：
for (i = 0; i < MAX_CMDLINECONSOLES && console_cmdline[i].name[0]; i++)
if (strcmp(console_cmdline[i].name, name) == 0 &&
console_cmdline[i].index == idx) {
if (!brl_options)
selected_console = i;
return 0;
}
.........
c = &console_cmdline[i];
strlcpy(c->name, name, sizeof(c->name));
c->options = options;
此时console_cmdline[i].name还未初始化，为空字符串，循环结束时i = 0。最后将console=xxx中的xxx赋值给console_cmdline[0].name。
接下来，start_kernel→console_init
void __init console_init(void)
{
initcall_t *call;
/* Setup the default TTY line discipline. */
tty_ldisc_begin();
/*
* set up the console device so that later boot sequences can
* inform about problems etc..
*/
call = __con_initcall_start;
while (call < __con_initcall_end) {
(*call)();
call++;
}
}
在src\arch\arm\kernel\vmlinux.lds中有：
__con_initcall_start = .; *(.con_initcall.init) __con_initcall_end = .;
在Init.h (src\include\linux)中，有.con_initcall.init段定义。
#define console_initcall(fn) \
static initcall_t __initcall_##fn \
__used __section(.con_initcall.init) = fn
在Samsung.c (src\drivers\tty\serial)中有：
console_initcall(s3c24xx_serial_console_init);
故综上：有start_kernel→console_init→s3c24xx_serial_console_init→register_console(&s3c24xx_serial_console);
其中有代码：
/*
* See if this console matches one we selected on
* the command line.
*/
for (i = 0; i < MAX_CMDLINECONSOLES && console_cmdline[i].name[0];
i++) {
if (strcmp(console_cmdline[i].name, newcon->name) != 0)
continue;
……………..
由此可见，只有s3c24xx_serial_console.name和console_cmdline[i].name的名字一样，console才能被正常初始化。
而
static struct console s3c24xx_serial_console = {
.name = S3C24XX_SERIAL_NAME,
……….
#define S3C24XX_SERIAL_NAME "ttySAC"
综上：console=xxx串口名字必须为ttySAC，使用方式为下面红色部分标注的：
setenv bootargs root=/dev/ram0 initrd=0x32000000,0x200000 rootfstype=ext2 console=ttySAC0,57600 init=/linuxrc ip=192.168.1.3
posted on 2015-04-23 00:44 embedded_linux 阅读(1859) 评论(0) 编辑 收藏 举报
