Linux系統移植⑨：uboot啟動流程詳解-bootz啟動Linux過程
bootz 是 U-Boot 中用于啟動 Linux 內核的命令，專為處理 zImage（壓縮內核映像） 設計。
啟動 Linux 的完整過程：
1. 加載內核與相關文件
U-Boot 先將以下文件加載到內存指定地址：
- zImage：壓縮的 Linux 內核映像（位于內存地址
KERNEL_ADDR）。 - 設備樹二進制文件（DTB）：硬件描述文件（位于
FDT_ADDR）。 - initramfs（可選）：初始內存文件系統（位于
INITRD_ADDR）。
2. 執行 bootz 命令
bootz [內核地址] [initramfs地址]:[大小] [設備樹地址]
-
啟動命令：
bootz ${KERNEL_ADDR} ${INITRD_ADDR}:${INITRD_SIZE} ${FDT_ADDR}若無需 initramfs：
bootz ${KERNEL_ADDR} - ${FDT_ADDR}
3. zImage 自解壓
- U-Boot 跳轉到
KERNEL_ADDR，執行 zImage 頭部的小型解壓程序。 - 解壓程序將內核解壓到預設的 物理內存地址（如 ARM 架構通常為
0x8000）。
4. 傳遞啟動參數
U-Boot 通過寄存器/設備樹傳遞關鍵參數：
| 架構 | 寄存器 | 參數說明 |
|---|---|---|
| ARM | r0 | 0（保留） |
r1 | 機器 ID（舊）或 0xFFFFFFFF（新） | |
r2 | 設備樹地址（FDT_ADDR） | |
| RISC-V | a0 | 設備樹地址 |
a1 | 0（保留） |
設備樹（DTB） 包含 CPU、內存、外設等硬件信息，內核據此初始化硬件。
5. 內核初始化
Linux 內核接管后執行：
- 硬件初始化：基于 DTB 設置 CPU、內存控制器、時鐘等。
- 驅動加載：識別并初始化存儲、網絡等設備驅動。
- 掛載根文件系統：
- 若有 initramfs，將其作為臨時根文件系統。
- 否則直接掛載
root=參數指定的文件系統（如/dev/mmcblk0p2）。
6. 用戶空間啟動
- 內核啟動第一個用戶進程
/init（位于 initramfs 或根文件系統）。 init進程加載系統服務（如 systemd 或 SysVinit）。- 最終進入登錄界面或指定應用。
關鍵依賴
- zImage 格式：必須為
gzip壓縮的Image文件（非 uImage）。 - 設備樹支持：現代內核強制要求 DTB（無 DTB 的內核無法啟動）。
- 地址對齊：內核/DTB 的加載地址需符合 CPU 架構要求（如 ARM 需 4KB 對齊）。
do_bootz源碼如下：
其內部主要函數調用關系如下：
do_bootz
-> bootz_start
-> do_bootm_states 階段為BOOTM_STATE_START
-> bootm_start 對images全局變量清零，
-> images->ep = 0X80800000
->bootz_setup 判斷zImage是否正確
-> bootm_find_images
-> boot_get_fdt 找到設備樹，然后將設備樹起始地址和長度，寫入到images的ft_addr和ft_len成員變量中。
-> bootm_disable_interrupts 關閉中斷相關
-> images.os.os = IH_OS_LINUX; 表示要啟動Linux系統
-> do_bootm_states 狀態BOOTM_STATE_OS_PREP 、BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO 、BOOTM_STATE_OS_GO,
-> bootm_os_get_boot_func 查找Linux內核啟動函數。找到Linux內核啟動函數do_bootm_linux，賦值給boot_fn。
-> boot_fn(BOOTM_STATE_OS_PREP, argc, argv, images); 就是do_bootm_linux。
-> boot_prep_linux 啟動之前的一些工作，對于使用設備樹來說，他會將Bootargs傳遞給Linux內核，通過設備樹完成。也就是向Linux內核傳參。
-> boot_selected_os BOOTM_STATE_OS_GO, do_bootm_linux
-> do_bootm_linux，BOOTM_STATE_OS_GO
-> boot_jump_linux
-> machid= gd->bd->bi_arch_number;
-> void (kernel_entry)(int zero, int arch, uint params);
-> kernel_entry = (void ()(int, int, uint))images->ep; 0X80800000。
-> announce_and_cleanup 輸出Starting kernel……
-> kernel_entry(0, machid, r2); 啟動Linux內核。 Uboot的最終使命，啟動Linux內核。
)
