嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植詳解（六）

1. tftp服務的安裝與配置及測試；
2. nfs服務的安裝與配置及測試；
3. u-boot到kernel的參數傳遞(重點)。

我們知道使用tftp下載內核和使用nfs掛載文件系統的好處是，當我們重新編譯內核或文件系統后不用重新把這些鏡像文件再燒錄到flash上，而是把這些鏡像文件放到開發主機的tftp或nfs服務的主目錄下，通過網絡來加載他們，不用頻繁的往flash上燒，這樣一可以保護flash的使用壽命，二可以方便的調試內核或文件系統，提高開發效率?？梢?，讓u-boot實現這個功能是一件很有意義的事情。

實現這樣的功能很簡單，網上也有很多資料。但有很多細節的東西如果稍不注意就導致失敗，這里就結合本人實現的過程進行講述和一些問題的分析。

• tftp服務的安裝與配置及測試

要使用tftp服務及測試它要安裝兩個軟件包，一個就是tftp服務器，另外一個就是tftp客戶端，這里安裝客戶端只是用于在主機本地測試tftp服務器是否正常運行的，來確保u-boot能夠訪問tftp服務(u-boot中已有tftp客戶端的功能，其實在前面幾篇中都已經使用了tftp下載內核或文件系統到開發板上，如果那里都做到了，這里就可以直接跳過)。

首先使用rpm命令查看你的主機上是否已經安裝了tftp服務器和客戶端，如果沒有安裝就去下載這兩個軟件包進行安裝或者可以使用yum命令進行在線安裝，yum會自動的去搜索適合你主機平臺的最新軟件包進行下載安裝，如果主機已經安裝了，則會提示軟件包已經安裝了最新的版本。如下圖所示：

配置tftp服務器，主要是配置tftp的主目錄及訪問權限。因tftp服務依賴于xinetd服務，所以一般tftp服務安裝好后其配置文件一般會在/etc/xinetd.d/目錄下：

創建剛才指定的tftp服務器主目錄，也要注意主目錄的可讀可寫的權限：

啟動和測試tftp服務：

• nfs服務的安裝與配置及測試

以root的身份在控制臺輸入setup，在系統服務選項中選中nfs服務，如下圖：

配置NFS服務器的共享主目錄，也要注意權限問題：

測試NFS服務是否正常。將事先準備好的文件系統放到NFS主目錄下，如下：

可以看到/mnt目錄下的內容和NFS主目錄/home/filesystem下的內容完全一致，說明NFS服務正常：

• u-boot到kernel的參數傳遞

我們知道，在kernel配置選項Boot options中有一個Default kernel command string參數項，而在u-boot參數中也有一個bootargs參數項，他們都是供內核啟動用的，那他們又有什么區別呢，內核啟動時到底是用哪一個呢？兩種參數項分別如下圖所示(kernel中的參數指定是從開發板Flash分區上掛載文件系統，u-boot中的參數指定的是從NFS掛載文件系統)：

那么，u-boot是如果將參數信息傳遞到內核中的呢？而內核又是怎么接收u-boot傳遞過來的參數呢？這就涉及到一點點ARM寄存器的知識了。

我們知道，ARM有7種工作模式和37個寄存器(31個通用寄存器和6個狀態寄存器)，如下圖：

ARM工作模式之間的轉換就是利用這些寄存器進行，而u-boot參數的傳遞也利用了三個通用寄存器R0、R1和R2。關于ARM工作模式和寄存器在這里就不做講敘了，以后再講，這里你就理解成u-boot在啟動的時候把參數存放到這三個寄存器中，到內核啟動時再把寄存器中的參數取出，當然，他們并不是就這樣簡單的操作。下面我們看代碼一一分析。

首先，我們來分析一下u-boot是怎樣處理和發送要傳遞的參數，而u-boot要傳遞的參數又有哪些呢？除了我們最容易知道的bootargs(即內核commandline)參數項外，要傳遞的參數還有MACH_TYPE(即我們所說的機器碼)、系統根設備信息(標志，頁面大小)、內存信息(起始地址，大小)、RAMDISK信息(起始地址，大小)、壓縮的RAMDISK根文件系統信息(起始地址，大小)。由此可見要傳遞的參數很多，這時候，u-boot就提供一種叫做參數鏈表(tagged list)的方式把這些參數組織起來，鏈表結構體定義在：include/asm-arm/setup.h中，而實現鏈表的組織在lib_arm/bootm.c中：

我們可以看到，鏈表的組織是由一系列函數實現，u-boot規定，鏈表必須以ATAG_CORE標記開始，以ATAG_NONE標記結束，中間就是一些參數標記項，這點從代碼中可以體現出來。那么在這些函數中有一個bd的參數是至關重要的，它是一個bd_info類型的結構體，定義在include/asm-arm/u-boot.h中，而這個結構體又被一個global_data類型的結構體所引用，定義在include/asm-arm/global_data.h中，如下：

那么，那個bd參數到底是做什么用的呢？從定義中可以得知，bd記錄了機器碼、u-boot參數鏈表在內存中的地址等信息，那又問，它在什么地方進行記錄的呢？它就在我們自己開發板初始化代碼中記錄的，如：board/samsung/my2440/my2440.c中

注意：bd_t被gd_t所引用，而在global_data.h中我們可以看到，u-boot定義了一個gd_t的全局指針變量*gd，所以在這里就可以直接使用gd來設置bd了。

好了，我們還是接著分析這個參數鏈表是如何被傳遞的，組織參數鏈表的系列函數在一個叫do_bootm_linux的函數中被調用的，還是定義在lib_arm/bootm.c中

從這個函數中我們可以看到，要使參數傳遞生效必須需要CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS和CONFIG_CMDLINE_TAG這兩個宏的支持，所以需要在include/configs/my2440.h中定義它們。原來我就是沒定義它們，在使用NFS掛載文件系統時就出現問題。同時，theKernel這個函數指針是u-boot參數傳遞的至關點，我們知道，函數在內存中執行的時候其實就是一個地址，而在代碼中首先將這個函數指針指向kernel的入口地址，最后還將0、機器碼和u-boot參數項在內存中的地址帶給這個入口地址，故執行這個入口地址的時候即kernel啟動的時候可以有這三個參數進行接收。那么，這個入口地址(kernel啟動地址或者說kernel入口地址)是怎么來的是誰指定的，又是多少呢？看代碼，是從一個bootm_headers_t類型的結構體的成員ep取得的，而這個結構體是從調用do_bootm_linux的地方傳遞過來的。bootm_headers_t定義在include/image.h中，do_bootm_linux在common/cmd_bootm.c中被調用，如下：

呵呵，相信此時的你撥云見日，茅塞頓開了吧！這個入口地址就是0x30008000，這也正是為什么u-boot一定要使用uImage的格式來啟動內核的原因之一。注意：這里有個kernel入口地址0x30008000，在上面還提到一個u-boot參數鏈表在內存中的地址0x30000100，試想如果這里指定的kernel入口地址覆蓋了參數鏈表的地址會怎么樣？

好了，把上面每個步驟從下往上看就可以知道u-boot參數項在u-boot端的傳遞的整個流程了，那么，接下來再分析u-boot參數項在kernel端是怎樣接收的。

首先，將u-boot傳遞過來的r1(機器碼)、r2(參數鏈表在內在中的物理地址)分別保存到ARM寄存器r7、r8中，再將r7作為參數傳遞給解壓函數decompress_kernel()，在這個解壓函數中再將r7傳遞給全局變量__machine_arch_type，然后在跳轉到vmlinux入口之前再將r7、r8還原到r1、r2中。

在arch/arm/kernel/head.S文件中，內核vmlinux入口的部分代碼如下：

最后就打開MMU，并跳轉到 init/main.c的start_kernel（）初始化系統。函數start_kernel（）的部分代碼如下：

函數setup_arch在arch/arm/kernel/setup.c中實現，部分代碼如下：

• tftp下載內核和nfs掛載文件系統

好了，上面tftp服務和nfs服務都已經準備好了，u-boot到kernel的參數傳遞也沒問題了，接下來就設置一下u-boot環境變量中的參數項和kernel的配置選項使之能使用tftp自動下載kernal和通過網絡自動掛載nfs文件系統。u-boot環境變量設置如下：

bootcmd參數項就是使用tftp把主機tftp主目錄下的uImage下載到開發板SDRAM中的0x31000000位置，接著使用bootm命令執行引導內核啟動。

而bootargs參數項就是內核啟動的命令行參數，u-boot就是把這個參數項傳遞給了內核，通過nfs掛載文件系統。這里一定要注意serverip和ipaddr的設置(即服務器IP或者開發主機IP和開發板的IP)。另外要注意，內核要能使用nfs也要配置相應的選項，如下：

運行結果如下：

a. tftp下載內核，并引導內核啟動：

b. u-boot傳遞的命令行參數被內核所接收：

c. 內核通過nfs掛載文件系統：

d.查看掛載的nfs文件系統，發現完全與主機nfs服務器主目錄中的文件系統一致，說明成功！