基于armv8架構(gòu)來對(duì)u-boot進(jìn)行啟動(dòng)流程分析

本文基于 armv8 架構(gòu)來對(duì) u-boot 進(jìn)行啟動(dòng)流程分析，u-boot版本為2022-01。

1 概述

首先引用wiki上的簡(jiǎn)介：u-boot 是一個(gè)主要用于嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序，可以支持多種不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

u-boot最先是由德國(guó)DENX軟件中心團(tuán)隊(duì)開發(fā)，后續(xù)眾多有志于開放源碼bootloader移植工作的嵌入式開發(fā)人員將各個(gè)不同系列嵌入式處理器的移植工作不斷展開和深入，以支持了更多的嵌入式操作系統(tǒng)的裝載與引導(dǎo)。

選擇u-boot的理由：

開放源碼；支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的引導(dǎo)，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android；支持多個(gè)處理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS；

較高的可靠性和穩(wěn)定性；高度靈活的功能設(shè)置，適合U-Boot調(diào)試、操作系統(tǒng)不同引導(dǎo)要求、產(chǎn)品發(fā)布等；

豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等；

較為豐富的開發(fā)調(diào)試文檔與強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持；

基于以上理由本篇文章對(duì)現(xiàn)在主流的armv8架構(gòu)的u-boot啟動(dòng)流程進(jìn)行詳細(xì)分析，以便所有人快速學(xué)習(xí)和理解u-boot的工作流程。

2 armv8 u-boot的啟動(dòng)

先看arm官網(wǎng)提供的一張圖：

上圖詳細(xì)概括了arm官方推薦的armv8的啟動(dòng)層次結(jié)構(gòu)：

官方將啟動(dòng)分為了BL1，BL2，BL31，BL32，BL33階段，根據(jù)順序，芯片啟動(dòng)后首先執(zhí)行BL1階段代碼，接著驗(yàn)簽啟動(dòng)BL2，BL2根據(jù)具體設(shè)計(jì)啟動(dòng)BL31或者BL33，BL32只有在有BL31時(shí)才可能會(huì)存在并被驗(yàn)簽加載啟動(dòng)。

armv8分為Secure World和Non-Secure World（Normal World），四種異常級(jí)別從高到低分別為EL3，EL2，EL1，EL0。

Secure World就是可以執(zhí)行可信的firmware和app，比如密碼支付，指紋識(shí)別等一系列依賴安全保證的服務(wù)。Non-Secure World就是我們常見的u-boot，linux，qnx等裸機(jī)程序或者操作系統(tǒng)。

EL3具有最高管理權(quán)限，負(fù)責(zé)安全監(jiān)測(cè)和安全模式切換。EL2主要提供了對(duì)虛擬化的支持。EL1是一個(gè)特權(quán)模式，能夠執(zhí)行一些特權(quán)指令，用于運(yùn)行各類操作系統(tǒng)，在安全模式則是可信任OS。EL0是無特權(quán)模式，所有APP應(yīng)用都在EL0。

上圖中的BL1，BL2，BL31，BL32，BL33分別對(duì)應(yīng)如下功能：

BL1：是一切信任的根，一般就是固化在ROM中的一段啟動(dòng)加載代碼，用于引導(dǎo)bl2，并對(duì)bl2進(jìn)行驗(yàn)簽保證可信任執(zhí)行；

BL2：一般是在flash中的一段可信安全啟動(dòng)代碼，它的可信建立在bl1對(duì)它的驗(yàn)證，主要完成一些平臺(tái)相關(guān)的初始化，比如對(duì)ddr的初始化等，并在完成初始化后尋找BL31或者BL33進(jìn)行執(zhí)行；如果找到了BL31則不會(huì)繼續(xù)調(diào)用BL33，如果沒有BL31則BL33必須有；

BL31：BL31不像BL1和BL2是一次性運(yùn)行的，它作為最后一道可信任固件存在，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)通過smc指令陷入EL3調(diào)用系統(tǒng)安全服務(wù)或者在Secure World和Non-Secure World之間進(jìn)行切換；在完成BL31初始化后會(huì)去尋找BL32或者BL33進(jìn)行驗(yàn)簽后加載執(zhí)行；

BL32：OPTee OS + 安全app，它是一個(gè)可信安全的OS運(yùn)行在EL1并在EL0啟動(dòng)可信任APP（上述的指紋驗(yàn)證等app），并在Trust OS運(yùn)行完成后通過smc指令返回BL31，BL31切換到Non-Seucre World繼續(xù)執(zhí)行BL33；

BL33：非安全固件，也就是我們常見的UEFI firmware或者u-boot也可能是直接啟動(dòng)Linux kernel；

啟動(dòng)BL1，BL2，BL31，BL32則是一個(gè)完整的ATF信任鏈建立流程（ARM Trusted Firmware），像常見的PSCI（Power State Coordination Interface）功能則是在ATF的BL31上實(shí)現(xiàn)；

最后一張圖完整展示整個(gè)調(diào)用流程：

BL2根據(jù)是否存在BL31和BL32可選擇性的加載不同firmware；

綜上所述，可知u-boot是一個(gè)運(yùn)行在非安全世界的bootloader，負(fù)責(zé)加載各類操作系統(tǒng)，并提供豐富的驅(qū)動(dòng)接口；并根據(jù)是否存在安全固件還可以進(jìn)行不同的boot流程，如下。

u-boot，u-boot-spl，u-boot-tpl的關(guān)系：對(duì)于一般嵌入式而言只需要一個(gè)u-boot作為bootloader即可，但是在小內(nèi)存，或者有atf的情況下還可以有spl，tpl；

spl：Secondary Program Loader，二級(jí)加載器?

tpl：Tertiary Program Loader，三級(jí)加載器

出現(xiàn)spl和tpl的原因最開始是因?yàn)橄到y(tǒng)sram太小，rom無法在ddr未初始化的情況下一次性把所有代碼從flash，emmc，usb等搬運(yùn)到sram中執(zhí)行，也或者是flash太小，無法完整放下整個(gè)u-boot來進(jìn)行片上執(zhí)行。

所以u(píng)-boot又定義了spl和tpl，spl和tpl走u-boot完全相同的boot流程，不過在spl和tpl中大多數(shù)驅(qū)動(dòng)和功能被去除了，根據(jù)需要只保留一部分spl和tpl需要的功能，通過CONFIG_SPL_BUILD和CONFIG_TPL_BUILD控制；

一般只用spl就足夠了，spl完成ddr初始化，并完成一些外設(shè)驅(qū)動(dòng)初始化，比如usb，emmc，以此從其他外圍設(shè)備加載u-boot，但是如果對(duì)于小系統(tǒng)spl還是太大了，則可以繼續(xù)加入tpl，tpl只做ddr等的特定初始化保證代碼體積極小，以此再次從指定位置加載spl，spl再去加載u-boot。

從目前來看，spl可以取代上圖中bl2的位置，或者bl1，根據(jù)具體廠商實(shí)現(xiàn)來決定，有一些芯片廠商會(huì)將spl固化在rom中，使其具有從emmc，usb等設(shè)備加載u-boot或者其他固件的能力。

當(dāng)然在有atf的情況下可以由atf加載u-boot，或者由spl加載atf，atf再去加載u-boot。甚至在快速啟動(dòng)的系統(tǒng)中可以直接由spl啟動(dòng)加載linux等操作系統(tǒng)而跳過啟動(dòng)u-boot；在上圖中arm官方只是給出了一個(gè)建議的啟動(dòng)信任鏈，具體實(shí)現(xiàn)都需要芯片廠商來決定；

后續(xù)分析啟動(dòng)流程中會(huì)在具有SPL和TPL的地方拓展它們的分叉執(zhí)行路徑盡量把SPL和TPL的功能也一并分析；

3 u-boot源碼整體結(jié)構(gòu)和一些編譯配置方式

3.1 編譯配置方式

u-boot使用了同Linux一樣的編譯配置方式，即使用kbuild系統(tǒng)來管理整體代碼的配置和編譯，通過defconfig來定制各種不同廠商的芯片bootloader二進(jìn)制程序。編譯只需要注意通過環(huán)境變量或者命令行參數(shù)的方式引入一個(gè)交叉編譯工具即可：

CROSS_COMPILE：定義交叉編譯工具鏈，可以是aarch64-linux-gnu-，arm-none-eabi-或者ppc-linux-gnu-等等；u-boot有幾個(gè)配置是需要由對(duì)應(yīng)board配置的。

SYS_ARCH，SYS_CPU，SYS_SOC，SYS_BOARD，SYS_VENDOR，SYS_CONFIG_NAME；一般在board/vendor/board/Kconfig中可全部定義，部分SYS_CPU，SYS_SOC也可以在arch/xxx/Kconfig中定義，根據(jù)這幾個(gè)配置即可確定使用的cpu架構(gòu)，廠商，板級(jí)信息，soc信息。

Makefile會(huì)自動(dòng)根據(jù)上述信息進(jìn)入對(duì)應(yīng)目錄組織編譯規(guī)則，一般如果沒有自己對(duì)應(yīng)的這些board信息，需要自己在對(duì)應(yīng)目錄建立這些Kconfig和在configs中建立defconfig。

在configs目錄中保存了uboot中所有支持的board配置，比如要使用rk3399的evb板的配置信息使用如下方式即可編譯出來：

?

make?CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-?evb-rk3399_defconfig
make

?

如果沒有對(duì)應(yīng)的defconfig可以找一個(gè)與自己板級(jí)信息類似的defconfig生成一個(gè).config，再通過menuconfig來完成自己board的配置，并最后通過savedefconfig保存為自己board的defconfig：

?

make?CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-?evb-rk3399_defconfig
make?menuconfig
make?savedefconfig
cp?defconfig?configs/my_defconfig

?

下面是evb rk3399的定義：

?

CONFIG_SYS_ARCH="arm"
CONFIG_SYS_CPU="armv8"
CONFIG_SYS_SOC="rk3399"
CONFIG_SYS_VENDOR="rockchip"
CONFIG_SYS_BOARD="evb_rk3399"
CONFIG_SYS_CONFIG_NAME="evb_rk3399"

?

根據(jù)CONFIG_SYS_BOARD的定義還會(huì)為每個(gè)源文件自動(dòng)包含include/configs/xxxx.h頭文件，evb rk3399則是include/configs/evb_rk3399.h頭文件。這個(gè)頭文件可在其中定義board的一些關(guān)鍵配置，系統(tǒng)的ram大小，環(huán)境變量的起始地址和大小，GIC基地址，時(shí)鐘頻率，是否開啟看門狗等定義，可根據(jù)具體需求來定義。

u-boot使用Kconfig和include/configs/xxx.h來靈活的確定u-boot編譯流程及最終生成的文件。比如當(dāng)定義CONFIG_SYS_CPU為"armv8"，CONFIG_SYS_ARCH為"arm"時(shí)，即確定了目標(biāo)架構(gòu)為armv8會(huì)自動(dòng)根據(jù)Makefile進(jìn)入對(duì)應(yīng)目錄進(jìn)行編譯鏈接。

3.2 u-boot源碼結(jié)構(gòu)

這里只對(duì)一些常用的目錄進(jìn)行說明：

arch：各種架構(gòu)的啟動(dòng)初始化流程代碼，鏈接腳本等均在此目錄對(duì)應(yīng)的架構(gòu)中存放；

board：包含了大部分廠商的board初始化代碼，基本平臺(tái)化相關(guān)的代碼都在對(duì)應(yīng)的board目錄中，早期的一些board代碼在arch/xxx/xxx-mach中，現(xiàn)在基本不會(huì)放在arch目錄下面了；

cmd：包含了大量實(shí)用的u-boot命令的實(shí)現(xiàn)，比如md，cp，cmp，tftp，fastboot，ext4load等命令的實(shí)現(xiàn)，我們也可以在此處添加自己實(shí)現(xiàn)的命令；

common：包含了u-boot的核心初始化代碼，包括board_f，board_r，spl等一系列代碼；

configs：包含了所有board的配置文件，可直接使用；

drivers：大量驅(qū)動(dòng)代碼的存放處；

dts：編譯生成dtb，內(nèi)嵌dtb到u-boot的編譯規(guī)則定義目錄；

env：環(huán)境變量功能實(shí)現(xiàn)代碼；

fs：文件系統(tǒng)讀寫功能的實(shí)現(xiàn)，里面包含了各類文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)；

include：所有公用頭文件的存放路徑；

lib：大量通用功能實(shí)現(xiàn)，提供給各個(gè)模塊使用；

net：網(wǎng)絡(luò)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)；

scripts：編譯，配置文件的腳本文件存放處；

tools：測(cè)試和實(shí)用工具的實(shí)現(xiàn)，比如mkimage的實(shí)現(xiàn)代碼在此處；

4 u-boot armv8鏈接腳本

在進(jìn)行源碼分析之前，首先看看u-boot的鏈接腳本，通過鏈接腳本可以從整體了解一個(gè)u-boot的組成，并且可以在啟動(dòng)分析中知道某些邏輯是在完成什么工作。

在armv8中，u-boot使用arch/arm/cpu/armv8/u-boot.lds進(jìn)行鏈接。

u-boot-spl和u-boot-tpl使用arch/arm/cpu/armv8/u-boot-spl.lds進(jìn)行鏈接，因?yàn)槊總€(gè)board的情況可能不同，所以u(píng)-boot可以通過Kconfig來自定義u-boot-spl.lds和u-boot-tpl.lds。

4.1 u-boot.lds

?

/*?SPDX-License-Identifier:?GPL-2.0+?*/
/*
?*?(C)?Copyright?2013
?*?David?Feng?
?*
?*?(C)?Copyright?2002
?*?Gary?Jennejohn,?DENX?Software?Engineering,?
?*/

#include?
#include?

OUTPUT_FORMAT("elf64-littleaarch64",?"elf64-littleaarch64",?"elf64-littleaarch64")
OUTPUT_ARCH(aarch64)
ENTRY(_start)?--------------------------------------------------------------------?(1)
/*
?*（1）首先定義了二進(jìn)制程序的輸出格式為"elf64-littleaarch64"，
?*????架構(gòu)是"aarch64"，程序入口為"_start"符號(hào)；
?*/
SECTIONS
{
#ifdef?CONFIG_ARMV8_SECURE_BASE?--------------------------------------------------?(2)
/*
?*（2）ARMV8_SECURE_BASE是u-boot對(duì)PSCI的支持，在定義時(shí)可以將PSCI的文本段，
?*????數(shù)據(jù)段，堆棧段重定向到指定的內(nèi)存，而不是內(nèi)嵌到u-boot中。
?*????不過一般廠商實(shí)現(xiàn)會(huì)使用atf方式使其與bootloader分離，這個(gè)功能不常用；
?*/
?/DISCARD/?:?{?*(.rela._secure*)?}
#endif
?.?=?0x00000000;?--------------------------------------------------------------?(3)
/*
?*（3）定義了程序鏈接的基地址，默認(rèn)是0，通過配置CONFIG_SYS_TEXT_BASE可修改
?*????這個(gè)默認(rèn)值。
?*/
?.?=?ALIGN(8);
?.text?:
?{
??*(.__image_copy_start)?---------------------------------------------------?(4)
/*
?*（4）__image_copy_start和__image_copy_end用于定義需要重定向的段，
?*????u-boot是一個(gè)分為重定向前初始化和重定向后初始化的bootloader，
?*????所以此處會(huì)定義在完成重定向前初始化后需要搬運(yùn)到ddr中數(shù)據(jù)的起始地址和結(jié)束地址；
?*
?*????大多數(shù)時(shí)候u-boot是運(yùn)行在受限的sram或者只讀的flash上，
?*????u-boot為了啟動(dòng)流程統(tǒng)一會(huì)在ddr未初始化和重定位之前不去訪問全局變量，
?*????但是又為了保證u-boot能夠正常讀寫全局變量，內(nèi)存，調(diào)用各類驅(qū)動(dòng)能力，
?*????所以u(píng)-boot將啟動(dòng)初始化分為了兩個(gè)部分，重定向前初始化board_f和
?*????重定向后初始化??board_r，在重定向之前完成一些必要初始化，
?*????包括可能的ddr初始化，然后通過__image_copy_start和__image_copy_end
?*????將u-boot搬運(yùn)到ddr中，并在ddr中進(jìn)行重定向后初始化，這個(gè)時(shí)候的u-boot就可以
?*????正常訪問全局變量等信息了。
?*?
?*????如果想要在board_f過程中讀寫一些全局變量信息該怎么辦呢？
?*????u-boot通過定義global_data（gd）來完成此功能，
?*????后續(xù)在分析到時(shí)會(huì)詳細(xì)講解實(shí)現(xiàn)方式。
?*/
??CPUDIR/start.o?(.text*)?--------------------------------------------------?(5)
/*
?*（5）定義了鏈接程序的頭部文本段，armv8就是
?*????arch/arm/cpu/armv8/start.S，?
?*??? start.S中所有文本段將會(huì)鏈接到此段中并且段入口符號(hào)就是_start；
?*/
?}

?/*?This?needs?to?come?before?*(.text*)?*/
?.efi_runtime?:?{?------------------------------------------------------------?(6)
/*
?*（6）在定義了efi運(yùn)行時(shí)相關(guān)支持時(shí)才會(huì)出現(xiàn)使用的段，一般不用關(guān)心；
?*/
????????__efi_runtime_start?=?.;
??*(.text.efi_runtime*)
??*(.rodata.efi_runtime*)
??*(.data.efi_runtime*)
????????__efi_runtime_stop?=?.;
?}

?.text_rest?:?----------------------------------------------------------------?(7)
/*
?*（7）除了start.o，其他的所有文本段將會(huì)鏈接到此段中；
?*/
?{
??*(.text*)
?}

#ifdef?CONFIG_ARMV8_PSCI?--------------------------------------------------------?(8)
/*
?*（8）同（2），是PSCI相關(guān)功能的支持，一般不會(huì)使用；
?*/
?.__secure_start?:
#ifndef?CONFIG_ARMV8_SECURE_BASE
??ALIGN(CONSTANT(COMMONPAGESIZE))
#endif
?{
??KEEP(*(.__secure_start))
?}

#ifndef?CONFIG_ARMV8_SECURE_BASE
#define?CONFIG_ARMV8_SECURE_BASE
#define?__ARMV8_PSCI_STACK_IN_RAM
#endif
?.secure_text?CONFIG_ARMV8_SECURE_BASE?:
??AT(ADDR(.__secure_start)?+?SIZEOF(.__secure_start))
?{
??*(._secure.text)
??.?=?ALIGN(8);
??__secure_svc_tbl_start?=?.;
??KEEP(*(._secure_svc_tbl_entries))
??__secure_svc_tbl_end?=?.;
?}

?.secure_data?:?AT(LOADADDR(.secure_text)?+?SIZEOF(.secure_text))
?{
??*(._secure.data)
?}

?.secure_stack?ALIGN(ADDR(.secure_data)?+?SIZEOF(.secure_data),
???????CONSTANT(COMMONPAGESIZE))?(NOLOAD)?:
#ifdef?__ARMV8_PSCI_STACK_IN_RAM
??AT(ADDR(.secure_stack))
#else
??AT(LOADADDR(.secure_data)?+?SIZEOF(.secure_data))
#endif
?{
??KEEP(*(.__secure_stack_start))

??.?=?.?+?CONFIG_ARMV8_PSCI_NR_CPUS?*?ARM_PSCI_STACK_SIZE;

??.?=?ALIGN(CONSTANT(COMMONPAGESIZE));

??KEEP(*(.__secure_stack_end))
?}

#ifndef?__ARMV8_PSCI_STACK_IN_RAM
?.?=?LOADADDR(.secure_stack);
#endif

?.__secure_end?:?AT(ADDR(.__secure_end))?{
??KEEP(*(.__secure_end))
??LONG(0x1d1071c);?/*?Must?output?something?to?reset?LMA?*/
?}
#endif

?.?=?ALIGN(8);
?.rodata?:?{?*(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*)))?}?-------------------?(9)
/*
?*（9）所有僅讀數(shù)據(jù)將會(huì)在這個(gè)段中對(duì)齊排序存放好；
?*/

?.?=?ALIGN(8);
?.data?:?{?--------------------------------------------------------------------?(10)
/*
?*（10）所有數(shù)據(jù)段將會(huì)鏈接到此段中；
?*/
??*(.data*)
?}

?.?=?ALIGN(8);

?.?=?.;

?.?=?ALIGN(8);
?.u_boot_list?:?{?-------------------------------------------------------------?(11)
/*
?*（11）u_boot_list段定義了系統(tǒng)中當(dāng)前支持的所有命令和設(shè)備驅(qū)動(dòng)，此段把散落在各個(gè)文件中
?*?????通過U_BOOT_CMD的一系列拓展宏定義的命令和U_BOOT_DRIVER的拓展宏定義的設(shè)備驅(qū)動(dòng)收集到一起，
?*?????并按照名字排序存放，以便后續(xù)在命令行快速檢索到命令并執(zhí)行和檢測(cè)注冊(cè)的設(shè)備和設(shè)備樹匹配
?*???? probe設(shè)備驅(qū)動(dòng)初始化；（設(shè)備驅(qū)動(dòng)的probe只在定義了dm模塊化驅(qū)動(dòng)時(shí)有效）
?*/
??KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
?}

?.?=?ALIGN(8);

?.efi_runtime_rel?:?{
????????????????__efi_runtime_rel_start?=?.;
??*(.rel*.efi_runtime)
??*(.rel*.efi_runtime.*)
????????????????__efi_runtime_rel_stop?=?.;
?}

?.?=?ALIGN(8);

?.image_copy_end?:
?{
??*(.__image_copy_end)
?}

?.?=?ALIGN(8);

?.rel_dyn_start?:?--------------------------------------------------------?(12)
/*
?*（12）一般u-boot運(yùn)行時(shí)是根據(jù)定義的基地址開始執(zhí)行，如果加載地址和鏈接地址
?*?????不一致則會(huì)出現(xiàn)不能執(zhí)行u-boot的問題。通過一個(gè)
?*?????配置CONFIG_POSITION_INDEPENDENT即可打開地址無關(guān)功能，
?*?????此選項(xiàng)會(huì)在鏈接u-boot時(shí)添加-PIE參數(shù)。此參數(shù)會(huì)在u-boot ELF文件中
?*?????生成rela*段，u-boot通過讀取此段中表的相對(duì)地址值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)地址值
?*?????依次遍歷進(jìn)行修復(fù)當(dāng)前所有需要重定向地址，使其可以實(shí)現(xiàn)地址無關(guān)運(yùn)行；
?*?????即無論鏈接基地址如何定義，u-boot也可以在任意ram地址
?*?????運(yùn)行（一般需要滿足最低4K或者64K地址對(duì)齊）；
?*?
?*?????注意此功能只能在sram上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇斯δ軙?huì)在運(yùn)行時(shí)修改文本段數(shù)據(jù)段中的地址，
?*?????如果此時(shí)運(yùn)行在片上flash，則不能寫flash，導(dǎo)致功能失效無法實(shí)現(xiàn)地址無關(guān)；
?*/
?{
??*(.__rel_dyn_start)
?}

?.rela.dyn?:?{
??*(.rela*)
?}

?.rel_dyn_end?:
?{
??*(.__rel_dyn_end)
?}

?_end?=?.;

?.?=?ALIGN(8);

?.bss_start?:?{?--------------------------------------------------------?(13)
/*
?*（13）眾所周知的bbs段；
?*/
??KEEP(*(.__bss_start));
?}

?.bss?:?{
??*(.bss*)
???.?=?ALIGN(8);
?}

?.bss_end?:?{
??KEEP(*(.__bss_end));
?}

?/DISCARD/?:?{?*(.dynsym)?}?--------------------------------------------?(14)
/*
?*（14）一些在鏈接時(shí)無用需要丟棄的段；
?*/
?/DISCARD/?:?{?*(.dynstr*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.dynamic*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.plt*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.interp*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.gnu*)?}

#ifdef?CONFIG_LINUX_KERNEL_IMAGE_HEADER?-----------------------------------?(15)
/*
?*（15）在efi加載時(shí)會(huì)很有用，主要在u-boot的二進(jìn)制頭部添加了一些頭部信息，
?*?????包括大小端，數(shù)據(jù)段文本段大小等，以便于efi相關(guān)的加載器讀取信息，
?*?????此頭部信息來自于Linux arm64的Image的頭部信息；該頭部也不屬于u-boot的
?*?????一部分只是被附加上去的；
?*/
#include?"linux-kernel-image-header-vars.h"
#endif
}

?

4.2 u-boot-spl.lds

此鏈接腳本是標(biāo)準(zhǔn)的spl鏈接腳本，還包含了u_boot_list段，如果對(duì)應(yīng)自己board不需要命令行或者模塊化驅(qū)動(dòng)設(shè)備，只作為一個(gè)加載器則可以自定義更簡(jiǎn)略的鏈接腳本。

?

/*?SPDX-License-Identifier:?GPL-2.0+?*/
/*
?*?(C)?Copyright?2013
?*?David?Feng?
?*
?*?(C)?Copyright?2002
?*?Gary?Jennejohn,?DENX?Software?Engineering,?
?*
?*?(C)?Copyright?2010
?*?Texas?Instruments,?
?*?Aneesh?V?
?*/

MEMORY?{?.sram?:?ORIGIN?=?IMAGE_TEXT_BASE,?----------------------------------------?(1)
/*
?*（1）>XXX 的形式可以將指定段放入XXX規(guī)定的內(nèi)存中；一般u-boot-spl只有
?*????很小的可運(yùn)行內(nèi)存塊，所以spl中會(huì)舍去大量不需要用的段只保留關(guān)鍵的
?*????文本段數(shù)據(jù)段等，并且通過>.sram的形式將不在ddr初始化前用到的段定義到sdram中，
?*????后續(xù)只需在完成ddr初始化后將這些段搬運(yùn)到ddr中即可，而不需要額外的
?*????地址修復(fù)邏輯，如下：有一個(gè)sram 0x18000-0x19000，
?*????一個(gè)sdram?0x80000000?-?0x90000000，
?*????那么通過>.sram方式則map文件可能如下：
?*???????0x18000?stext
?*???????...
?*???????0x18100?sdata
?*???????...
?*???????0x80000000?sbss
?*???????...
?*/
??LENGTH?=?IMAGE_MAX_SIZE?}
MEMORY?{?.sdram?:?ORIGIN?=?CONFIG_SPL_BSS_START_ADDR,
??LENGTH?=?CONFIG_SPL_BSS_MAX_SIZE?}

OUTPUT_FORMAT("elf64-littleaarch64",?"elf64-littleaarch64",?"elf64-littleaarch64")
OUTPUT_ARCH(aarch64)
ENTRY(_start)?--------------------------------------------------------------------?(2)
/*
?*（2）同u-boot.lds一致，共用一套邏輯入口_start；
?*/
SECTIONS
{
?.text?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??*(.__image_copy_start)?--------------------------------------------------?(3)
/*
?*（3）同樣的，如果spl需要重定向則會(huì)使用此段定義，大多數(shù)情況下spl中會(huì)用上重定向；
?*/
??CPUDIR/start.o?(.text*)
??*(.text*)
?}?>.sram

?.rodata?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??*(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*)))
?}?>.sram

?.data?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??*(.data*)
?}?>.sram

#ifdef?CONFIG_SPL_RECOVER_DATA_SECTION?----------------------------------------?(4)
/*
?*（4）SPL_RECOVER_DATA_SECTION段用于保存數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)，
?*????一些board在初始化時(shí)修改data段數(shù)據(jù)，并在后續(xù)某個(gè)階段
?*????從此段中恢復(fù)data的原始數(shù)據(jù)；
?*/
?.data_save?:?{
??*(.__data_save_start)
??.?=?SIZEOF(.data);
??*(.__data_save_end)
?}?>.sram
#endif

?.u_boot_list?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
?}?>.sram

?.image_copy_end?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??*(.__image_copy_end)
?}?>.sram

?.end?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??*(.__end)
?}?>.sram

?_image_binary_end?=?.;

?.bss_start?(NOLOAD)?:?{
??.?=?ALIGN(8);
??KEEP(*(.__bss_start));
?}?>.sdram?--------------------------------------------------------------?(5)
/*
?*（5）將bss段數(shù)據(jù)定義到>.sdram中，即可在初始化ddr后直接對(duì)此段地址清零
?*????即可使用全局未初始化變量，并且不會(huì)帶來副作用。
?*/

?.bss?(NOLOAD)?:?{
??*(.bss*)
???.?=?ALIGN(8);
?}?>.sdram

?.bss_end?(NOLOAD)?:?{
??KEEP(*(.__bss_end));
?}?>.sdram

?/DISCARD/?:?{?*(.rela*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.dynsym)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.dynstr*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.dynamic*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.plt*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.interp*)?}
?/DISCARD/?:?{?*(.gnu*)?}
}

?

從上述的鏈接腳本可以看出，armv8的u-boot的啟動(dòng)是從arch/arm/cpu/armv8/start.S中的_start開始的，并在后續(xù)初始化中調(diào)用了很多鏈接腳本中定義的地址符號(hào)表。

原文：https://blog.csdn.net/maybeYoc/article/details/122937844





審核編輯：劉清