imx6ull-系统移植篇9——bootz启动 Linux 内核
目录
前言
images 全局变量
images定义
bootm_headers_t定义
image_info_t定义
do_bootz 函数
bootz_start 函数
bootz_srart 源码
bootz_setup 函数
bootm_find_images函数
do_bootm_states 函数
函数源码
函数分析
函数 bootm_start
函数 bootm_os_get_boot_func
BOOTM_STATE_OS_PREP 状态
函数 boot_selected_os
do_bootm_linux函数
前言
本讲内容是：bootz 启动 Linux 内核过程，而bootz命令写起来虽然短小，里面干的事还真不少，先来一张 bootz 命令的执行过程，如图：
话不多说，我们开始吧~
当晕头转向的时候，记得回来再看看这张图~
images 全局变量
images定义
不管是 bootz 还是 bootm 命令，在启动 Linux 内核的时候都会用到一个重要的全局变量： images.
images是 bootm_headers_t类型的全局变量，作为 U-Boot 启动 Linux 内核过程中的中央数据枢纽，其核心作用是：
- 统一管理所有启动组件（内核、ramdisk、设备树等）的元数据和状态
- 控制启动流程的阶段性推进（通过状态机机制）
- 确保各组件间的内存隔离与安全校验
| 职责维度 | 具体表现 |
|---|---|
| 数据整合 | 集中存储内核镜像、ramdisk、设备树的加载地址、大小、校验信息等 |
| 流程控制 | 通过 |
| 内存安全 | 记录各组件物理地址范围（如 |
| 兼容性处理 | 同时支持 Legacy uImage 和 FIT 格式（通过 |
| 调试支持 | 提供 |
images 在文件 cmd/bootm.c 中有如下定义：
bootm_headers_t images; /* pointers to os/initrd/fdt images */images 是 bootm_headers_t 类型的全局变量， 而bootm_headers_t 是个 boot 头结构体。
bootm_headers_t定义
bootm_headers_t是 U-Boot 启动流程的 中央控制枢纽，负责：
- 多镜像管理：协调内核/ramdisk/设备树的加载与验证
- 状态机控制：通过 state位域跟踪启动进度
- 内存布局记录：保存各组件物理地址范围
- 兼容性处理：支持新旧镜像格式（Legacy/uImage/FIT）
bootm_headers_t 在文件include/image.h 中的定义如下：
/*** bootm_headers_t - U-Boot 多阶段启动控制核心数据结构* 管理内核/ramdisk/设备树的加载、验证与状态跟踪*/
typedef struct bootm_headers {/*-------------------------------------------* Legacy镜像支持（旧版uImage格式）*-----------------------------------------*/image_header_t *legacy_hdr_os; /* 原始Legacy镜像头指针（需在重定位前访问） */image_header_t legacy_hdr_os_copy;/* 镜像头安全拷贝（防止运行时被覆盖） */ulong legacy_hdr_valid; /* 头校验标记：1=有效，0=无效 *//*-------------------------------------------* 操作系统镜像信息（非主机工具编译时生效）*-----------------------------------------*/
#ifndef USE_HOSTCCimage_info_t os; /* OS镜像元数据：* - type: 镜像类型（IH_TYPE_KERNEL等）* - comp: 压缩格式（IH_COMP_GZIP等）* - os: 操作系统类型（IH_OS_LINUX等）*/ulong ep; /* 内核入口地址（最终跳转执行的PC值） *//*-------------------------------------------* 内存组件物理地址范围*-----------------------------------------*/ulong rd_start, rd_end; /* Ramdisk内存范围[start,end) */char *ft_addr; /* 扁平设备树(FDT)内存指针 */ulong ft_len; /* 设备树长度（字节） */ulong initrd_start, initrd_end; /* Initrd范围（通常等同ramdisk） */ulong cmdline_start, cmdline_end; /* 内核命令行参数存储区域 */bd_t *kbd; /* 板级信息指针（传递内存布局等） */
#endif/*-------------------------------------------* 安全验证控制*-----------------------------------------*/int verify; /* 镜像校验开关：* 0=关闭校验（环境变量verify=n）* 1=启用校验（默认）*//*-------------------------------------------* 多阶段启动状态机（位掩码组合）*-----------------------------------------*/
#define BOOTM_STATE_START (0x00000001) /* 启动流程开始 */
#define BOOTM_STATE_FINDOS (0x00000002) /* 定位OS镜像阶段 */
#define BOOTM_STATE_FINDOTHER (0x00000004) /* 查找ramdisk/设备树 */
#define BOOTM_STATE_LOADOS (0x00000008) /* 加载OS到内存 */
#define BOOTM_STATE_RAMDISK (0x00000010) /* Ramdisk处理中 */
#define BOOTM_STATE_FDT (0x00000020) /* 设备树处理中 */
#define BOOTM_STATE_OS_CMDLINE (0x00000040) /* 内核命令行设置 */
#define BOOTM_STATE_OS_BD_T (0x00000080) /* 板级信息传递 */
#define BOOTM_STATE_OS_PREP (0x00000100) /* OS启动前准备 */
#define BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO (0x00000200) /* 模拟执行（测试用） */
#define BOOTM_STATE_OS_GO (0x00000400) /* 准备跳转到OS */int state; /* 当前状态（多个状态可叠加） *//*-------------------------------------------* 内存管理扩展（LMB逻辑内存块）*-----------------------------------------*/
#ifdef CONFIG_LMBstruct lmb lmb; /* 逻辑内存块管理器：* - 记录保留内存区域* - 防止OS覆盖U-Boot关键数据*/
#endif
} bootm_headers_t;在结构体里，定义了:
image_info_t os;结构体 image_info_t，系统镜像信息结构体。
image_info_t定义
image_info_t是 U-Boot 中用于描述 可执行镜像（如内核、ramdisk、设备树等）的核心数据结构，其主要作用包括：
- 记录镜像的物理内存布局
- 标识镜像类型和属性
- 控制镜像加载和校验行为
结构体 image_info_t 在文件include/image.h 中的定义如下：
typedef struct image_info {/*-------------------------------------------* 内存范围描述*-----------------------------------------*/ulong start, end; /* Blob的物理内存范围[start, end) * - 包含头部信息（如uImage头）* - 单位：字节* 示例：0x82000000-0x82012345*/ulong image_start, image_len; /* 纯镜像数据的起始地址和长度* - 不含头部（如跳过uImage头）* - 用于实际执行/解压* 示例：0x82000040, 0x120000*/ulong load; /* 系统建议的加载地址* - 可能≠start（如重定位场景）* - 架构相关（ARM通常为0x8000）*//*-------------------------------------------* 镜像属性标识*-----------------------------------------*/uint8_t comp; /* 压缩算法类型：* 0=未压缩, 1=gzip, 2=bzip2...* 详见 include/image.h*/uint8_t type; /* 镜像类型：* IH_TYPE_KERNEL=内核* IH_TYPE_RAMDISK=ramdisk* IH_TYPE_FIRMWARE=固件*/uint8_t os; /* 目标操作系统：* IH_OS_LINUX=Linux* IH_OS_U_BOOT=U-Boot本身*/int8_t arch; /* CPU架构：* IH_ARCH_ARM=ARMv7* IH_ARCH_ARM64=AArch64* IH_ARCH_PPC=PowerPC*/
} image_info_t;全局变量 images 会在 bootz 命令的执行中频繁使用到，相当于 Linux 内核启动的“灵魂”。
do_bootz 函数
bootz 命令的执行函数为 do_bootz，do_bootz是 U-Boot 中用于 启动 zImage 格式 Linux 内核 的核心函数，主要完成以下工作：
- 参数预处理：跳过命令名 bootz
- 镜像加载：通过 bootz_start初始化 images结构
- 状态机控制：分阶段执行 OS 准备和跳转
- 中断管理：确保内核启动时中断处于关闭状态
在文件 cmd/bootm.c 中有如下定义：
int do_bootz(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
{int ret;/*-------------------------------------------* [1] 参数预处理：跳过命令名 'bootz'*-----------------------------------------*/argc--; argv++; // 移除argv[0]的"bootz"，保留实际参数/*-------------------------------------------* [2] 加载zImage镜像并初始化images结构*-----------------------------------------*/if (bootz_start(cmdtp, flag, argc, argv, &images))return 1; // 失败时返回非零/*-------------------------------------------* [3] 准备执行内核前的关键操作*-----------------------------------------*/bootm_disable_interrupts(); // 禁用中断（避免状态不一致）images.os.os = IH_OS_LINUX; // 强制标记为Linux内核/*-------------------------------------------* [4] 分阶段执行内核启动* 关键状态：* - OS_PREP: 设置启动参数* - OS_FAKE_GO: 模拟执行（测试用）* - OS_GO: 实际跳转到内核*-----------------------------------------*/ret = do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv,BOOTM_STATE_OS_PREP | // 准备阶段BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO | // 测试执行BOOTM_STATE_OS_GO, // 正式跳转&images, 1); // 传入images结构return ret; // 返回最终状态
}调用 bootz_start 函数，加载zImage镜像并初始化images结构。
调用函数 bootm_disable_interrupts 关闭中断。
设置 images.os.os 为 IH_OS_LINUX，也就是设置系统镜像为 Linux，表示我们要启动的是 Linux 系统。
调用函数 do_bootm_states 来执行不同的 BOOT 阶段。
典型调用流程如下：
bootz_start 函数
do_bootz函数调用了bootz_srart 函数，bootz_start是 do_bootz的底层支持函数，专门用于 初始化 zImage 格式的 Linux 内核启动环境，核心职责包括：
- 确定内核入口地址（images->ep）
- 验证 zImage 格式有效性
- 保留内核内存区域
- 加载附加镜像（ramdisk/设备树）
bootz_srart 源码
bootz_srart 函数也定义在文件 cmd/bootm.c 中，函数内容如下：
static int bootz_start(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc,char * const argv[], bootm_headers_t *images)
{int ret;ulong zi_start, zi_end; // zImage实际数据范围（去头部后）/*-------------------------------------------* [1] 初始化启动状态机（START阶段）*-----------------------------------------*/ret = do_bootm_states(cmdtp, flag, argc, argv,BOOTM_STATE_START, images, 1);if (ret)return ret; // 异常直接退出/*-------------------------------------------* [2] 确定内核入口地址（ep）* - 无参数时使用默认load_addr* - 有参数时解析argv[0]作为地址*-----------------------------------------*/if (!argc) {images->ep = load_addr; // 使用环境变量定义的默认地址debug("* kernel: default image load address = 0x%08lx\n", load_addr);} else {images->ep = simple_strtoul(argv[0], NULL, 16); // 16进制解析debug("* kernel: cmdline image address = 0x%08lx\n", images->ep);}/*-------------------------------------------* [3] 验证zImage格式并获取数据范围* - 检查魔数、压缩标志等* - zi_start/end跳过头部得到纯数据区*-----------------------------------------*/ret = bootz_setup(images->ep, &zi_start, &zi_end);if (ret != 0)return 1; // 无效镜像/*-------------------------------------------* [4] 保留内核内存区域（防其他组件覆盖）* - 使用LMB（Logical Memory Block）管理器* - 保护范围：[ep, zi_end)*-----------------------------------------*/lmb_reserve(&images->lmb, images->ep, zi_end - zi_start);/*-------------------------------------------* [5] 加载附加镜像（ramdisk/设备树）* - 解析argv[1]/argv[2]作为initrd和FDT地址* - 若未指定则尝试自动检测*-----------------------------------------*/if (bootm_find_images(flag, argc, argv))return 1;return 0; // 成功返回
}调用函数 do_bootm_states，执行 BOOTM_STATE_START 阶段。
设置 images 的 ep 成员变量，也就是系统镜像的入口点，使用 bootz 命令启动系统的时候就会设置系统在 DRAM 中的存储位置，这个存储位置就是系统镜像的入口点，因此 images->ep=0X80800000。
调用 bootz_setup 函数，此函数会判断当前的系统镜像文件是否为 Linux 的镜像文件，并且会打印出镜像相关信息。
调用函数 bootm_find_images 查找 ramdisk 和设备树(dtb)文件，但是我们没有用到 ramdisk，因此此函数在这里仅仅用于查找设备树(dtb)文件。
bootz_setup 函数
bootz_srart 函数里会调用bootz_setup 函数，bootz_setup是 zImage 启动流程中的 关键验证函数，专门用于：
- 校验 ARM zImage 的合法性（通过魔数检查）
- 提取内核的实际数据范围（zi_start到 zi_end）
- 输出内核内存布局信息（调试用）
bootz_setup函数定义在文件 arch/arm/lib/bootm.c 中。
/* ARM zImage 头部魔数（小端模式） */
#define LINUX_ARM_ZIMAGE_MAGIC 0x016f2818/*** bootz_setup - 验证zImage格式并获取数据范围* @image: zImage在内存中的起始地址* @start: 输出参数-内核数据起始地址* @end: 输出参数-内核数据结束地址* * 返回值: 0=成功, 1=魔数校验失败*/
int bootz_setup(ulong image, ulong *start, ulong *end)
{/* [1] 映射内存到zImage头部结构 */struct zimage_header *zi = (struct zimage_header *)map_sysmem(image, 0);/* [2] 魔数校验（确认是有效的ARM zImage） */if (zi->zi_magic != LINUX_ARM_ZIMAGE_MAGIC) {puts("Bad Linux ARM zImage magic!\n");return 1; // 失败返回}/* [3] 提取内核数据范围 */*start = zi->zi_start; // 内核数据实际起始地址*end = zi->zi_end; // 内核数据结束地址/* [4] 打印调试信息（地址布局） */printf("Kernel image @ %#08lx [ %#08lx - %#08lx ]\n", image, *start, *end);return 0; // 成功返回
}如果 Linux 系统镜像正常的话就会输出图：
bootm_find_images函数
bootz_srart 函数里会调用 bootm_find_images函数，bootm_find_images是 U-Boot 启动流程中用于 定位和验证附加启动组件 的核心函数，主要负责：
- 加载并验证 ramdisk/initrd 镜像
- 查找和处理设备树（FDT）
- 管理内存中的组件布局
bootm_find_images函数定义在文件 common/bootm.c 中：
/*** bootm_find_images - 定位ramdisk和设备树镜像* @flag: 启动标志位（如CMD_FLAG_BOOTD）* @argc: 参数个数* @argv: 参数数组（如[addr, size, ...]）* * 返回值: 0=成功, 1=组件加载失败*/
int bootm_find_images(int flag, int argc, char * const argv[])
{int ret;/*-------------------------------------------* [1] Ramdisk/Initrd 加载* - 从argv[1]获取地址或自动检测* - 验证格式并设置images.rd_start/end*-----------------------------------------*/ret = boot_get_ramdisk(argc, argv, &images, IH_INITRD_ARCH,&images.rd_start, &images.rd_end);if (ret) {puts("Ramdisk image is corrupt or invalid\n");return 1;}#if defined(CONFIG_OF_LIBFDT)/*-------------------------------------------* [2] 设备树（FDT）加载* - 从argv[2]获取地址或自动检测* - 设置images.ft_addr/ft_len*-----------------------------------------*/ret = boot_get_fdt(flag, argc, argv, IH_ARCH_DEFAULT, &images,&images.ft_addr, &images.ft_len);if (ret) {puts("Could not find a valid device tree\n");return 1;}set_working_fdt_addr((ulong)images.ft_addr); // 激活当前FDT
#endifreturn 0; // 成功返回
}调用boot_get_ramdisk函数，查找 ramdisk，但是我们没有用到 ramdisk，因此这部分代码不用管。
调用boot_get_fdt函数，查找设备树(dtb)文件，找到以后就将设备树的起始地址和长度分别写到images 的 ft_addr 和 ft_len 成员变量中。
我们使用 bootz 启动 Linux 的时候已经指明了设备树在DRAM 中的存储地址，因此 images.ft_addr=0X83000000，长度根据具体的设备树文件而定，假设现在使用的设备树文件长度为 0X8C81，那么images.ft_len=0X8C81。
do_bootm_states 函数
do_bootz 最 后 调 用 的 就 是 函 数 do_bootm_states ， 而 且 在 bootz_start 中 也 调 用 了do_bootm_states 函数。
do_bootm_states是 U-Boot 启动流程的 中央调度器，通过状态机机制控制：
- 多阶段启动流程（镜像加载、内存管理、OS准备等）
- 错误处理与资源管理
- 最终操作系统跳转
函数源码
do_bootm_states函数定义在文件common/bootm.c 中：
int do_bootm_states(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[],int states, bootm_headers_t *images, int boot_progress)
{boot_os_fn *boot_fn; // OS启动函数指针（如do_bootm_linux）ulong iflag = 0; // 中断状态保存int ret = 0, need_boot_fn;/*-------------------------------------------* [1] 更新当前状态*-----------------------------------------*/images->state |= states;/*-------------------------------------------* [2] 按位处理各启动阶段* 注意：任一阶段失败立即终止流程*-----------------------------------------*//* [2.1] START阶段：基础初始化 */if (states & BOOTM_STATE_START)ret = bootm_start(cmdtp, flag, argc, argv);/* [2.2] FINDOS阶段：定位OS镜像 */if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FINDOS))ret = bootm_find_os(cmdtp, flag, argc, argv);/* [2.3] FINDOTHER阶段：加载附加组件 */if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FINDOTHER)) {ret = bootm_find_other(cmdtp, flag, argc, argv);argc = 0; // 参数已消费}/* [2.4] LOADOS阶段：加载OS到内存 */if (!ret && (states & BOOTM_STATE_LOADOS)) {ulong load_end;iflag = bootm_disable_interrupts(); // 禁用中断ret = bootm_load_os(images, &load_end, 0);if (ret == 0) {// 保留OS内存区域lmb_reserve(&images->lmb, images->os.load, (load_end - images->os.load));} else if (ret != BOOTM_ERR_OVERLAP) {goto err; // 非内存重叠错误直接退出}
#if defined(CONFIG_SILENT_CONSOLE) && !defined(CONFIG_SILENT_U_BOOT_ONLY)// Linux内核静默启动处理if (images->os.os == IH_OS_LINUX)fixup_silent_linux();
#endif}/* [2.5] RAMDISK阶段：重定位initrd */
#ifdef CONFIG_SYS_BOOT_RAMDISK_HIGHif (!ret && (states & BOOTM_STATE_RAMDISK)) {ulong rd_len = images->rd_end - images->rd_start;ret = boot_ramdisk_high(&images->lmb, images->rd_start,rd_len, &images->initrd_start, &images->initrd_end);if (!ret) {// 更新环境变量setenv_hex("initrd_start", images->initrd_start);setenv_hex("initrd_end", images->initrd_end);}}
#endif/* [2.6] FDT阶段：设备树处理 */
#if defined(CONFIG_OF_LIBFDT) && defined(CONFIG_LMB)if (!ret && (states & BOOTM_STATE_FDT)) {boot_fdt_add_mem_rsv_regions(&images->lmb, images->ft_addr);ret = boot_relocate_fdt(&images->lmb, &images->ft_addr,&images->ft_len);}
#endif/*-------------------------------------------* [3] 获取OS启动函数*-----------------------------------------*/if (ret) return ret; // 前期错误直接返回boot_fn = bootm_os_get_boot_func(images->os.os);need_boot_fn = states & (BOOTM_STATE_OS_CMDLINE | BOOTM_STATE_OS_BD_T |BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |BOOTM_STATE_OS_GO);/* [3.1] 检查OS支持性 */if (boot_fn == NULL && need_boot_fn) {if (iflag) enable_interrupts();printf("ERROR: booting os '%s' (%d) is not supported\n",genimg_get_os_name(images->os.os), images->os.os);bootstage_error(BOOTSTAGE_ID_CHECK_BOOT_OS);return 1;}/*-------------------------------------------* [4] 执行OS相关阶段*-----------------------------------------*/if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_CMDLINE))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_CMDLINE, argc, argv, images);if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_BD_T))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_BD_T, argc, argv, images);if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_PREP))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_PREP, argc, argv, images);/* [4.1] 模拟执行（调试用） */
#ifdef CONFIG_TRACEif (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO)) {char *cmd_list = getenv("fakegocmd");ret = boot_selected_os(argc, argv, BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO,images, boot_fn);if (!ret && cmd_list)ret = run_command_list(cmd_list, -1, flag);}
#endif/* [4.2] 最终跳转到OS */if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_GO))ret = boot_selected_os(argc, argv, BOOTM_STATE_OS_GO,images, boot_fn);err:/*-------------------------------------------* [5] 错误恢复*-----------------------------------------*/if (iflag)enable_interrupts(); // 恢复中断状态return ret;
}函数分析
函数 do_bootm_states 根据不同的 BOOT 状态执行不同的代码段，通过如下代码来判断BOOT 状态：
states & BOOTM_STATE_XXX在 do_bootz 函数中会用到
- BOOTM_STATE_OS_PREP 、
- BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO
- BOOTM_STATE_OS_GO
bootz_start 函数中会用到：
- BOOTM_STATE_START这个 BOOT 状态
函数 bootm_start
在处理 BOOTM_STATE_START 阶段，调用函数 bootm_start：
/* [2.1] START阶段：基础初始化 */if (states & BOOTM_STATE_START)ret = bootm_start(cmdtp, flag, argc, argv);bootm_start是 U-Boot 启动流程的 初始化入口函数，负责：
- 清零 images全局结构体，确保启动环境干净
- 初始化内存管理器（LMB），为后续内存保留做准备
- 设置启动校验标志（verify环境变量控制）
- 标记启动阶段（BOOTSTAGE_ID_BOOTM_START）
bootm_start函数定义在文件 common/bootm.c
/*** bootm_start - 启动流程初始化函数* @cmdtp: 命令表指针（未使用）* @flag: 标志位（未使用）* @argc: 参数个数（未使用）* @argv: 参数数组（未使用）* * 返回值: 始终返回0（无错误检查）*/
static int bootm_start(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
{/*-------------------------------------------* [1] 清零全局images结构体* - 防止残留数据影响本次启动*-----------------------------------------*/memset((void *)&images, 0, sizeof(images));/*-------------------------------------------* [2] 初始化镜像校验标志* - 从环境变量verify读取值（默认启用）* - verify=n 时关闭校验*-----------------------------------------*/images.verify = getenv_yesno("verify"); // 返回1=启用，0=禁用/*-------------------------------------------* [3] 初始化LMB（Logical Memory Block）内存管理器* - 记录已占用内存区域（如U-Boot自身）* - 为后续内核/ramdisk保留内存做准备*-----------------------------------------*/boot_start_lmb(&images);/*-------------------------------------------* [4] 记录启动阶段标记（调试用）* - 用于bootstage工具分析启动耗时*-----------------------------------------*/bootstage_mark_name(BOOTSTAGE_ID_BOOTM_START, "bootm_start");/*-------------------------------------------* [5] 设置初始状态* - BOOTM_STATE_START是状态机起点*-----------------------------------------*/images.state = BOOTM_STATE_START;return 0; // 无错误检查，始终返回成功
}函数 bootm_os_get_boot_func
函 数 do_bootm_states里调用函数 bootm_os_get_boot_func：
/*-------------------------------------------* [3] 获取OS启动函数*-----------------------------------------*/if (ret) return ret; // 前期错误直接返回boot_fn = bootm_os_get_boot_func(images->os.os);need_boot_fn = states & (BOOTM_STATE_OS_CMDLINE | BOOTM_STATE_OS_BD_T |BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |BOOTM_STATE_OS_GO);bootm_os_get_boot_func 函数定义在文件 common/bootm_os.c 中：
/*** bootm_os_get_boot_func - 获取操作系统启动函数（支持重定位）* @os: 操作系统类型（IH_OS_xxx枚举值）* * 返回值: 成功=函数指针, 失败=NULL*/
boot_os_fn *bootm_os_get_boot_func(int os)
{/*-------------------------------------------* [1] 手动重定位处理（某些架构需要）*-----------------------------------------*/
#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOCstatic bool relocated; // 重定位标记（仅执行一次）if (!relocated) {int i;/* 遍历函数表，应用重定位偏移 */for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(boot_os); i++)if (boot_os[i] != NULL)boot_os[i] += gd->reloc_off; // 函数地址 += 偏移量relocated = true; // 标记已完成}
#endif/*-------------------------------------------* [2] 返回请求的启动函数*-----------------------------------------*/return boot_os[os]; // 直接索引全局数组
}boot_os 是个数组，这个数组里面存放着不同的系统对应的启动函数。 boot_os 也定义在文件 common/bootm_os.c 中，如下所示：
static boot_os_fn *boot_os[] = {[IH_OS_U_BOOT] = do_bootm_standalone,
#ifdef CONFIG_BOOTM_LINUX[IH_OS_LINUX] = do_bootm_linux,#endif
......
#ifdef CONFIG_BOOTM_OPENRTOS[IH_OS_OPENRTOS] = do_bootm_openrtos,
#endif
};可以看出来：Linux 系统对应的启动函数： do_bootm_linux。
通过函数 bootm_os_get_boot_func 来查找系统启动函数，参数 images->os.os 就是系统类型，根据这个系统类型来选择对应的启动函数，在 do_bootz 中设置 images.os.os= IH_OS_LINUX。
函数返回值就是找到的系统启动函数，这里找到的 Linux 系统启动函数为 do_bootm_linux，因此 boot_fn=do_bootm_linux，后面执行 boot_fn函数的地方实际上是执行的 do_bootm_linux 函数。
BOOTM_STATE_OS_PREP 状态
函 数 do_bootm_states中，处理 BOOTM_STATE_OS_PREP 状态，调用boot_fn.
/*-------------------------------------------* [4] 执行OS相关阶段*-----------------------------------------*/if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_CMDLINE))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_CMDLINE, argc, argv, images);if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_BD_T))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_BD_T, argc, argv, images);if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_PREP))ret = boot_fn(BOOTM_STATE_OS_PREP, argc, argv, images);我们已经解释过， 执行 boot_fn函数的地方实际上是执行的 do_bootm_linux 函数，do_bootm_linux也是调用 boot_prep_linux 来完成具体的处理过程。
boot_prep_linux是 Linux 内核启动前的 最终准备函数，负责：
- 设置内核启动参数（ATAGS 或设备树）
- 初始化内核命令行
- 处理 initrd/ramdisk 内存布局
- 验证硬件兼容性
boot_prep_linux 主要用于处理环境变量bootargs， bootargs 保存着传递给 Linux kernel 的参数。
/*** boot_prep_linux - 为Linux内核启动做最终准备* @images: 包含所有启动信息的全局结构体* * 返回值: 0=成功, 非0=错误码*/
int boot_prep_linux(bootm_headers_t *images)
{int ret;/*-------------------------------------------* [1] 选择参数传递方式（ATAGS或设备树）*-----------------------------------------*/
#ifdef CONFIG_OF_LIBFDTif (images->ft_len) {/* 使用设备树传递参数 */ret = image_setup_linux(images);if (ret)return ret;} else
#endif{/* 使用传统ATAGS方式 */setup_start_tag(images->kbd);if (images->initrd_start) {setup_initrd_tag(images->kbd, images->initrd_start, images->initrd_end);}setup_commandline_tag(images->kbd, images->cmdline_start);setup_end_tag(images->kbd);}/*-------------------------------------------* [2] 处理静默启动（Silent Boot）*-----------------------------------------*/
#if defined(CONFIG_SILENT_CONSOLE)if (getenv_yesno("silent") == 1) {fixup_silent_linux();/* 更新命令行参数 */if (images->cmdline_start)strcat((char *)images->cmdline_start, " quiet");}
#endif/*-------------------------------------------* [3] 内存保留区同步*-----------------------------------------*/
#ifdef CONFIG_LMB/* 确保内核不会覆盖关键区域 */boot_fdt_add_mem_rsv_regions(&images->lmb, images->ft_addr);
#endif/*-------------------------------------------* [4] 硬件兼容性检查*-----------------------------------------*/if (images->os.arch != IH_ARCH_DEFAULT) {printf("Unsupported arch: %d\n", images->os.arch);return CMD_RET_FAILURE;}return 0;
}函数 boot_selected_os
do_bootm_states函数，调用函数 boot_selected_os 启动 Linux 内核：
/* [4.2] 最终跳转到OS */if (!ret && (states & BOOTM_STATE_OS_GO))ret = boot_selected_os(argc, argv, BOOTM_STATE_OS_GO,images, boot_fn);boot_selected_os函数第 4 个参数为 Linux 系统镜像头，
第 5 个参数就是 Linux 系统启动函数：do_bootm_linux。
boot_selected_os 函数定义在文件common/bootm_os.c 中：
int boot_selected_os(int argc, char * const argv[], int state,
bootm_headers_t *images, boot_os_fn *boot_fn)
{arch_preboot_os();480 boot_fn(state, argc, argv, images);
......return BOOTM_ERR_RESET;
}调用 boot_fn 函数，也就是 do_bootm_linux 函数来启动 Linux 内核。
do_bootm_linux函数
经过前面的分析，我们知道了 do_bootm_linux 就是最终启动 Linux 内核的函数，负责：
- 准备内核启动环境（参数传递、内存布局）
- 执行架构相关的跳转操作
- 处理不同启动阶段的状态标志
do_bootm_linux函数定义在文件 arch/arm/lib/bootm.c
/*** do_bootm_linux - Linux内核启动主函数* @flag: 状态标志位（BOOTM_STATE_xxx的组合）* @argc: 参数个数（通常已处理）* @argv: 参数数组（通常已处理）* @images: 全局启动信息结构体* * 返回值: 0=成功, -1=不支持的操作*/
int do_bootm_linux(int flag, int argc, char * const argv[],bootm_headers_t *images)
{/*-------------------------------------------* [1] 过滤ARM架构不需要的状态* - BD_T（板级信息表）和CMDLINE已在PREP阶段处理*-----------------------------------------*/if (flag & BOOTM_STATE_OS_BD_T || flag & BOOTM_STATE_OS_CMDLINE)return -1;/*-------------------------------------------* [2] 准备阶段（BOOTM_STATE_OS_PREP）* - 设置设备树/ATAGS参数* - 初始化内核命令行*-----------------------------------------*/if (flag & BOOTM_STATE_OS_PREP) {boot_prep_linux(images);return 0;}/*-------------------------------------------* [3] 跳转阶段（BOOTM_STATE_OS_GO/FAKE_GO）* - FAKE_GO用于测试（不实际跳转）* - GO执行最终跳转*-----------------------------------------*/if (flag & (BOOTM_STATE_OS_GO | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO)) {boot_jump_linux(images, flag);return 0;}/*-------------------------------------------* [4] 默认处理（未明确指定状态时）* - 执行完整启动流程：准备+跳转*-----------------------------------------*/boot_prep_linux(images);boot_jump_linux(images, flag);return 0;
}在跳转阶段（BOOTM_STATE_OS_GO/FAKE_GO），调用函数 boot_jump_linux：
boot_jump_linux是 U-Boot 启动 Linux 内核的 最终跳转函数，负责：
- 设置内核启动参数（寄存器传参）
- 处理环境变量覆盖（如 machid）
- 执行架构相关的跳转操作
- 支持模拟启动（测试模式）
/*** boot_jump_linux - 跳转到Linux内核的最终函数* @images: 包含内核地址、设备树等信息的结构体* @flag: 启动标志（含BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO等）*/
static void boot_jump_linux(bootm_headers_t *images, int flag)
{/*-------------------------------------------* [1] 获取板级ID（machid）* - 默认从gd->bd读取* - 允许环境变量"machid"覆盖*-----------------------------------------*/unsigned long machid = gd->bd->bi_arch_number; // 默认板级IDchar *s = getenv("machid");if (s) {if (strict_strtoul(s, 16, &machid) < 0) {debug("Invalid machid format!\n");return;}printf("Using machid 0x%lx from env\n", machid);}/*-------------------------------------------* [2] 准备跳转参数* - r0: 固定为0* - r1: machid（板级标识）* - r2: 设备树地址或ATAGS参数块地址*-----------------------------------------*/void (*kernel_entry)(int zero, int arch, uint params) = (void (*)(int, int, uint))images->ep; // 强转函数指针unsigned long r2;if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && images->ft_len)r2 = (unsigned long)images->ft_addr; // 使用设备树elser2 = gd->bd->bi_boot_params; // 使用传统ATAGS/*-------------------------------------------* [3] 模拟启动模式（测试用）* - 打印信息但不实际跳转*-----------------------------------------*/int fake = (flag & BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO);debug("## Ready to jump: ep=0x%08lx, machid=0x%lx, r2=0x%lx\n",(ulong)kernel_entry, machid, r2);bootstage_mark(BOOTSTAGE_ID_RUN_OS);/*-------------------------------------------* [4] 清理环境并跳转* - 关闭中断/缓存（arch-specific）* - 打印最终启动信息*-----------------------------------------*/announce_and_cleanup(fake); // 显示"Starting kernel..."消息if (!fake) {/* 实际跳转（永不返回） */kernel_entry(0, machid, r2);}
}看见最后一行的函数 kernel_entryll了吗？调用 kernel_entry 函数进入 Linux 内核，此行将一去不复返， uboot 的使命也就完成了，它可以安息了！
我也安息了。。。玛卡巴卡，晚安~