Uboot启动流程分析(六)

1、前言

在前面的文章《Uboot启动流程分析(三)》和《Uboot启动流程分析(四)》，链接分别如下：

https://www.cnblogs.com/Cqlismy/p/12006287.html

https://www.cnblogs.com/Cqlismy/p/12147411.html

已经对board_init_f函数进行了简单介绍，在这个函数当中，会调用一系列的函数去初始化一些早期的板子外设和gd结构体的成员变量，但是board_init_f函数并没有将所有的外设进行初始化，还有一些后续的工作需要完成，这些工作就是由board_init_r函数去完成。

在介绍board_init_r函数之前，先来回忆一下_main函数的简单调用流程，如下：

_main
    |
    board_init_f_alloc_reserve-->reserve gd and early malloc area
    |
    board_init_f_init_reserve-->initialize global data
    |
    board_init_f-->initialize ddr,timer...,and fill gd_t
    |
    relocate_code-->relocate uboot code
    |
    relocate_vectors-->relocate vectors
    |
    board_init_r-->calling board_init_r

可以看到board_init_r函数处于_main函数的最后阶段了，board_init_r函数的执行过程和board_init_f函数非常类似，因此，将会使用相同的方法对该函数过程进行分析。

2、board_init_r函数

在uboot源码中，board_init_r函数的定义在下面的文件中：

uboot/common/board_r.c

函数的定义如下所示：

void board_init_r(gd_t *new_gd, ulong dest_addr)
{
#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
    int i;
#endif

#ifdef CONFIG_AVR32
    mmu_init_r(dest_addr);
#endif

#if !defined(CONFIG_X86) && !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_ARM64)
    gd = new_gd;
#endif

#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(init_sequence_r); i++)
        init_sequence_r[i] += gd->reloc_off;
#endif

    if (initcall_run_list(init_sequence_r)) /* 调用一系列初始化函数 */
        hang();

    /* NOTREACHED - run_main_loop() does not return */
    hang();
}

和board_init_f函数类似，调用initcall_run_list()函数来进行初始化，init_sequence_r是一个数组，也就是函数初始化序列，为了兼容多款板子，里面包含了大量的条件编译函数，将一些无关条件编译代码去掉后，其定义如下：

init_fnc_t init_sequence_r[] = {
    initr_trace, /* 初始化buffer跟踪相关 */
    initr_reloc, /* 标记重定位完成 */
    
#ifdef CONFIG_ARM
    initr_caches, /* 使能caches */
#endif

    initr_reloc_global_data, /* 初始化gd的一些成员变量 */
    initr_barrier,
    initr_malloc,　　/* 初始化malloc区域 */
    initr_console_record, /* 初始化控制台相关内容 */
    bootstage_relocate, /* 启动状态重定位 */
    initr_bootstage, /* 初始化bootstage */
    
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_NDS32)
    board_init,    /* Setup chipselects */
#endif

    stdio_init_tables, /* stdio相关初始化 */
    initr_serial,　　/* serial接口初始化 */
    initr_announce,
    INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
    power_init_board,
    
#ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH
    initr_flash,
#endif

    INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET

#ifdef CONFIG_CMD_NAND
    initr_nand,　　/* 初始化nand flash */
#endif

　#ifdef CONFIG_GENERIC_MMC
　　　initr_mmc,
　#endif

    initr_env,　　/* 环境变量初始化 */
    INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
    initr_secondary_cpu,
    stdio_add_devices,
    initr_jumptable,

    console_init_r,        /* fully init console as a device */
    interrupt_init,
    
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_AVR32)
    initr_enable_interrupts,
#endif

#ifdef CONFIG_CMD_NET
    initr_ethaddr,　　/* 获取mac地址 */
#endif

#ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
    board_late_init,　　/* 板子后期外设初始化 */
#endif

#ifdef CONFIG_CMD_NET
    INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
    initr_net,　　/* 初始化板子的网络设备 */
#endif

    run_main_loop,
};

接下来，对init_sequence_r内定义的函数进行简要分析：

首先是initr_trace()函数，该函数的定义如下：

static int initr_trace(void)
{
#ifdef CONFIG_TRACE
    trace_init(gd->trace_buff, CONFIG_TRACE_BUFFER_SIZE);
#endif

    return 0;
}

该函数中，如果定义了CONFIG_TRACE宏的话，将调用trace_init()函数，是与初始化和调试跟踪相关的内容。

接下来，调用initr_reloc()函数，该函数定义如下：

static int initr_reloc(void)
{
    /* tell others: relocation done */
    gd->flags |= GD_FLG_RELOC | GD_FLG_FULL_MALLOC_INIT;

    return 0;
}

initr_reloc函数设置了gd->flags成员，标记uboot重定位完成。

接下来，判断是否定义了宏CONFIG_ARM，对于imx6ul定义了该宏，将调用initr_caches()函数，该函数定义如下：

static int initr_caches(void)
{
    /* Enable caches */
    enable_caches();
    return 0;
}

从代码可以知道，该函数用于使能芯片的caches。

接下来调用initr_reloc_global_data()函数用于初始化重定为后gd的一些成员变量。

对于imx6ul，initr_barrier()为空函数，直接返回。

继续调用initr_console_record()函数，用于初始化控制台相关内容，对于imx6ul为空函数。

bootstage_relocate()函数用于重定位bootstage相关的东西。

接下来，继续调用initr_bootstage()函数，用于初始化bootstage相关的内容。

函数继续执行，接下来判断是否定义宏CONFIG_ARM，对于imx6ul，定义了该宏，所以会调用board_init()函数，该函数与板级相关，定义在下面文件：

uboot/board/freescale/mx6ul_comp6ul_nand/mx6ul_comp6ul_nand.c

该函数的定义如下所示：

int board_init(void)
{
    /* Address of boot parameters */
    gd->bd->bi_boot_params = PHYS_SDRAM + 0x100;

    imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(iox_pads, ARRAY_SIZE(iox_pads));

    iox74lv_init();    /* 初始化74hc595芯片(串行输入、并行输出) */

#ifdef CONFIG_SYS_I2C_MXC
    setup_i2c(0, CONFIG_SYS_I2C_SPEED, 0x7f, &i2c_pad_info1); /* 初始化I2C */
#endif

#ifdef    CONFIG_FEC_MXC
    setup_fec(CONFIG_FEC_ENET_DEV); /* 网络相关初始化 */
#endif

#ifdef CONFIG_USB_EHCI_MX6
    setup_usb(); /* USB接口初始化 */
#endif

#ifdef CONFIG_FSL_QSPI
    board_qspi_init();
#endif

#ifdef CONFIG_NAND_MXS
    setup_gpmi_nand();
#endif

    return 0;
}

从函数中可以看到，这是个板级初始化函数，主要是用来初始化了板子上的一些外设，例如GPIO、I2C接口和网络相关接口等。

接下来，继续调用stdio_init_tables()函数用于初始化stdio相关东西。

调用initr_serial()函数初始化串口相关东西。

调用initr_announce()函数，调试相关的内容，用于通知已经在DRAM中运行。

继续调用power_init_board()函数，用于初始化电源相关的芯片。

接下来，判断有没有定义宏CONFIG_SYS_NO_FLASH，如果没有定义该宏的话，调用函数initr_flash()，但是对于imx6ul中，定义了该宏，因此，该函数无效。

函数继续执行，接下来，判断是否定义了宏CONFIG_CMD_NAND，对于使用Nand Flash启动的，将会定义该宏，因此会调用initr_nand()函数初始化nand，该函数定义如下：

#ifdef CONFIG_CMD_NAND
/* go init the NAND */
static int initr_nand(void)
{
    puts("NAND:  ");
    nand_init();
    return 0;
}
#endif

函数执行后，会将nand flash进行初始化，并在串口以字符串的形式输出nand flash的大小。

接下来，判断是否定义了CONFIG_GENERIC_MMC宏，对于imx6ul，该宏定义在文件：

uboot/include/imx6_common.h

因此，函数initr_mmc()会执行，用来初始化和sd/mmc相关的接口。

initr_env()函数用来初始化环境变量。

initr_secondary_cpu()用来初始化其它的CPU核，但是对于imx6ul只有一个CPU核，因此此函数无效。

stdio_add_devices()函数用于初始化各种输入输出设备，例如LCD相关的设备。

initr_jumptable()函数用来初始化跳转表相关的内容。

console_init_r()函数用于完成控制器台的初始化，该函数调用后，uboot将输出如下：

In:    serial
Out:   serial
Err:   serial

interrupt_init()函数用来初始化中断相关内容，initr_enable_interrupts()函数用来使能中断。

接下来，判断是否定义CONFIG_CMD_NET宏，对于imx6ul相关的板级配置文件，定义了该宏，因此会调用initr_ethaddr()函数初始化网络地址，用于获取网卡的MAC地址。

board_late_init()函数用于板级后续的一些外设初始化。

接下来，调用函数initr_net()初始化板子上的网络设备，该函数的定义如下：

#ifdef CONFIG_CMD_NET
static int initr_net(void)
{
    puts("Net:   ");
    eth_initialize();
#if defined(CONFIG_RESET_PHY_R)
    debug("Reset Ethernet PHY
");
    reset_phy();
#endif
    return 0;
}
#endif

需要定义相关宏CONFIG_CMD_NET才会调用该函数，如果初始化成功的话，串口会输出对应的信息。

最后，运行run_main_loop()函数，主循环函数，用于处理输入的命令，该函数的实现过程分析另起文章分析。

3、小结

本篇文章主要是对board_init_r()函数进行简单分析，该函数用于板级后期的一些外设初始化和设置gd结构体的成员变量，函数的调用过程和board_init_f()函数类似。