U-Boot启动解析：gd_t结构体与异常中断向量

"云原生发展白皮书（2020）中的两个重要数据结构——gd_t结构体和u-boot启动过程" 在云原生计算环境中，基础软件组件如引导加载程序（Bootloader）扮演着至关重要的角色。本文将详细讨论u-boot中涉及的两个关键数据结构以及u-boot的启动流程。 首先，让我们关注gd_t结构体。这个结构体在u-boot中用于存储系统启动时所需的配置信息。gd_t的各个字段如下： 1. `bd_t *bd` - 指向board info的指针，包含了关于板子的详细信息，如硬件配置等。 2. `unsigned long flags` - 一组指示标志，用于标记设备的状态或完成的初始化步骤。 3. `unsigned long baudrate` - 串行通信的波特率，用于设置调试接口的通信速度。 4. `unsigned long have_console` - 表示串口初始化是否完成的标志。 5. `unsigned long reloc_off` - 重定位偏移，用于记录实际地址与预期地址之间的差异。 6. `unsigned long env_addr` - 环境变量结构体的地址，这些变量通常在启动过程中用malloc动态分配。 7. `unsigned long env_valid` - 环境变量的CRC校验，用于验证其有效性。 8. `unsigned long fb_base` - 帧缓冲区的基地址，用于图形显示。 9. `void **jt` - 跳转表，包含函数调用的地址，简化了函数查找和调用的过程。 在u-boot的源代码中，gd_t结构体的指针被声明为全局变量，并且存储在r8寄存器中，这样可以快速访问这些重要数据。 接下来，我们探讨u-boot的启动流程。启动流程从汇编语言的启动文件开始，例如在CPU/s5pc11x/start.S中： 1. 文件头：在入口点前有16字节的预定义区域，可能包含长度、校验和等信息。 2. 异常中断向量入口：定义了各种异常和中断的处理程序入口，例如Undefined Instruction、Software Interrupt、Prefetch Abort、Data Abort等，以及IRQ和FIQ中断的处理程序。 3. 数据填充：为了满足16字节对齐，代码会填充特定的数据，确保后续代码的执行效率。 然后是复位异常处理（reset）部分，这里主要设置了一些地址变量的值，并进行必要的初始化操作。在启动流程中，u-boot会逐步初始化硬件、设置内存映射、加载环境变量、启动引导加载程序的主要功能，并最终准备将控制权交给操作系统。 gd_t结构体和u-boot启动流程的深入了解对于系统级开发、故障排查和性能优化至关重要。在云原生环境下，这类底层知识有助于更好地理解和管理基础设施，确保系统的稳定性和可靠性。