啥是uboot

uboot简介

u-boot是一种普遍用于嵌入式系统中的Bootloader,Bootloader是在操作系统运行之前执行的一小段程序,通过它,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表,从而建立适当的软硬件环境,为最终调用操作系统内核做好准备。Boot Loader的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM中,然后跳转到内核的入口点去运行,即开始启动操作系统。系统在上电或复位时通常都从地址0x00000000处开始执行,而在这个地址处安排的通常就是系统的Boot Loader程序。

uboot的构成

目录结构

1、board中存放于开发板相关的配置文件,每一个开发板都以子文件夹的形式出现;
2、Commom文件夹实现u-boot行下支持的命令,每一个命令对应一个文件;
3、cpu中存放特定cpu架构相关的目录,每一款cpu架构都对应了一个子目录;
4、Doc是文档目录,有u-boot非常完善的文档;
5、Drivers中是u-boot支持的各种设备的驱动程序;
6、Fs是支持的文件系统,其中最常用的是JFFS2文件系统;
7、Include文件夹是u-boot使用的头文件,还有各种硬件平台支持的汇编文件,系统配置文件和文件系统支持的文件;
8、Net是与网络协议相关的代码,bootp协议、TFTP协议、NFS文件系统得实现;
9、Tooles是生成U-boot的工具。

  其中比较重要的目录就是/board、/cpu、/drivers和 /include目录,如果想实现u-boot在一个平台上的移植,就要对这些目录进行深入的分析。

工作模式

U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。启动加载模式是Bootloader的正常工作模式,嵌入式产品发布时,Bootloader必须工作在这种模式下,Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行,整个过程是自动的。下载模式就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的FLASH中。用户可以利用Bootloader提供的一些命令接口来完成自己想要的操作。

uboot启动过程

  • 第一阶段(汇编)
1、CPU 自身初始化:包括MMU,Cache,时钟系统,SDRAM 控制器等的初始化;
2、重定位:把自己从非易失性存储器搬移到 RAM 中;
3、分配堆栈空间,设置堆栈指针;
4、清零 BSS 数据段;
5、跳转到第二阶段入口函数 start_armboot();
  • 第二阶段(c语言)
1、为 U-boot 内部私有数据分配存储空间,并清零;
2、依次调用函数指针数组 init_sequence 中定义的函数进行一系列的初始化;
3、如果系统支持 NOR Flash,调用flash_init ()和display_flash_config ()初始化并显示检测到的器件信息;
4、如果系统支持 LCD 或VFD,调用lcd_setmem()或vfd_setmem()计算帧缓(Framebuffer)大小,然后在BSS 数据段之后为Framebuffer 分配空间,初始化gd->fb_base 为Framebuffer 的起始地址;
5、调用 mem_malloc_init()进行存储分配系统(类似于C 语言中的堆)的初始化和空间分配;
6、如果系统支持 NAND Flash,调用nand_init ()进行初始化;
7、如果系统支持 DataFlash,调用AT91F_DataflashInit()和dataflash_print_info()进行初始化并显示检测到的器件信息;
8、调用 env_relocate ()进行环境变量的重定位,即从Flash 中搬移到RAM 中;
9、如果系统支持 VFD,调用drv_vfd_init()进行VFD 设备初始化;
10、从 环 境 变 量 中 读 取 IP 地址和MAC 地址, 初始化gd->bd-> bi_ip_addr 和gd->bd->bi_enetaddr;
11、调用 jumptable_init ()进行跳转表初始化,跳转表在global_data 中,具体用途尚不清楚;
12、调用 console_init_r()进行控制台初始化;
13、如果需要,调用 misc_init_r ()进行杂项初始化;
14、调用 enable_interrupts ()打开中断;
15、如果需要,调用board_late_init()进行单板后期初始化,对于AT91SAM9260EK,主要是以太网初始化;
16、进入主循环:根据用户的选择启动 linux,或者进入命令循环执行用户输入的命令;

参考资料

U-BOOT简洁版-快速入门uboot

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