uboot是什么
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。
u-boot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。
u-boot的启动过程:
系统启动的入口点。既然我们现在要分析u-boot的启动过程,就必须先找到u-boot最先实现的是哪些代码,最先完成的是哪些任务。另一方面一个可执行的image必须有一个入口点,并且只能有一个全局入口点,所以要通知编译器这个入口在哪里。由此我们可以找到程序的入口点是在/board /lpc2210/u-boot.lds中指定的,其中ENTRY(_start)说明程序从_start开始运行,而他指向的是cpu /arm7tdmi/start.o文件。因为我们用的是ARM7TDMI的cpu架构,在复位后从地址0x00000000取它的第一条指令,所以我们将Flash映射到这个地址上,这样在系统加电后,cpu将首先执行u-boot程序。
u-boot的启动过程是多阶段实现的,分了两个阶段:
第一阶段是用汇编写的,主要任务是:
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();
第二阶段是用C写的,主要任务是:
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;
这部分是一些相对变化不大的部分,我们针对不同的板子改变它调用的一些初始化函数,并且通过设置一些宏定义来改变初始化的流程,所以这些代码在移植的过程中并不需要修改,也是错误相对较少出现的文件。在文件的开始先是定义了一个函数指针数组,通过这个数组,程序通过一个循环来按顺序进行常规的初始化,并在其后通过一些宏定义来初始化一些特定的设备。在最后程序进入一个循环,main_loop。这个循环接收用户输入的命令,以设置参数或者进行启动引导。
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