u-boot启动过程分析

【u-boot启动过程分析】 u-boot，全称为Universal Boot Loader，是一种广泛应用在嵌入式系统中的Bootloader。它主要用于初始化硬件设备，建立内存空间映射表，为加载和运行操作系统内核做好准备。在嵌入式Linux系统开发中，u-boot扮演着至关重要的角色。 在嵌入式系统启动过程中，u-boot取代了PC机中BIOS的功能。由于嵌入式设备通常没有类似BIOS的固件程序，因此Bootloader承担了整个系统的加载启动任务。例如，在基于ARM7TDMI核心的嵌入式系统中，系统上电或复位后，从地址0x00000000开始执行，这个位置通常存放的就是Bootloader的代码。 u-boot的启动方式有多种，包括网络启动、磁盘启动和Flash启动。 1. **网络启动**：在这种方式下，目标板通过BOOTP/DHCP获取IP地址和网络配置，然后利用TFTP服务从主机下载内核映像，通过网络文件系统进行通信。u-boot提供了命令行接口，便于用户交互和系统更新。 2. **磁盘启动**：主要应用于台式机和服务器，通过BIOS引导，使用磁盘作为存储介质，如LILO和GRUB。不过，这个启动方式在嵌入式系统中不常见。 3. **Flash启动**：这是最常见的启动方式。Bootloader通常存储在NOR Flash或NAND Flash中，可以直接执行。内核映像和文件系统也存储在Flash中，与网络启动方式不同的是，它们不需要通过网络传输。 u-boot的启动流程大致如下： 1. **上电自检（Power-on Self Test, POST）**：检查和初始化CPU、内存、外设等硬件。 2. **初始化Bootloader**：根据硬件平台加载和执行Bootloader，通常是从Flash开始。 3. **设置环境变量**：根据需要设置网络、串口、存储设备等的配置。 4. **设备初始化**：初始化并测试各种设备，如显卡、网络接口、串行端口等。 5. **内存映射**：创建内存空间的映射表，以便正确访问和管理内存。 6. **加载内核**：通过网络、串口或直接从Flash读取操作系统内核，并将其加载到内存的预定位置。 7. **传递控制权**：将控制权转交给操作系统内核，执行内核初始化。 8. **提供命令行界面**：在加载操作系统前，u-boot提供了一个简单的命令行界面，允许用户执行一些基本操作，如查看状态、修改配置、启动操作系统等。 了解和掌握u-boot的启动过程对于嵌入式Linux系统开发者至关重要，因为这有助于理解系统如何从硬件层面启动，如何与硬件交互，以及如何为特定硬件平台定制和调试Bootloader。同时，熟悉u-boot的命令行接口可以方便地进行系统维护和调试，提高开发效率。