u-boot学习指南

### U-Boot学习指南 #### 一、U-Boot简介及结构 U-Boot（Universal Boot Loader）是一款广泛应用于嵌入式系统的引导加载程序。它不仅支持多种处理器架构，还能适用于不同的操作系统。对于想要深入了解嵌入式系统开发的工程师来说，掌握U-Boot是非常重要的。 在开始深入学习U-Boot之前，我们需要先理解它的基本结构和工作原理。U-Boot通常由以下几个关键部分组成： 1. **启动文件**：如`start.s`或`startup.s`，这部分代码负责在调用主函数（通常是`main()`）之前进行硬件初始化操作，包括但不限于初始化堆栈、设置内存管理单元（MMU）、打开中断以及配置中断向量表等。 2. **主函数和子函数**：这部分包含程序的主要逻辑，包括用户界面、命令处理等功能。虽然这些函数通常被统称为“主函数”，但实际上它们可以是任意函数，如`start_armboot()`。 3. **中断服务子程序**：尽管在大多数情况下U-Boot运行时不使用中断，但它依然提供了支持中断的能力。这部分代码用于处理特定硬件事件。 #### 二、U-Boot的修改与定制 对于想要根据自己的硬件平台定制U-Boot的开发者来说，了解如何修改和调整U-Boot的代码至关重要。下面我们将详细介绍如何修改启动文件和主函数。 ##### 2.1 start.s `start.s`是一个汇编语言文件，主要用于实现硬件环境的初始化以及将U-Boot从闪存加载到RAM中。以下是该文件的关键步骤： 1. **硬件环境初始化**：包括进入svc模式、关闭看门狗定时器、屏蔽IRQ中断、设置时钟频率、清空指令和数据缓存、禁用MMU和CACHE、配置内存控制器等。 2. **重定位**：如果U-Boot当前不在编译时指定的链接地址上，则需要将其从当前位置复制到RAM的指定位置。 3. **建立堆栈**：这是进入C函数前必须完成的一项任务。 4. **清空.bss区域**：清除未初始化的数据段。 5. **跳转至start_armboot**：这是U-Boot执行的第一个C语言函数。 ##### 2.2 lib_arm/board.c `lib_arm/board.c`中的`start_armboot()`函数是U-Boot执行的第一个C语言函数。其主要职责是完成系统初始化并进入主循环，处理用户输入的命令。具体流程如下： 1. **初始化全局变量**：通过`DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;`宏声明指向全局数据结构的指针。 2. **分配内存空间**：为全局数据结构`gd`分配内存，并对其进行初始化。 3. **初始化板级数据结构**：为板级数据结构`bd`分配内存，并对其进行初始化。 4. **主循环**：进入主循环，处理用户输入的命令。 #### 三、创建自定义命令菜单 U-Boot的一个强大特性在于它允许用户扩展和修改命令集。创建自定义命令菜单可以让用户根据自己的需求定制命令列表。以下是创建自定义命令菜单的基本步骤： 1. **定义命令结构体**：在U-Boot源代码中定义一个新的命令结构体，通常包括命令名称、命令描述、执行函数指针等信息。 2. **注册命令**：使用`add_cmd_table()`函数将新定义的命令结构体注册到U-Boot命令表中。 3. **编写命令执行函数**：实现具体的命令逻辑。这通常涉及到对硬件的操作或者其他高级功能。 4. **测试命令**：在U-Boot环境中测试新添加的命令是否按预期工作。 #### 四、总结 通过对U-Boot的学习和实践，我们可以更深入地理解嵌入式系统的启动过程，并能够根据自己的硬件平台定制引导加载程序。这对于成为一名高级嵌入式系统工程师来说是非常有价值的技能。希望本指南能帮助你更好地理解和掌握U-Boot的相关知识。