uboot启动过程详细分析资源-CSDN文库

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U-Boot 基础知识-........................................................................................................................ 1
1Bootloader 的启动方式..................................................................................................... 2
1.1 网络启动方式........................................................................................................ 2
1.2 磁盘启动方式........................................................................................................ 2
1.3 Flash 启动方式....................................................................................................... 2
2 U-boot 介绍...................................................................................................................... 2
2.1 u-boot 源代码的目录结构....................................................................................2
2.2 U-Boot 工作过程................................................................................................... 3
代码介绍.................................................................................................................................... 3
1 总结性分析...................................................................................................................... 4
2 链接分析.......................................................................................................................... 6
第一阶段代码分析..................................................................................................................... 8
1 硬件设备初始化............................................................................................................... 9
1.1 设置异常向量........................................................................................................ 9
1.2 CPU 进入 SVC 模式............................................................................................... 10
1.3 设置控制寄存器地址.......................................................................................... 10
1.4 关闭看门狗.......................................................................................................... 11
1.5 屏蔽中断.............................................................................................................. 11
1.6 设置 MPLLCON,UPLLCON, CLKDIVN.....................................................................12
1.7 关闭 MMU，cache  ------（也就是做 bank 的设置）.........................................14
1.8 初始化 RAM 控制寄存器..................................................................................... 17
2 复制 U-Boot 第二阶段代码到 RAM................................................................................ 19
3 设置堆栈........................................................................................................................ 22
4 清除 BSS 段..................................................................................................................... 23
第二阶段代码分析................................................................................................................... 23
1 gd_t 结构体.................................................................................................................... 25
2 bd_t 结构体.................................................................................................................... 25
3 init_sequence 数组................................................................................................. 26
4  U-Boot 启动 Linux 过程.................................................................................................. 28
4.1 向内核传递参数.................................................................................................. 28
4.2 使用 bootm 命令启动内核.................................................................................. 29
U-Boot 添加命令的方法及执行过程....................................................................................... 32
问题解析................................................................................................................................... 34
1 编译地址和运行地址?................................................................................................... 34
U-Boot 基础知识- 

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。

对 u-boot 的目录有了一些了解后，分析启动代码的过程就方便多了，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。



1.2.2 U-Boot 工作过程



 大多数 Boot Loader 都包含两种不同的操作模式:"启动加载"模式和"下载"模式,这种区

别仅对于开发人员才有意义。

 但从最终用户的角度看,Boot Loader 的作用就是:用来加载操作系统,而并不存在所谓的

启动加载模式与下载工作模式的区别。

 (一)启动加载(Boot loading)模式:这种模式也称为"自主"(Autonomous)模式。

 也即 Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行,整

个过程并没有用户的介入。

 这种模式是 Boot Loader 的正常工作模式,因此在嵌入式产品发布的时侯,Boot Loader

显然必须工作在这种模式下。

（二）下载(Downloading)模式:在这种模式下,目标机上的 Boot Loader 将通过串口连接或

网络连接等通信手段从主机(Host)下载文件,比如:下载内核映像和根文件系统映像等。从主

机下载的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目标机的 RAM 中,然后再被 BootLoader 写

到目标机上的 FLASH 类固态存储设备中。Boot Loader 的这种模式通常在第一次安装内核

与根文件系统时被使用;此外,以后的系统更新也会使用 Boot Loader 的这种工作模式。工

作于这种模式下的 Boot Loader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。这

种工作模式通常在第一次安装内核与跟文件系统时使用。或者在系统更新时使用。进行嵌

入式系统调试时一般也让 bootloader 工作在这一模式下。

 UBoot 这样功能强大的 Boot Loader 同时支持这两种工作模式,而且允许用户在这两

种工作模式之间进行切换。

 大多数 bootloader 都分为阶段 1(stage1)和阶段 2(stage2)两大部分,uboot 也不例外。

依赖于 CPU 体系结构的代码(如 CPU 初始化代码等)通常都放在阶段 1 中且通常用汇编语

言实现,而阶段 2 则通常用 C 语言来实现,这样可以实现复杂的功能,而且有更好的可读性和

移植性。

2. 代码介绍

在  文件中大部分的异常代码都没有实现具体的功能，只是打印一些异常消

息，其中关键的是 reset 中断代码，跳到  入口地址。

 reset 复位入口之前有一些段的声明。

1.在 reset 中，首先是将 cpu 设置为 svc32 模式下，并屏蔽所有 irq 和 fiq。

2.在 u-boot 中除了定时器使用了中断外，其他的基本上都不需要使用中断，比如串

口通信和网络等通信等，在 u-boot 中只要完成一些简单的通信就可以了，所以在这里屏蔽

掉了所有的中断响应。

3.初始化外部总线。这部分首先设置了 I/O 口功能，包括串口、网络接口等的设置，

其他 I/O 口都设置为 。然后设置 BCFG0~BCFG3，即外部总线控制器。这里 bank0

对应 Flash，设置为 16 位宽度，总线速度设为最慢，以实现稳定的操作；Bank1 对应

DRAM，设置和 Flash 相同；Bank2 对应 RTL8019。

 4.接下来是 cpu 关键设置，包括系统重映射（告诉处理器在系统发生中断的时候到外

部存储器中去读取中断向量表）和系统频率。

 5.lowlevel_init，设定 RAM 的时序，并将中断控制器清零。这些部分和特定的平台有

关，但大致的流程都是一样的。

 下面就是代码的搬移阶段了。为了获得更快的执行速度，

 通常把 stage2 加载到 RAM 空间中来执行，因此必须为加载 Boot Loader 的 stage2 准

备好一段可用的 RAM 空间范围。空间大小最好是 memory page 大小(通常是 4KB)的倍数

 一般而言， 的 RAM 空间已经足够了。

flash 中存储的 u-boot 可执行文件中，代码段、数据段以及 BSS 段都是首尾相连存储

的，

 所以在计算搬移大小的时候就是利用了用 BSS 段的首地址减去代码的首地址，这样

算出来的就是实际使用的空间。

 程序用一个循环将代码搬移到 0x81180000，即 RAM 底端 1M 空间用来存储代码。

 然后程序继续将中断向量表搬到 RAM 的顶端。由于 stage2 通常是 C 语言执行代码，

所以还要建立堆栈去。

 在堆栈区之前还要将 malloc 分配的空间以及全局数据所需的空间空下来，他们的大小

是由宏定义给出的，可以在相应位置修改。

基本内存分布图：

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内容反馈

w0725217

2018-12-11

正要学习uboot呢，自己学起来很吃力，有个参考非常好。

eolman

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