### U-BOOT的启动流程及移植详解
#### Bootloader及U-Boot简介
在嵌入式系统中，**Bootloader**扮演着至关重要的角色，它是系统启动的第一阶段，负责搭建起硬件与操作系统之间的桥梁，为操作系统提供运行前的必要环境准备，如初始化CPU、设置堆栈、管理内存等。Bootloader的特性与其所运行的硬件平台密切相关，包括CPU架构、电路板设计、系统配置及目标操作系统等因素，这使得Bootloader具有很强的定制性和针对性。
U-Boot作为一款流行的开源Bootloader，因其广泛的支持性和强大的功能，在嵌入式Linux系统开发中备受青睐。它不仅能够支持PowerPC、ARM、MIPS、X86等多种处理器架构，还兼容Linux、VxWorks、NetBSD、QNX、RTEMS、ARTOS、LynxOS等多款嵌入式操作系统，极大地扩展了其应用范围。U-Boot的官方网站位于sourceforge.net/projects/u-boot，开发者可以在此获取最新版本的源代码，进行学习和研究。
U-Boot起源于PPC-boot项目，经过不断发展和完善，尤其在PowerPC处理器支持和Linux操作系统兼容性方面表现突出。U-Boot的源代码开放且定期更新，为硬件底层开发提供了优秀的参考案例。
#### U-Boot系统启动流程
U-Boot遵循常见的Bootloader启动策略，其启动过程分为Stage 1和Stage 2两个阶段：
1. **Stage 1 (start.s代码结构)**
- **入口定义**：确保可执行Image在ROM(Flash)的0x0地址处有唯一的入口点。
- **设置异常向量**：定义CPU在遇到异常时应转向何处处理。
- **CPU速度与时钟频率设置**：配置CPU的核心时钟频率和中断控制。
- **内存控制器初始化**：初始化内存控制器，为后续的RAM操作做准备。
- **程序复制至RAM**：将ROM中的程序代码复制到RAM中，以提高运行效率。
- **堆栈初始化**：设置堆栈区域，确保程序执行的上下文完整性。
- **跳转至RAM执行**：使用`ldr pc`指令跳转至RAM中继续执行后续代码。
2. **Stage 2 (C语言代码部分)**
- **调用初始化函数**：执行一系列的初始化操作，为系统运行奠定基础。
- **Flash设备初始化**：配置Flash设备，确保其正常工作。
- **系统内存分配初始化**：设置动态内存管理机制，优化资源分配。
- **NAND设备初始化**：若目标系统配备NAND Flash，则需对其进行初始化。
- **显示设备初始化**：初始化屏幕或LCD显示设备。
- **网络设备初始化**：配置网络参数，如IP、MAC地址，使网络功能可用。
- **命令循环**：进入主循环，接收并响应用户命令，提供交互界面。
#### 移植实例：S3C44B0X开发板上的U-Boot移植
对于基于S3C44B0X处理器的开发板，U-Boot的移植涉及硬件驱动的适配和系统初始化代码的调整。开发板包含2MB Flash、8MB SDRAM、LED指示灯及JTAG接口，其硬件配置决定了U-Boot的特定实现方式。
**U-Boot文件下载**：
- 可通过CVS在Linux环境下下载最新源码，使用匿名登录访问sourceforge.net的CVS服务器，无需密码直接回车确认即可。
- 另一种方式是通过FTP从denx服务器下载所需模块。
移植U-Boot至S3C44B0X平台，需针对其硬件特性进行代码调整，例如，初始化S3C44B0X特有的外设，配置其特定的时钟和电源管理单元，以及调整内存布局以匹配开发板的实际内存布局。此外，还需要编写或修改设备驱动，确保所有硬件组件在系统启动时被正确识别和初始化。这一过程不仅考验开发者对U-Boot框架的理解，也要求他们具备深厚的硬件知识和编程技巧。
总结而言，U-Boot的启动流程及移植是一项复杂而精细的任务，涉及到硬件驱动的编写、系统初始化逻辑的设计以及与目标硬件平台的深度适配。开发者需要具备扎实的理论基础和实践经验，才能顺利完成这一过程，构建出稳定可靠的嵌入式系统启动环境。
