u-boot简述

1、Bootloader的启动过程启动过程可以分为单阶段(Single Stage)、多阶段(Multi-Stage)两种。通常多阶段的Bootloader能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的Bootloader大多都是 2 阶段的启动过程。这从前面的硬件实验可以很好地理解这点：第一阶段使用汇编来实现，它完成一些依赖于 CPU 体系结构的初始化，并调用第二阶段的代码。第二阶段则通常使用C语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会有更好的可读性和可移植性。

一般而言，这两个阶段完成的功能可以如下分类，但这不是绝对的：

（1）Bootloader第一阶段的功能。

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• 硬件设备初始化。
• 为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间。
• 拷贝Bootloader的第二阶段代码到 RAM 空间中。
• 设置好栈。
• 跳转到第二阶段代码的C入口点。

在第一阶段进行的硬件初始化一般包括：关闭WATCHDOG、关中断、设置CPU的速度和时钟频率、RAM初始化等。这些并不都是必需的，比如S3C2410/S3C2440的开发板所使用的U-Boot中，就将CPU的速度和时钟频率的设置放在第二阶段。

甚至，将第二阶段的代码复制到RAM空间中也不是必需的，对于NOR Flash等存储设备，完全可以在上面直接执行代码，只不过这相比在RAM中执行效率大为降低。

（2）Bootloader第二阶段的功能。

·         

• 初始化本阶段要使用到的硬件设备。
• 检测系统内存映射(memory map)。
• 将内核映像和根文件系统映像从Flash上读到RAM空间中。
• 为内核设置启动参数。
• 调用内核。

为了方便开发，至少要初始化一个串口以便程序员与Bootloader进行交互。

所谓检测内存映射，就是确定板上使用了多少内存，它们的地址空间是什么。

2、将内核存放在适当的位置后，直接跳到到它的入口点即可调用内核。调用内核之前，下列条件要满足：

（1）CPU 寄存器的设置。

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• R0＝0
• R1＝机器类型ID；对于ARM结构的CPU，其机器类型ID可以参见 linux/arch/arm/tools/mach-types。
• R2＝启动参数标记列表在 RAM 中起始基地址

（2）CPU工作模式。

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• 必须禁止中断（IRQs和FIQs）
• CPU 必须 SVC 模式

（3）Cache 和 MMU 的设置。

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• MMU 必须关闭
• 指令 Cache 可以打开也可以关闭
• 数据 Cache 必须关闭

3、U-Boot顶层目录说明

 

目录	特性	解释说明
board	开发板相关	对应不同配置的电路板(即使CPU相同)，比如smdk2410、sbc2410x
cpu	平台相关	对应不同的CPU，比如arm920t、arm925t、i386等；在它们的子目录下仍可以进一步细分，比如arm920t下就有at91rm9200、s3c24x0
lib_i386类似	某一架构下通用的文件
include	通用的函数	头文件和开发板配置文件，开发板的配置文件都放在include/configs目录下，U-Boot没有make menuconfig类似的莱单来进行可视化配置，需要手动地修改配置文件中的宏定义

lib_generic	通用的库函数，比如printf等
common	通用的函数，多是对下一层驱动程序的进一步封装
disk	通用的设备驱动程序	硬盘接口程序
drivers	各类具体设备的驱动程序，基本上可以通用，它们通过宏从外面引入平台/开发板相关的函数
dtt	数字温度测量器或者传感器的驱动
fs	文件系统
nand_spl	U-Boot一般从ROM、NOR Flash等设备启动，现在开始支持从NAND Flash启动，但是支持的CPU种类还不多
net	各种网络协议
post	上电自检程序
rtc	实时时钟的驱动
doc	文档	开发、使用文档
examples	示例程序	一些测试程序，可以使用U-Boot下载后运行
tools	工具	制作S-Record、U-Boot格式映像的工具，比如mkimage

4、根据顶层Readme文件的说明，可以知道如果要使用开发板board/<board_name>，就先执行“make <board_name>_config”命令进行配置，然后执行“makeall”，就可以生成如下3个文件：

• u-boot.bin：二进制可执行文件，它就是可以直接烧入ROM、NOR Flash的文件。
• u-boot：ELF格式的可执行文件
• u-boot.srec：Motorola S-Record格式的可执行文件