深入解析U-Boot启动过程与环境变量

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"该资源是一份深入解析U-Boot的详细文档,涵盖了从CPU启动到系统加载的全过程,包括中断向量表设置、堆栈初始化、存储器初始化、kernel加载、系统加载流程以及U-Boot的移植说明。文档中特别关注了ARM体系结构下的bootloader,特别是针对ARM920T的启动代码分析。此外,还详细讲解了U-Boot的内存布局、启动过程、命令实现、环境变量机制、代码链接问题、从NAND闪存启动的实现、给kernel传递参数的方法以及U-Boot的源码分析和移植步骤。" 在这份资源中,读者可以了解到以下关键知识点: 1. **中断向量表设置**:中断向量表是处理器执行中断或异常时跳转的地址,其设置是CPU启动的第一步,确保系统能够正确响应各种事件。 2. **堆栈初始化**:堆栈在系统启动时需要预先设定,以供后续程序运行时使用。在ARM体系中,通常会通过设置SP寄存器来初始化堆栈。 3. **存储器初始化**:涉及内存分区、内存映射和初始化数据段等,确保系统能正确访问和管理内存资源。 4. **kernel加载**:U-Boot负责将操作系统内核从存储设备加载到内存中,并跳转到内核入口点启动操作系统。 5. **系统加载流程**:从CPU启动到内核运行的整个过程,包括硬件初始化、环境变量处理、设备驱动初始化等。 6. **U-Boot移植说明**:针对特定硬件平台的U-Boot移植,包括平台相关代码的修改、配置文件调整以及编译构建过程。 7. **.lds连接脚本**:用于控制程序的内存布局,定义数据和代码段在内存中的位置。 8. **U-Boot命令实现**:介绍如何添加和实现自定义的U-Boot命令。 9. **环境变量机制**:讲解U-Boot的环境变量存储、初始化、保存和恢复,包括env_init、env_relocate等函数。 10. **代码链接问题**:探讨在编译过程中可能出现的链接问题,以及如何解决这些问题。 11. **从NAND闪存启动U-Boot**:详述NAND闪存的工作原理和设计思路,包括启动程序设计和命令支持。 12. **给kernel传递参数**:介绍如何通过U-Boot将参数传递给kernel,以及kernel如何读取这些参数。 13. **源码分析与移植**:对U-Boot源码结构、流程、数据结构进行分析,并提供SMDK2410平台上的移植实例。 这份资料适合ARM嵌入式开发的初学者,通过深入学习,可以帮助理解bootloader的工作原理,提升系统级开发能力。
2019-08-27 上传
目录 u-boot-1.1.6 之 cpu/arm920t/start.s分析 ........................................................................................... 2 u-boot 中.lds连接脚本文件的分析 ...................................................................................................12 分享一篇我总结的 uboot 学习笔记(转) .....................................................................................15 U-BOOT内存布局及启动过程浅析 ...................................................................................................22 u-boot 中的命令实现 .......................................................................................................................... 25 U-BOOT环境变量实现 ........................................................................................................................28 1.相关文件 ....................................................................................................................................28 2.数据结构 ....................................................................................................................................28 3.ENV 的初始化...........................................................................................................................30 3.1env_init ............................................................................................................................30 3.2 env_relocate ...................................................................................................................30 3.3*env_relocate_spec ........................................................................................................31 4. ENV 的保存 ..............................................................................................................................31 U-Boot 环境变量 ..........................................................................................................................32 u-boot 代码链接的问题 ......................................................................................................................35 ldr 和 adr 在使用标号表达式作为操作数的区别 ............................................................................40 start_armboot 浅析 ..............................................................................................................................42 1.全局数据结构的初始化 ..........................................................................................................42 2.调用通用初始化函数...............................................................................................................43 3.初始化具体设备 .......................................................................................................................44 4.初始化环境变量 .......................................................................................................................44 5.进入主循环 ...............................................................................................................................44 u-boot 编译过程 ...................................................................................................................................44 mkconfig文件的分析 .......................................................................................................................... 47 从 NAND闪存中启动 U-BOOT的设计 ..............................................................................................50 引言 ...............................................................................................................................................50 NAND闪存工作原理 ................................................................................................................... 51 从 NAND闪存启动 U-BOOT的设计思路.................................................................................. 51 具体设计 ....................................................................................................................................... 51 支持 NAND闪存的启动程序设计 ..................................................................................... 51 支持 U-BOOT命令设计 ...................................................................................................... 52 结语 ............................................................................................................................................... 53 参考文献 ....................................................................................................................................... 53 U-boot 给 kernel 传参数和 kernel 读取参数—struct tag (以及补充) ............................................ 53 1 、u-boot 给 kernel 传 RAM 参数 ........................................................................................54 2 、Kernel 读取 U-boot 传递的相关参数 .............................................................................56 3 、关于 U-boot 中的 bd 和 gd...............................................................................................59 U-BOOT源码分析及移植 ....................................................................................................................60 一、 u-boot 工程的总体结构: ..................................................................................................61 1、源代码组织 ....................................................................................................................61 2.makefile简要分析 ............................................................................................................61 3、u-boot 的通用目录是怎么做到与平台无关的?......................................................63 4、smkd2410 其余重要的文件 : ...................................................................................63 二、u-boot 的流程、主要的数据结构、内存分配 ................................................................64 1、u-boot 的启动流程: ...................................................................................................64 2、u-boot 主要的数据结构 ...............................................................................................66 3、u-boot 重定位后的内存分布: ...................................................................................68 三、u-boot 的重要细节 。 ........................................................................................................68 关于 U-boot 中命令相关的编程 : ................................................................................. 73 四、U-boot 在 ST2410 的移植,基于 NOR FLASH和 NAND FLASH启动。......................... 76 1、从 smdk2410 到 ST2410: .............................................................................................. 76 2、移植过程: .................................................................................................................... 76 3、移植要考虑的问题: ...................................................................................................77 4、SST39VF1601: .................................................................................................................77 5、我实现的 flash.c主要部分: ...................................................................................... 78 6、增加从 Nand 启动的代码 : ..................................................................................... 82 7、添加网络命令。 ............................................................................................................ 87