U-Boot是一款广泛使用的嵌入式Linux启动加载器,它在嵌入式系统的引导过程中起着关键作用,通常分为两个阶段:stage1和stage2。这两个阶段的代码结构和功能各不相同。
Stage1, 也称为启动阶段1,主要由start.S文件用汇编语言编写。这个阶段的主要任务包括:
1. **定义入口点**:作为可执行映像的起点,start.S的入口点通常设在ROM(闪存)的0x0地址,通过修改连接器脚本确保编译器识别这个特殊位置。
2. **异常向量设置**:为了处理处理器异常情况,需要配置异常向量表,确保系统能正确响应中断。
3. **硬件配置**:初始化CPU速度、时钟频率以及控制终端设备的寄存器。
4. **内存管理**:初始化内存控制器,为后续的操作提供稳定的内存环境。
5. **程序复制**:将ROM中的程序复制到RAM中,以便执行。
6. **堆栈初始化**:设置一个安全的执行栈,对程序调用和异常处理至关重要。
7. **转到RAM执行**:最后,使用ldrpc指令将控制权转移到RAM中的代码开始执行。
Stage2, 或称为高级启动阶段,主要由lib_arm/board.c中的startarmboot函数负责,它使用C语言编写。此阶段的功能更为复杂,包括:
1. **初始化序列**:调用多个初始化函数,确保硬件和系统环境准备就绪。
2. **Flash设备初始化**:根据目标设备配置,初始化存储设备,如NAND,用于长期存储数据。
3. **内存管理**:初始化系统内存分配函数,优化内存使用。
4. **扩展设备支持**:针对特定系统,可能包含NAND设备或显示设备的初始化。
5. **网络设备配置**:如果存在,设置网络参数如IP地址和MAC地址。
6. **命令循环**:进入命令行界面,接收用户输入,执行相应操作,这是U-Boot交互的关键环节。
U-Boot的启动顺序通常是特定硬件平台相关的,如示例中的`cpu/arm920t/start.S`,它会加载并跳转到预先定义的异常向量表,接着按照上述步骤执行。不同的U-Boot版本可能会调整这个过程,但基本的阶段划分和功能保持一致。
理解U-Boot的启动流程有助于开发人员更好地定制和维护自己的嵌入式系统,特别是在面对不同架构和设备时,了解每个阶段的职责有助于定位问题并快速修复。