U-Boot启动解析:从start.S到RAM
"U-Boot启动过程分析" U-Boot是一个开源的引导加载程序,用于多种嵌入式设备,特别是基于ARM处理器的系统。它的主要任务是在系统加电或复位后,为操作系统(如Linux)提供启动服务,包括硬件初始化、加载内核映像以及传递控制权给操作系统。本文将深入解析U-Boot的启动流程,帮助读者理解其工作原理。 首先,U-Boot的入口程序是`cpu/arm920t/start.S`,这是一个汇编语言程序,包含了处理器复位后的初始执行代码。在这个阶段,CPU会从预定义的复位向量开始执行,这个向量通常位于存储器的固定位置。复位向量包含了一系列中断处理程序的地址,用于处理不同类型的异常和中断情况,如未定义指令、软件中断、预取异常、数据异常、未使用异常、中断请求(IRQ)和快速中断(FIQ)。 进入`reset`标签的代码后,U-Boot会将CPU设置为安全模式(SVC32),这是执行大部分操作系统的默认模式。接着,它会关闭看门狗定时器,以防止在启动过程中发生不必要的系统复位。如果编译选项`CONFIG_INIT_CRITICAL`被启用,U-Boot还会执行关键的CPU初始化函数`cpu_init_crit`。 启动过程中的关键一步是代码的重定位。`relocate`标签下的代码检查U-Boot是否从Flash启动还是已经存在于RAM中。如果从Flash启动,代码需要被复制到RAM中,因为Flash的读写速度较慢,不适合执行。`_start`、`_armboot_start`和`_bss_start`是几个重要的符号,它们分别表示U-Boot的起始地址、可执行代码的起始地址和BSS段的起始地址。通过计算,确定需要复制的代码大小,并使用循环完成从Flash到RAM的代码复制。复制完成后,U-Boot的堆栈和BSS段也需要初始化。 在`stack_setup`部分,U-Boot设置了堆栈指针,以便在运行时正确地管理函数调用和数据存储。`_TEXT_BASE`是一个常量,表示U-Boot原始的加载地址,减去这个值可以得到128KiB重定位的U-Boot的起始位置。最后,U-Boot会执行更多的初始化步骤,如设置内存控制器、初始化串口、检测和初始化外部存储设备等。 U-Boot的启动流程复杂而精细,它不仅涉及到硬件层面的初始化,还包括对操作系统加载所需环境变量的设置。理解这一过程对于开发和调试嵌入式系统至关重要,因为它可以帮助开发者有效地定位和解决问题,确保系统的稳定和高效运行。
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