深入解析U-Boot的Stage1与Stage2启动流程

"uboot 详细解剖" 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道程序，负责加载操作系统到内存并准备好运行环境。本文主要聚焦于u-boot，一个广泛使用的开放源码Bootloader，尤其在Linux和ARM架构上。 u-boot分为两个阶段，Stage1和Stage2，这种分层设计有助于实现不同功能并提高代码的可读性和移植性。 1. Stage1（start.S代码结构） - 入口点：stage1的入口点通常是ROM（Flash）的0x0地址，由汇编语言编写，用于通知编译器确定程序的起始位置。 - 异常向量设置：确保CPU能正确处理各种异常情况，如中断和故障。 - CPU配置：调整CPU的速度、时钟频率和终端控制寄存器。 - 内存控制器初始化：为后续的内存操作做准备。 - ROM到RAM的复制：将stage1代码复制到RAM中以便更快执行。 - 堆栈初始化：为C语言代码提供运行所需的堆栈空间。 - 转移执行：通过特定指令（如ldrpc）从ROM转移到RAM中执行。 2. Stage2（C语言代码部分） - startarm函数：这是C语言部分的起点，也是u-boot的主要函数，负责调用一系列初始化函数。 - Flash设备初始化：对存储设备进行设置，以确保数据的可靠读写。 - 系统内存分配函数初始化：为系统动态分配内存。 - NAND设备初始化（如果存在）：处理基于NAND闪存的存储设备。 - 显示设备初始化（如有）：配置显示硬件，如LCD或字符终端。 - 网络设备初始化：设置网络接口，包括IP和MAC地址。 - 命令循环：进入命令解析阶段，等待用户通过串口输入命令，执行相应的操作。 3. U-Boot启动顺序 - u-boot的启动流程通常从汇编语言的start.S开始，然后逐渐过渡到C语言代码，包括配置文件的包含、版本信息的处理以及特定平台的初始化。 u-boot的这种设计模式使得它能够灵活适应不同的硬件平台，提供丰富的功能，如设备初始化、网络配置、文件系统操作等。通过理解这两个阶段的运作，开发者可以更好地调试和定制u-boot以满足特定项目的需求。在嵌入式开发中，深入理解u-boot的内部机制对于优化系统性能和解决故障至关重要。