U-Boot启动分析：硬件初始化与内核加载

"U-Boot分析，包括其工作过程、第一阶段和第二阶段的功能，以及启动第一阶段的代码分析。" U-Boot是一个广泛使用的开放源码引导加载程序，主要用于嵌入式系统，尤其是基于ARM架构的设备。它为系统提供初始化硬件、加载操作系统内核以及传递启动参数等功能。本文主要探讨U-Boot的工作过程，特别是它的两个启动阶段，并对第一阶段的代码进行深入分析。 1. U-Boot工作过程 U-Boot的启动过程分为两个关键阶段： （1）第一阶段：此阶段主要负责硬件初始化，加载第二阶段的代码到RAM，并设置堆栈。这一部分的代码通常由汇编语言编写，以实现对硬件的精确控制。在ARM920T处理器上，这个阶段的代码位于`cpu/arm920t/start.S`和`board/samsung/mini2440/lowlevel_init.S`文件中。 （2）第二阶段：在这个阶段，U-Boot会继续初始化更多的硬件设备，检测内存映射，从Flash复制内核到RAM，并设置内核启动参数，最后调用内核启动操作系统。 1.1.1 U-Boot启动第一阶段代码分析 第一阶段的入口点由链接脚本`cpu/arm920t/u-boot.lds`指定，入口代码位于`cpu/arm920t/start.o`中的`_start`标签。`start.S`文件包含汇编语言代码，首先执行硬件初始化，如设置异常向量。 异常向量是处理器在遇到异常或中断时跳转的地址。在`start.S`的开头，定义了各个异常向量，包括未定义指令、软件中断、预取指令异常、数据操作异常、未使用、IRQ中断和FIQ中断。这些异常处理程序是系统正常运行的基础，确保系统能够正确响应各种异常情况。 接下来，第一阶段的代码会继续初始化其他硬件设备，例如设置时钟、初始化GPIO、配置串口等。然后，它将第二阶段的代码从非易失性存储（如Flash）加载到RAM中，设置好栈，最后跳转到第二阶段代码的入口点。 第二阶段的代码通常由C语言编写，具备更高级别的功能，如与用户交互、加载文件系统映像等。这个阶段会进一步初始化内存控制器、网络接口、USB设备等，并准备启动参数供内核使用。 总结来说，U-Boot作为嵌入式系统的引导加载程序，其启动过程分为两个阶段，第一阶段负责基本的硬件初始化和加载第二阶段代码，而第二阶段则完成更多复杂的系统初始化任务。通过对第一阶段的源代码分析，我们可以深入理解U-Boot如何启动和控制硬件，为后续的操作系统运行奠定基础。对于开发和调试嵌入式系统，理解U-Boot的工作原理至关重要。