U-Boot启动流程：汇编与C语言实现详解

U-Boot启动过程是一种常见的嵌入式操作系统引导加载程序，用于在计算机启动时加载内核和其他运行时环境。它主要由两个阶段组成：stage1和stage2，每个阶段负责不同的任务，以确保系统的稳定和高效启动。 **Stage 1：汇编语言启动阶段** - **start.S文件**：这是U-Boot的第一阶段代码，通常包含在`start.S`文件中。这部分代码主要负责初始化和设置系统的基础架构，具体步骤如下： - **入口定义**：通过修改链接器脚本实现，确保程序的正确引导。 - **异常向量设置**：设置处理器的异常处理机制，包括未定义指令、软件中断、预取异常、数据异常以及未使用的中断向量。 - **CPU配置**：设置CPU的速度、时钟频率和终端控制寄存器。 - **内存初始化**：确保内存控制器正确配置，以便后续加载和操作。 - **程序复制**：将ROM中的U-Boot程序加载到RAM中，提高执行效率。 - **堆栈初始化**：设置一个安全的堆栈区域，用于存放函数调用和临时数据。 - **跳转到RAM执行**：通过`ldrpc`指令将控制权转移至RAM中的程序开始执行。 **Stage 2：C语言启动阶段** - **startarm函数**：位于`lib_arm/board.c`中的`startarm_boot`函数是C语言的起点，它是整个U-Boot（针对ARM架构）的主要入口。这个阶段执行更复杂的初始化任务： - **初始化序列**：调用一系列初始化函数，如硬件设备、内存管理、Flash设备等。 - **设备初始化**：针对特定硬件，初始化NAND设备（如果存在），以及显示设备，如LCD或LED。 - **网络设备配置**：设置网络接口的IP地址、MAC地址等参数，为网络通信做准备。 - **进入命令循环**：创建一个命令行交互界面，接收用户从串口输入的命令，并根据命令执行相应的功能。 **U-Boot启动顺序** - U-Boot的启动顺序遵循一定的逻辑，首先是全局的`_globl_start`标记，接着是`_start`入口点，这里执行复位向量并跳转到`reset`函数。 - 然后是处理各种异常的中断向量，包括未定义指令、软件中断、预取和数据异常，以及未使用的中断。 - 接下来是睡眠设置相关的操作，确保系统在不同状态下能正确响应和恢复。 总结来说，U-Boot的启动过程是一个精心设计的分阶段过程，确保了在各种硬件平台上快速而准确地加载和初始化操作系统的关键组件，为后续的操作系统引导和应用程序运行奠定了基础。通过了解这个过程，开发人员可以更好地理解和优化他们的嵌入式系统启动流程。