U-Boot Bootloader深度解析：从Stage1到Stage2

"本文详细介绍了UBOOT的启动过程和命令详解，包括Stage1和Stage2的执行步骤以及U-Boot启动顺序。" UBOOT，全称Microcontroller and Bootloader，是一种广泛应用在嵌入式系统的引导加载程序，它负责初始化硬件、加载操作系统内核，并提供了一套命令行接口供用户进行系统配置和调试。本文将深入解析UBOOT的启动流程和命令使用。 首先，UBOOT的启动分为两个阶段：Stage1和Stage2。Stage1是CPU启动后的第一段代码，通常由汇编语言编写，主要任务是进行最基本的系统初始化。具体来说，Stage1包括以下几个步骤： 1. **定义入口**：入口点设在ROM或Flash的0x0地址，通过修改连接器脚本指定。 2. **设置异常向量**：确保CPU能够正确处理各种异常情况。 3. **配置CPU状态**：调整CPU速度、时钟频率和终端控制寄存器。 4. **初始化内存控制器**：使能内存访问。 5. **复制代码到RAM**：将Stage1的代码从ROM复制到RAM以便执行。 6. **初始化堆栈**：为C语言执行准备堆栈环境。 7. **跳转到RAM**：使用指令ldrpc将控制权交给RAM中的代码。 Stage2通常由C语言编写，提供了更复杂的功能。在`lib_arm/board.c`中的`startarmboot`函数是C代码的起点，也是整个UBOOT的主函数。它负责以下工作： 1. **调用初始化函数**：对各种硬件设备进行初始化。 2. **初始化Flash设备**：确保能够读取和写入存储器。 3. **初始化内存管理**：设置内存分配机制。 4. **NAND设备初始化**：如果有NAND闪存，进行相应的配置。 5. **显示设备初始化**：如LCD或其他显示接口的设置。 6. **网络设备初始化**：设置IP、MAC地址，准备网络通信。 7. **进入命令循环**：等待用户通过串口输入命令，执行相应的操作。 U-Boot启动顺序示例通常从`cpu/arm920t/start.S`开始，这里的注释提到了异常向量表的设置，这在启动过程中至关重要，因为它们定义了CPU如何响应中断和异常。 在了解了UBOOT的启动流程后，我们转向其命令行接口。U-Boot提供了丰富的命令集，用于系统调试、配置和文件操作。例如： - **bootcmd**：定义自动启动命令，常用于加载和启动操作系统内核。 - **fatls**：列出FAT文件系统中的文件和目录。 - **load**：从各种存储设备加载文件到内存。 - **printenv**：显示系统环境变量，这些变量影响UBOOT的行为。 - **setenv**：设置或修改环境变量。 - **saveenv**：保存当前环境变量到非易失性存储，如Flash。 - **go**：跳转到内存中的地址执行代码，通常用于启动内核。 U-Boot的命令行环境允许开发者进行详细的系统配置，对于嵌入式开发和故障排查具有极大的价值。掌握这些命令有助于更好地理解和控制系统的启动过程，以及在系统运行时进行实时调试和维护。 总结来说，UBOOT作为嵌入式系统的引导加载程序，其Stage1和Stage2的执行流程确保了硬件的正确初始化和操作系统的加载。而其提供的命令行接口则为开发者提供了强大的工具，使得系统配置和调试更加灵活和高效。通过深入了解和熟练运用这些知识，可以极大地提升嵌入式开发的效率和成功率。