深入解析U-BOOT:启动流程、内存布局与移植实践

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"u-boot代码详细分析" 本文将深入探讨u-boot的各个关键方面,包括代码分析、移植过程、内存布局和启动流程等。首先,我们从`u-boot-1.1.6`版本中的`cpu/arm920t/start.s`开始,这是u-boot的入口点,它包含了处理器初始化的基本步骤。`start.s`负责设置堆栈指针,初始化内存管理单元(MMU),并跳转到C代码执行。 接下来,`.lds`连接脚本文件用于控制最终可执行文件的内存布局,如全局变量的位置、代码段和数据段的映射。理解这些脚本对于调试和优化u-boot至关重要。 学习笔记中提到了u-boot的内存布局和启动过程。u-boot启动时,会进行一系列硬件初始化,包括时钟配置、内存初始化、设备检测等。然后,它会根据配置加载引导设备上的镜像,并可能进行内核参数的传递。 u-boot中的命令实现涉及到解析用户输入,执行相应的功能。每个命令都有对应的处理函数,这些函数通常在`cmd/`目录下。环境变量的实现则依赖于特定的数据结构和函数,如`env.h`中的定义,`env_init()`负责初始化,`env_relocate()`处理重定位,`env_relocate_spec()`处理特殊情况。 在代码链接过程中,可能会遇到问题,例如符号解析错误。`ldr`和`adr`是ARM指令集中的指令,前者加载地址加上一个偏移量,后者加载相对当前指令的地址,它们在使用标号表达式时有显著区别。 `start_armboot`是u-boot启动流程中的关键函数,负责全局数据结构初始化、通用初始化、设备初始化、环境变量处理以及进入主循环。 u-boot的编译过程通过`makefile`来管理,`mkconfig`文件则用于配置平台特定选项。从NAND闪存启动U-BOOT涉及NAND闪存的工作原理和启动代码设计,包括坏块管理、ECC校验等。 在ST2410平台上移植u-boot,需要考虑硬件差异,如NOR和NAND Flash的驱动编写,以及适应不同平台的启动代码。移植过程包括修改`flash.c`以支持新硬件,添加从NAND启动的代码,以及扩展命令支持,例如网络命令。 总结来说,u-boot是一个复杂的引导加载器,涵盖了从硬件初始化、命令处理到平台移植的多个层面。理解其工作原理对于开发和维护嵌入式系统至关重要。通过分析和移植实践,我们可以深入理解u-boot的内部机制,并有效地应用于实际项目中。
2019-08-27 上传
目录 u-boot-1.1.6 之 cpu/arm920t/start.s分析 ........................................................................................... 2 u-boot 中.lds连接脚本文件的分析 ...................................................................................................12 分享一篇我总结的 uboot 学习笔记(转) .....................................................................................15 U-BOOT内存布局及启动过程浅析 ...................................................................................................22 u-boot 中的命令实现 .......................................................................................................................... 25 U-BOOT环境变量实现 ........................................................................................................................28 1.相关文件 ....................................................................................................................................28 2.数据结构 ....................................................................................................................................28 3.ENV 的初始化...........................................................................................................................30 3.1env_init ............................................................................................................................30 3.2 env_relocate ...................................................................................................................30 3.3*env_relocate_spec ........................................................................................................31 4. ENV 的保存 ..............................................................................................................................31 U-Boot 环境变量 ..........................................................................................................................32 u-boot 代码链接的问题 ......................................................................................................................35 ldr 和 adr 在使用标号表达式作为操作数的区别 ............................................................................40 start_armboot 浅析 ..............................................................................................................................42 1.全局数据结构的初始化 ..........................................................................................................42 2.调用通用初始化函数...............................................................................................................43 3.初始化具体设备 .......................................................................................................................44 4.初始化环境变量 .......................................................................................................................44 5.进入主循环 ...............................................................................................................................44 u-boot 编译过程 ...................................................................................................................................44 mkconfig文件的分析 .......................................................................................................................... 47 从 NAND闪存中启动 U-BOOT的设计 ..............................................................................................50 引言 ...............................................................................................................................................50 NAND闪存工作原理 ................................................................................................................... 51 从 NAND闪存启动 U-BOOT的设计思路.................................................................................. 51 具体设计 ....................................................................................................................................... 51 支持 NAND闪存的启动程序设计 ..................................................................................... 51 支持 U-BOOT命令设计 ...................................................................................................... 52 结语 ............................................................................................................................................... 53 参考文献 ....................................................................................................................................... 53 U-boot 给 kernel 传参数和 kernel 读取参数—struct tag (以及补充) ............................................ 53 1 、u-boot 给 kernel 传 RAM 参数 ........................................................................................54 2 、Kernel 读取 U-boot 传递的相关参数 .............................................................................56 3 、关于 U-boot 中的 bd 和 gd...............................................................................................59 U-BOOT源码分析及移植 ....................................................................................................................60 一、 u-boot 工程的总体结构: ..................................................................................................61 1、源代码组织 ....................................................................................................................61 2.makefile简要分析 ............................................................................................................61 3、u-boot 的通用目录是怎么做到与平台无关的?......................................................63 4、smkd2410 其余重要的文件 : ...................................................................................63 二、u-boot 的流程、主要的数据结构、内存分配 ................................................................64 1、u-boot 的启动流程: ...................................................................................................64 2、u-boot 主要的数据结构 ...............................................................................................66 3、u-boot 重定位后的内存分布: ...................................................................................68 三、u-boot 的重要细节 。 ........................................................................................................68 关于 U-boot 中命令相关的编程 : ................................................................................. 73 四、U-boot 在 ST2410 的移植,基于 NOR FLASH和 NAND FLASH启动。......................... 76 1、从 smdk2410 到 ST2410: .............................................................................................. 76 2、移植过程: .................................................................................................................... 76 3、移植要考虑的问题: ...................................................................................................77 4、SST39VF1601: .................................................................................................................77 5、我实现的 flash.c主要部分: ...................................................................................... 78 6、增加从 Nand 启动的代码 : ..................................................................................... 82 7、添加网络命令。 ............................................................................................................ 87