ARM上电启动：Uboot内存初始化与Linux内核加载过程详解

本文主要针对ARM平台的Uboot启动流程进行深入分析，特别关注初始化内存分配、设备初始化以及进入Uboot命令循环或Linux内核执行的过程。文章以pynq-z2配置和引导为背景，探讨了上电后第一条指令的位置、不同存储设备（如norflash和nandflash）的初始化，以及Uboot链接脚本的作用。重点剖析了start.S文件中的关键函数，如_start、reset、cpu_init等相关部分，这些函数在启动过程中负责CPU初始化、代码重定位、BSS区清零和数据区加载等任务。 首先，文章指出ARM上电后第一条指令的执行位置取决于CPU的设计，不同型号的ARM处理器有不同的默认程序计数器（PC）值。然后，它详细解释了如何通过分析Uboot的linker script（如Uboot.lds）来理解代码的内存布局和如何与硬件交互，特别是对于cache和TLB（Translation Lookaside Buffer，缓存高速缓存）的操作。 在start.S文件的分析中，作者逐行讲解了各个函数的功能，如`_start`函数作为程序的入口点，`reset`用于处理复位情况，`cpu_init_cp15`和`cpu_init_crit`则负责CPU控制寄存器的初始化。`lowlevel_init`和`s_init`执行基本的系统初始化，`call_board_init_f15`调用特定板级初始化函数，而`relocate_code`确保代码正确地移到RAM中。此外，还涉及到清除BSS区和将控制权转移至RAM的`clear_bss`和`jump_2_ram`函数。 板级初始化部分讨论了如何根据硬件配置执行相应的初始化，这部分内容可能包括硬件接口设置、内存映射等。文章提到的三级标题缺失，但可以推测这部分内容将深入讨论实际硬件交互和系统引导流程。 异常处理是Uboot的重要组成部分，文章详细解析了异常向量表的结构，异常处理函数的调用流程，以及异常真正处理函数的实现。这部分内容有助于理解Uboot在面对硬件故障或异常情况时的响应机制。 本文通过对ARM Uboot源码的详细剖析，为读者提供了一个全面理解嵌入式系统启动过程，包括内存管理、设备驱动和异常处理等方面的知识框架，适合深入学习和研究ARM平台的Bootloader开发。