深入解析U-Boot:从编译到启动流程

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"这份文档详细解析了UBOOT(通用BootLoader)的相关知识,包括其基本概念、编译系统以及启动流程。文档结构清晰,从uboot的简介开始,逐步深入到编译过程和命令执行机制。U-boot是一个广泛应用在各种嵌入式CPU上的bootloader,支持多种操作系统。在编译系统部分,讲解了如何编译SPL和u-boot.bin,以及这些程序在启动过程中的作用。最后,文档阐述了uboot命令的执行流程和如何添加自定义命令。" UBOOT,全称为Universal Boot Loader,是一款开放源码的、跨平台的bootloader,由德国DENX小组开发,广泛应用于嵌入式领域,支持Linux、NetBSD、VxWorks等多个操作系统。它的主要任务是为嵌入式系统提供引导服务,启动目标操作系统。在硬件层面,UBOOT首先与CPU内部的ROMcode协同工作,从指定的启动设备(如SD卡)加载一小段程序(SPL)到SRAM中运行。这段SPL程序负责初始化DDR内存,然后加载完整的u-boot.bin到DDR内存中执行。 在编译系统方面,文档详细解释了SPL和u-boot.bin的构建过程。开发者可以通过源代码了解哪些C代码会被编译进这两个部分。SPL通常是一小段精简的代码,目的是快速初始化系统,而u-boot.bin则包含了更复杂的初始化任务和用户交互功能。编译过程涉及配置选项、依赖关系和链接步骤,这对于理解和定制UBOOT至关重要。 UBOOT的启动流程从汇编代码开始,文档会逐行分析代码的执行逻辑,帮助读者理解系统从上电到进入命令交互模式的整个过程。这个流程通常包括硬件初始化、环境变量设置、设备检测、网络启动支持以及最终的系统加载。 在命令执行流程章节,文档详细阐述了如何在UBOOT中定义新的命令,以及已经内置的命令如何工作。UBOOT提供了丰富的命令集供用户在引导阶段进行系统操作,如查看硬件信息、网络配置、文件系统操作等。通过学习这部分内容,开发者可以扩展UBOOT的功能,满足特定需求。 总而言之,这份文档是学习和理解UBOOT的宝贵资料,涵盖了从基础理论到实际操作的全面知识,对于从事嵌入式系统开发的工程师尤其有价值。通过深入学习,开发者不仅能掌握UBOOT的工作原理,还能熟练运用它来优化和调试嵌入式系统的引导过程。
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