uboot启动代码详解

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u-boot启动代码start.S详解

u-boot启动代码start.S详解

U-BOOT一、U-BOOT的目录结构u-boot目录下有18个子目录,分别存放管理不通的源程序。

这些目录中所要存放的文件有其规则,可以分成三类。

■第一类目录与处理器体系结构或者开发板硬件直接相关;■第二类目录是一些通用的函数或者驱动程序;■第三类目录是u-boot的应用程序、工具或者文档。

Board:和一些已有开发板相关的文件,比如Makefile和u-boot.lds等都和具体开发板的硬件和地址分配有关。

Common:与体系结构无关的文件,实现各种命令的C文件。

CPU:CPU 相关文件,其中的子目录都是以u-boot所支持的CPU为名,比如有子目录arm926ejs、mips、mpc8260和nios等,每个特定的子目录中都包括cpu.c和interrupt.c 和start.S。

其中cpu.c初始化cpu、设置指令cache和数据cache 等;interrupt.c设置系统的各种终端和异常,比如快速中断,开关中断、时钟中断、软件中断、预取中止和未定义指令等;start.S是u- boot启动时执行的第一个文件,他主要是设置系统堆栈和工作发式,为进入C程序奠定基础。

Disk:disk驱动的分区处理代码、Doc:文档。

Drivers:通用设备驱动程序,比如各种网卡、支持CFI的flash、串口和USB总线等。

Dtt:数字温度测量器或者传感器的驱动Examples:一些独立运行的应用程序的例子。

Fs:支持文件系统的文件,u-boot现在支持cramfs、fat、fdos、jffs2、yaffs和registerfs。

Include:头文件,还有对各种硬件平台支持的会变文件,系统的配置文件和对文件系统支持的文件。

Net:与网络有关的代码,BOOTP协议、TFTP协议RARP协议和NFS文件系统的实现。

Lib_ppc:存放对PowerPC体系结构通用的文件,主要用于实现PowerPC平台通用的函数,与PowerPC体系结构相关的代码。

uboot代码详细分析

uboot代码详细分析

uboot代码详细分析目录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)3.2env_relocate (30)3.3env_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)结语 (53)参考文献 (53)U-boot给kernel传参数和kernel读取参数—structtag(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。

U-boot命令分析报告

U-boot命令分析报告

Uboot命令的解释及添加方法Baods2012.03.22一、分析uboot命令的执行过程在uboot启动的第二段代码start_armboot函数最后面会进入死循环,在这个死循环中调用main_loop函数,其中main_loop函数在common/main.c中定义在这里面查看是否设置环境变量参数,如果设置了则看串口在bootdelay秒内有没有输入,若没有则执行bootcmd命令/****************************************************************************/ void main_loop(void){......#if defined(CONFIG_BOOTDELAY)&&(CONFIG_BOOTDELAY>=0)char*s;int bootdelay;#endif....../**在这里获得环境变量参数bootdelay,如果环境变量中有定义,则将值赋给bootdelay,*没有则赋值给CONFIG_BOOTDELAY.*/#if defined(CONFIG_BOOTDELAY)&&(CONFIG_BOOTDELAY>=0)s=getenv("bootdelay");bootdelay=s?(int)simple_strtol(s,NULL,10):CONFIG_BOOTDELAY;debug("###main_loop entered:bootdelay=%d\n\n",bootdelay);......s=getenv("bootcmd");获取bootcmddebug("###main_loop:bootcmd=\"%s\"\n",s?s:"<UNDEFINED>");if(bootdelay>=0&&s&&!abortboot(bootdelay)){run_command(s,0);/*执行bootcmd中的命令*/....../*Main Loop for Monitor Command Processing*/#ifdef CFG_HUSH_PARSERparse_file_outer();/*This point is never reached*/for(;;);#elsefor(;;){len=readline(CFG_PROMPT);/*首先显示CFG_PROMPT定义的字符串"U-boot>"然后等待键盘输入....之后对一些特别字符进行处理,对于正常字符将存放到console_buffer中*/flag=0;/*assume no special flags for now*/if(len>0)strcpy(lastcommand,console_buffer);else if(len==0)flag|=CMD_FLAG_REPEAT;#ifdef CONFIG_BOOT_RETRY_TIMEelse if(len==-2){/*返回值等于-2则timeout*/puts("\nTimed out waiting for command\n");#ifdef CONFIG_RESET_TO_RETRY/*Reinit board to run initialization code again*/do_reset(NULL,0,0,NULL);#elsereturn;/*retry autoboot*/#endif}#endifif(len==-1)/*返回值等于-1则break*/puts("<INTERRUPT>\n");elserc=run_command(lastcommand,flag);读取到命令后交给run_command处理if(rc<=0){/*invalid command or not repeatable,forget it*/lastcommand[0]=0;}}#endif/*CFG_HUSH_PARSER*/}接下来看看run_command函数做了什么工作?int run_command(const char*cmd,int flag){cmd_tbl_t*cmdtp;char cmdbuf[CFG_CBSIZE];/*working copy of cmd*/char*str=cmdbuf;......clear_ctrlc();/*forget any previous Control C*/if(strlen(cmd)>=CFG_CBSIZE){/*判断输入的命令是否太长*/ puts("##Command too long!\n");return-1;}strcpy(cmdbuf,cmd);/*复制命令到cmdbuf*//*Process separators and check for invalid repeatable commands*/ while(*str){/*char*str=cmdbuf*//**Find separator,or string end*Allow simple escape of';'by writing"\;"*/for(inquotes=0,sep=str;*sep;sep++){if((*sep=='\'')&&(*(sep-1)!='\\'))inquotes=!inquotes;if(!inquotes&&(*sep==';')&&/*separator*/(sep!=str)&&/*past string start*/(*(sep-1)!='\\'))/*and NOT escaped*/break;}/*Limit the token to data between separators*/token=str;if(*sep){str=sep+1;/*start of command for next pass*/*sep='\0';}elsestr=sep;/*no more commands for next pass*//*find macros in this token and replace them*/process_macros(token,finaltoken);/*Extract arguments*/if((argc=parse_line(finaltoken,argv))==0){rc=-1;/*no command at all*/continue;}/*这里调用到了find_cmd函数,查找命令表、进入一个命令*/if((cmdtp=find_cmd(argv[0]))==NULL){printf("Unknown command'%s'-try'help'\n",argv[0]);rc=-1;/*give up after bad command*/continue;}if(argc>cmdtp->maxargs){/*检查最大的参数变量*/printf("Usage:\n%s\n",cmdtp->usage);rc=-1;continue;}#if(CONFIG_COMMANDS&CFG_CMD_BOOTD)/*avoid"bootd"recursion*/if(cmdtp->cmd==do_bootd){#ifdef DEBUG_PARSERprintf("[%s]\n",finaltoken);#endifif(flag&CMD_FLAG_BOOTD){puts("'bootd'recursion detected\n");rc=-1;continue;}else{flag|=CMD_FLAG_BOOTD;}}#endif/*CFG_CMD_BOOTD*//*OK接下来调用cmd_tbl_t结构体中注册的cmd函数*/if((cmdtp->cmd)(cmdtp,flag,argc,argv)!=0){rc=-1;}repeatable&=cmdtp->repeatable;/*Did the user stop this?*/if(had_ctrlc())return0;/*if stopped then not repeatable*/}return rc?rc:repeatable;}从上面的分析知道XXX命令的执行过程如下:1.在U-Boot中输入“XXX”命令执行时,U-Boot接收输入的字符串“XXX”,然后传递给run_command函数;2.run_command函数调用find_cmd函数在__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end间查找命令,并返回“XXX”命令的cmd_tbl_t结构;3.run_command函数使用返回的cmd_tbl_t结构中的函数指针调用“XXX”命令的响应函数“do_XXX”,从而完成了命令的执行。

uboot代码剖析

uboot代码剖析

Uboot 代码剖析黄雪莉代码重定位编译器在编译一段程序链接过程中,要对所有目标文件进行重定位,建立符号引用规则,同时为变量,函数等分配地址。

程序执行时,把代码加载到链接时指定的地址空间,以保证程序在执行过程中对变量,函数等符号的正确引用,是程序正常运行。

但是在操作系统中,一个进程通常从硬盘等二级存储设备拷贝到内存中去执行,这两者的地址是不同的,因此操作系统要对这个进程进行重定位,才能正确运行该进程。

位置不相关代码:在设计系统引导程序如bootloader时,一般为了提高速度,需要将bootloader 从ROM拷贝到RAM中去执行,这两者的地址也不同。

如果这些代码即使不在链接时指定的地址空间也能正确运行,这就是位置无关代码(position independent code)。

PIC的特点是,它被加载到任意地址空间都可以正确的执行。

其原理是PIC对常量和函数入口地址的操作都是基于PC+偏移量的寻址方式。

即使程序被移动,但是PC也变化了,而偏移量是不变的,所以程序仍然可以找到正确的入口地址或者常量。

位置代码无关在U-boot中的实现:U-Boot中用GOT表(Global Offset Table 全局偏移量表)实现PIC代码位置无关,总的来讲,U-Boot依靠维护GOT表来实现,在GOT表中存放一些全局label 的表项,这些表项记录重要的地址;运行在Flash时,GOT表中存放的是编译时全局label的值(地址);当U-Boot运行时检测RAM大小进行代码搬运之后,利用代码搬运前后产生的地址偏移对(相对偏移)GOT表中的各个表项值进行更新,使其记录RAM中的相应的地址。

这样代码运行时不会出现代码/变量地址出错的问题。

主要代码剖析1.关于GOT的主要宏定义(include/ppc_asm.tmpl)2. .got2段的声明3.上电复位,从flash的起始地址读取硬件复位配置字HRCW(Hard Reset Configuration Word),每次都8位,每四次组成一个32位配置字,分别组成低32位配置字和高32位配置字,分别存放在CFG_HRCW_LOW 和CFG_HRCW_HIGH寄存HRCW控制时钟及其他硬件的功能,如PCI host和Agent模式,启动位置和大小端。

U-boot代码解析

U-boot代码解析

u-boot源码解析u-boot介绍Uboot是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序, UBoot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导,当前,它还支持NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS 嵌入式操作系统。

UBoot除了支持PowerPC系列的处理器外,还能支持MIPS、 x86、ARM、NIOS、XScale等诸多常用系列的处理器。

board:和一些已有开发板有关的文件。

每一个开发板都以一个子目录出现在当前目录中,子目录中存放与开发板相关的配置文件。

它的每个子文件夹里都有如下文件:makefileconfig.mksmdk2410.c 和板子相关的代码(以smdk2410为例)flash.c Flash操作代码memsetup.s 初始化SDRAM代码u-boot.lds 对应的连接文件common:实现uboot命令行下支持的命令,每一条命令都对应一个文件。

例如bootm命令对应就是cmd_bootm.c。

cpu:与特定CPU架构相关目录,每一款Uboot下支持的CPU在该目录下对应一个子目录,比如有子目录arm920t等。

cpu/ 它的每个子文件夹里都有如下文件:makefileconfig.mkcpu.c 和处理器相关的代码interrupts.c 中断处理代码serial.c 串口初始化代码start.s 全局开始启动代码disk:对磁盘的支持。

doc:文档目录。

Uboot有非常完善的文档,推荐大家参考阅读。

drivers:Uboot支持的设备驱动程序都放在该目录,比如各种网卡、支持CFI的Flash、串口和USB等。

fs: 支持的文件系统,Uboot现在支持cramfs、fat、fdos、jffs2和registerfs。

include:Uboot使用的头文件,还有对各种硬件平台支持的汇编文件,系统的配置文件和对文件系统支持的文件。

嵌入式linux开发uboot启动过程源码分析(一)

嵌入式linux开发uboot启动过程源码分析(一)

嵌⼊式linux开发uboot启动过程源码分析(⼀)⼀、uboot启动流程简介与⼤多数BootLoader⼀样,uboot的启动过程分为BL1和BL2两个阶段。

BL1阶段通常是开发板的配置等设备初始化代码,需要依赖依赖于SoC体系结构,通常⽤汇编语⾔来实现;BL2阶段主要是对外部设备如⽹卡、Flash等的初始化以及uboot命令集等的⾃⾝实现,通常⽤C语⾔来实现。

1、BL1阶段uboot的BL1阶段代码通常放在start.s⽂件中,⽤汇编语⾔实现,其主要代码功能如下: (1)指定uboot的⼊⼝。

在链接脚本uboot.lds中指定uboot的⼊⼝为start.S中的_start。

(2)设置异常向量(exception vector) (3)关闭IRQ、FIQ,设置SVC模式 (4)关闭L1 cache、设置L2 cache、关闭MMU (5)根据OM引脚确定启动⽅式 (6)在SoC内部SRAM中设置栈 (7)lowlevel_init(主要初始化系统时钟、SDRAM初始化、串⼝初始化等) (8)设置开发板供电锁存 (9)设置SDRAM中的栈 (10)将uboot从SD卡拷贝到SDRAM中 (11)设置并开启MMU (12)通过对SDRAM整体使⽤规划,在SDRAM中合适的地⽅设置栈 (13)清除bss段,远跳转到start_armboot执⾏,BL1阶段执⾏完2、BL2阶段start_armboot函数位于lib_arm/board.c中,是C语⾔开始的函数,也是BL2阶段代码中C语⾔的,同时还是整个u-boot(armboot)的主函数,BL2阶段的主要功能如下: (1)规划uboot的内存使⽤ (2)遍历调⽤函数指针数组init_sequence中的初始化函数 (3)初始化uboot的堆管理器mem_malloc_init (4)初始化SMDKV210开发板的SD/MMC控制器mmc_initialize (5)环境变量重定位env_relocate (6)将环境变量中⽹卡地址赋值给全局变量的开发板变量 (7)开发板硬件设备的初始化devices_init (8)跳转表jumptable_init (9)控制台初始化console_init_r (10)⽹卡芯⽚初始化eth_initialize (11)uboot进⼊主循环main_loop⼆、uboot程序⼊⼝分析1、link.lds链接脚本⽂件分析u-boot.lds⽂件是uboot⼯程的链接脚本⽂件,位于board\samsung\smdkc110⽬录下,对于⼯程项⽬编译后期的链接阶段⾮常重要,决定了uboot程序的组装。

u-boot源码分析之start.s分析

u-boot源码分析之start.s分析

一、bootloader启动过程1、Stage1start.S代码结构(1)定义入口。

(2)设置异常向量(Exception Vector)。

(3)设置CPU的速度、时钟频率及终端控制寄存器。

(4)初始化内存控制器。

(5)将ROM中的程序复制到RAM中。

(6)初始化堆栈。

(7)转到RAM中执行,该工作可使用指令ldr pc来完成。

2、Stage2C语言代码部分(1)调用一系列的初始化函数。

(2)初始化Flash设备。

(3)初始化系统内存分配函数。

(4)如果目标系统拥有NAND设备,则初始化NAND设备。

(5)如果目标系统有显示设备,则初始化该类设备。

(6)初始化相关网络设备,填写IP、MAC地址等。

(7)进去命令循环(即整个boot的工作循环),接受用户从串口输入的命令,然后进行相应的工作。

3、U-Boot的启动顺序二、具体代码分析1.Stage1start.S代码结构1.1定义入口(u-boot.lds)ENTRY(_start)1.2设置异常向量1.3设置全局向量表地址变量和字节对齐方式1.4定义重定位全局变量1.5设置全局搬移地址(falsh->dram)1.6设置中断向量地址1.7设置cpu模式设置cpu工作模式为SVC模式。

1.4中断向量表搬移,时钟设置1.5CPU设置(TBL,icache,MMU)1.6板级初始化1.7boot镜像搬移到SDRAM1.8清除bss段计算出偏移地址:__rel_dyn_start 、__rel_dyn_start 、__dynsym_start1.9跳转到Stage2C 语言部分1.10中断处理程序File :arch/arm/lib/Board.cvoid board_init_r (gd_t *id,ulong dest_addr)。

Uboot代码分析

Uboot代码分析

UBOOT分析报告整理修改中2011-3-10目录Uboot介绍 (2)Uboot 启动流程 (2)I.Uboot启动过程 (2)II.Uboot启动汇编代码部分 (3)III.Uboot启动C代码部分 (4)IV.Uboot中初试环境变量位置及调整方法 (6)V.Uboot c代码中gd(全局数据)的保存位置 (6)Uboot的编译生成 (6)Uboot 汇编代码探究 (6)Uboot C代码探究 (6)一、Uboot下命令实现 (6)二、env_* 环境变量操作函数实现(如saveenv) (7)1、env_sf.c环境变量要保存在spi flash时调用 (7)Uboot 内部宏定义 (7)1.DECLARE_GLOBLE_DATA_PTR (7)2. CONFIG_ENV_ADDR (8)3. CONFIG_ENV_OFFSET (8)4. CONFIG_ENV_SECT_SIZE (8)5. CONFIG_ENV_IS_EMBEDDED (8)6. CONFIG_ENV_IS_IN_NAND (9)Uboot 目录结构功能 (10)Uboot介绍Uboot全写Universal Boot Loader,是芯片加电或复位后进入操作系统之前运行的一段代码,用于完成从硬件到操作系统的过度。

Uboot 启动流程I.Uboot启动过程Uboot启动过程主要分为7块:1.CPU初始化:设置CPU工作模式与工作频率2.时钟、串口、内存初始化3.划分内存:分配堆、栈,设置环境变量位置、Uboot自身代码位置、指定程序代码入口4.根据Uboot启动选项将自身加载至内存5.加载环境变量6.初始化flash pci以及网口等7.进入命令行或者根据环境变量启动Linux的kernelUboot的启动过程中会有两大步骤,一部分是汇编代码部分,一部分是C代码部分,由于运行C代码部分需要配置堆栈所以前一部分初始化主要由汇编语言完成。

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·1 引言在专用的嵌入式板子运行GNU/Linux 系统已经变得越来越流行。

一个嵌入式Linux 系统从软件的角度看通常可以分为四个层次:1. 引导加载程序。

固化在固件(firmware)中的boot 代码,也就是Boot Loader,它的启动通常分为两个阶段。

2. Linux 内核。

特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。

3. 文件系统。

包括根文件系统和建立于Flash 内存设备之上文件系统,root fs。

4. 用户应用程序。

特定于用户的应用程序。

有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。

常用的嵌入式GUI 有:MicroWindows 和MiniGUI 等。

引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。

回忆一下PC 的体系结构我们可以知道,PC 机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘MBR 中的OS Boot Loader(比如,LILO 和GRUB 等)一起组成。

BIOS 在完成硬件检测和资源分配后,将硬盘MBR 中的Boot Loader 读到系统的RAM 中,然后将控制权交给OS Boot Loader。

Boot Loader 的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM 中,然后跳转到内核的入口点去运行,也即开始启动操作系统。

而在嵌入式系统中,通常并没有像BIOS 那样的固件程序(注,有的嵌入式CPU 也会内嵌一段短小的启动程序),因此整个系统的加载启动任务就完全由Boot Loader 来完成。

比如在一个基于ARM7TDMI core 的嵌入式系统中,系统在上电或复位时通常都从地址0x00000000 处开始执行,而在这个地址处安排的通常就是系统的Boot Loader 程序。

·2 bootloader简介简单地说,Boot Loader (引导加载程序)就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序,它的作用就是加载操作系统,实现硬件的初始化,建立内存空间的映射图,为操作系统内核准备好硬件环境并引导内核的启动。

如上图所示的那样在设备的启动过程中bootloader位于最底层,首先被运行来引导操作系统运行,很容易可以看出bootloader是底层程序所以它的实现严重地依赖于硬件,特别是在嵌入式世界。

因此,在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。

尽管如此,一些功能强大、支持硬件环境较多的BootLoader也被广大的使用者和爱好者所支持,从而形成了一些被广泛认可的、较为通用的的bootloader实现。

2.1 Boot Loader 所支持的CPU 和嵌入式板每种不同的CPU 体系结构都有不同的Boot Loader。

有些Boot Loader 也支持多种体系结构的CPU,比如U-Boot 就同时支持ARM 体系结构和MIPS 体系结构。

除了依赖于CPU 的体系结构外,Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。

这也就是说,对于两块不同的嵌入式板而言,即使它们是基于同一种CPU 而构建的,要想让运行在一块板子上的Boot Loader 程序也能运行在另一块板子上,通常也都需要修改Boot Loader 的源程序。

2.2 Boot Loader 的安装媒介(Installation Medium)系统加电或复位后,所有的CPU 通常都从某个由CPU 制造商预先安排的地址上取指令。

比如,基于ARM7TDMI core 的CPU 在复位时通常都从地址0x00000000 取它的第一条指令。

而基于CPU 构建的嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备(比如:ROM、EEPROM 或FLASH 等)被映射到这个预先安排的地址上。

因此在系统加电后,CPU 将首先执行Boot Loader 程序。

下图1就是一个同时装有Boot Loader、内核的启动参数、内核映像和根文件系统映像的固态存储设备的典型空间分配结构图:图1 固态存储设备的典型空间分配结构2.3 Boot Loader 的启动过程:单阶段(Single Stage)/多阶段(Multi-Stage)通常多阶段的Boot Loader 能提供更为复杂的功能,以及更好的可移植性。

从固态存储设备上启动的Boot Loader 大多都是2 阶段的启动过程,也即启动过程可以分为stage 1 和stage 2 两部分。

而至于在stage 1 和stage 2 具体完成哪些任务将在下面讨论。

2.4 Boot Loader 的操作模式(Operation Mode)大多数Boot Loader 都包含两种不同的操作模式:"启动加载"模式和"下载"模式,这种区别仅对于开发人员才有意义。

但从最终用户的角度看,Boot Loader 的作用就是用来加载操作系统,而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。

启动加载(Boot loading)模式:这种模式也称为"自主"(Autonomous)模式。

也即Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM 中运行,整个过程并没有用户的介入。

这种模式是Boot Loader 的正常工作模式,因此在嵌入式产品发布的时侯,Boot Loader 显然必须工作在这种模式下。

下载(Downloading)模式:在这种模式下,目标机上的Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机(Host)下载文件,比如:下载内核映像和根文件系统映像等。

从主机下载的文件通常首先被Boot Loader 保存到目标机的RAM 中,然后再被Boot Loader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。

Boot Loader 的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用;此外,以后的系统更新也会使用Boot Loader 的这种工作模式。

工作于这种模式下的Boot Loader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的菜单界面或命令行接口来接收要执行的操作。

像Blob 或U-Boot 等这样功能强大的Boot Loader 通常同时支持这两种工作模式,而且允许用户在这两种工作模式之间进行切换。

比如,Blob 在启动时处于正常的启动加载模式,但是它会延时10 秒等待终端用户按下任意键而将blob 切换到下载模式。

如果在10 秒内没有用户按键,则blob 继续启动Linux 内核。

2.5 常见的Boot LoaderU-BOOT:U-Boot是Das U-Boot的简称,其含义是Universal Boot Loader,是遵循GPL条款的开放源码项目。

uboot是一个庞大的公开源码的软件。

它支持一些系列的arm体系,包含常见的外设的驱动,是一个功能强大的板极支持包。

vivi:vivi是韩国mizi 公司开发的bootloader, 适用于ARM9处理器。

Vivi也有两种工作模式:启动加载模式和下载模式。

启动加载模式可以在一段时间后(这个时间可更改)自行启动linux内核,这是vivi的默认模式。

如果修改或更新需要进入下载模式,在下载模式下,vivi为用户提供一个命令行接口通过接口可以使用vivi提供的一些命令,来实现flash的烧写、管理、操作mtd分区信息、启动系统等功能。

2.6 U-BOOT的目录结构·3 Boot Loader 的主要任务与典型结构框架从操作系统的角度看,Boot Loader 的总目标就是正确地调用内核来执行。

另外,由于Boot Loader 的实现依赖于CPU 的体系结构,因此大多数Boot Loader 都分为stage1 和stage2 两大部分。

依赖于CPU 体系结构的代码,比如设备初始化代码等,通常都放在stage1 中,而且通常都用汇编语言来实现,以达到短小精悍的目的。

而stage2 则通常用C语言来实现,这样可以实现给复杂的功能,而且代码会具有更好的可读性和可移植性。

以u-boot为例,它启动过程的两个阶段(stage) 如下:·第一阶段(stage 1) cpu/arm920t/start.S依赖于CPU体系结构的代码(如设备初始化代码等),一般用汇编语言来实现。

主要进行以下方面的设置:设置ARM进入SVC模式、禁止IRQ和FIQ、关闭看门狗、屏蔽所有中断。

设置时钟(FCLK,HCLK,PCLK)、清空I/D cache、清空TLB、禁止MMU和cache、配置内存控制器、为搬运代码做准备、搬移uboot映像到RAM中(使用copy_loop实现)、分配堆栈、清空bss段(使用clbss_l实现)。

最后通过ldr pc, _start_armboot跳转到第二阶段。

·第二阶段(stage 2) lib_arm/board.c该阶段主要都是用C语言来实现。

start_armboot()进行一系列初始化(cpu, 板卡,中断,串口,控制台等),开启I/D cache。

初始化FLASH,根据系统配置执行其他初始化操作。

打印LOG,使能中断,获取环境变量,初始化网卡。

最后进入main_loop()函数。

综上所述,可简单的归纳两个阶段的功能如下:·第一阶段的功能:硬件设备初始化加载U-Boot第二阶段代码到RAM空间设置好栈跳转到第二阶段代码入口·第二阶段的功能:初始化本阶段使用的硬件设备检测系统内存映射将内核从Flash读取到RAM中为内核设置启动参数调用内核U-Boot启动第一阶段流程如下:3.1 u-boot 的stage1详细分析uboot的第一阶段设计的非常巧妙,几乎都是用汇编语言实现的。

首先我们来看一下它的链接脚本(u-boot-1.1.6\board\smdk2410\u-boot.lds),通过它我们可以知道它整个程序的各个段是怎么存放的。

它定义了整个程序编译之后的连接过程,决定了一个可执行程序的各个段的存储位置。

/* 指定输出可执行文件是elf 格式,32 位ARM 指令,小端*/OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")/* 指定输出可执行文件的平台架构为ARM架构*/OUTPUT_ARCH(arm)/* 指定输出可执行文件的起始代码段为_start */ENTRY(_start)SECTIONS{. = 0x00000000;//入口地址. = ALIGN(4);//四字节对齐.text ://代码段,上面3行标识是不占任何空间的{cpu/arm920t/start.o (.text)//这里将start.o放在第一位就表示把start.s编译时放在最开始,也就是uboot启动是最先执行start.S*(.text)//所有的其他程序的代码段以四字节对齐放在它后面}. = ALIGN(4); //前面的“.”表示当前值.rodata : { *(.rodata) }//只读数据段. = ALIGN(4);.data : { *(.data) }//指定读/写数据段. = ALIGN(4);.got : { *(.got) }//指定got段,got段式是uboot自定义的一个段,非标准段. = .;__u_boot_cmd_start = .;//把__u_boot_cmd_start赋值为当前位置,即起始位置.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }//指定u_boot_cmd段,uboot把所有的uboot命令放在该段__u_boot_cmd_end = .;//把__u_boot_cmd_end赋值为当前位置,即结束位置. = ALIGN(4);__bss_start = .;//__bss_start赋值为当前位置,即bss段得开始位置.bss : { *(.bss) }_end = .;//把_end赋值为当前位置,即bss段得结束地址}从上面这段代码我们可以看出uboot运行的第一个程序是cpu/arm920t/start.S里面的第一个段_start。

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