UBOOT基础知识分析
UBOOT基础知识ppt
移植
Q:什么叫bootloader移植？ Q:为什么需要移植？
移植
每种不同的CPU体系结构都有不同的BootLoader。 除了依赖于CPU的体系结构外，BootLoader 还依 赖于具体的嵌入式板级设备的配置，比如板卡的 硬件地址分配，外设芯片的类型等。这也就是说， 对于两块不同的开发板而言，即使它们是基于同 一种CPU而构建的，但如果他们的硬件资源或配置 不一致的话，要想在一块开发板上运行的 BootLoader程序也能在另一块板子上运行，还是 需要作修改。
目录树
| lib_arm | lib_generic | lib_i386 | lib_m68k | lib_microblaze | lib_mips | lib_nios | lib_nios2 | lib_ppc | net | post | rtc ` tools
定义
简单地说，BootLoader就是在操作系统 运行之前运行的一段小程序。通过这段 小程序，可以初始化硬件设备，从而将 系统的软硬件环境带到一个合适的状态， 以便为最终调用操作系统做好准备。
功能
BootLoader 的主要任务是初始化硬件 （如：串口，内存），然后将内核映 象从 Flash 中读到 RAM 中，然后跳 转到内核的入口点去运行，也就是启 动操作系统。
流程
BootLoader 的 stage1 通常包括以下步骤：
·硬件设备初始化 ·为加载 BootLoader 的 stage2 准备 RAM 空间 ·拷贝 BootLoader 的 stage2 到 RAM 空间 中 ·设置好堆栈（why??） ·跳转到 stage2 的 C 入口点
流程
3Uboot移植分析
U-boot分析与移植<1）----bootloader分析一、Boot Loader 概念就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。
通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境，他就是所谓的引导加载程序<Boot Loader）。
嵌入式软件在Flash存储器中的分布图二、为什么需要BootLoader？BootLoader的终极任务是引导操作系统，所谓引导操作系统，就是启动内核，在启动内核之前所需要的环境<如初始化sdram，设置cpu模式等，下面会介绍）都是由BootLoader 来完成的。
试想一下，如果你要启动内核，让内核在内存上跑，但连sdram都没有初始化，这显然不行。
在s3c2440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。
在x86的PC机上，Boot Loader = BIOS + GRUB/LILO。
三、BootLoader的选择有些人误认为BootLoader=U-Boot，其实BootLoader只是所有引导加载程序中的一个总称。
四、启动过程S3C2440 支持两种方式的启动：Nor Flash 启动和Nand Flash 启动。
Nor Flash 和Nand Flash 都是非易失性存储器，Nor Flash 的特点是芯片内执行和不能直接写操作，程序可以直接在其中运行，而不必将程序读取到RAM 中运行。
Nor Flash 虽然具有这个优点，但是它的性价比远低于Nand Flash，因而很多系统采用Nand Flash 启动。
Nand Flash 的特点是采用非线性存储模式，程序无法在其中运行，它只能作为程序或数据的存储载体，存储在其中的程序只能先拷贝到RAM 中才能运行。
刷入uboot和大分区的方法
刷入uboot和大分区的方法一、概念解释1.1 uboot是什么U-boot是一种开源的引导加载程序，它通常用于嵌入式系统的启动过程中，负责引导操作系统的启动和初始化硬件设备。
在嵌入式系统中，uboot扮演着非常重要的角色，它的稳定性和可靠性直接影响整个系统的稳定性。
1.2 分区的作用分区是将存储设备按照一定的规则划分成多个逻辑部分的过程。
对于嵌入式系统而言，合理的分区管理可以提高存储设备的利用率，同时也方便系统的管理和维护。
二、刷入uboot的步骤2.1 确定目标设备我们需要明确要刷入uboot的目标设备是什么，是一个嵌入式开发板还是其他类型的设备。
不同的设备可能需要不同的uboot版本和刷入方法。
2.2 获取uboot源码接下来，我们需要从冠方或者其他可靠渠道获取uboot的源码。
一般来说，冠方的源码是最稳定和可靠的选择，我们可以从冠方的仓库或者全球信息站上下载源码。
2.3 编译uboot获取源码之后，我们需要根据目标设备的硬件配置，对源码进行编译。
在编译之前，我们需要配置好交叉编译工具链和相关的环境变量，确保编译过程顺利进行。
2.4 刷入uboot当uboot源码编译完成之后，我们需要将编译生成的二进制文件刷入目标设备的存储设备中。
这个过程可能涉及到串口或者其他调试工具的使用，需要特别注意刷入过程中的各项参数和配置。
2.5 测试uboot刷入完成后，我们需要对uboot进行测试，确保它能够正常启动，并且能够正确识别硬件设备。
三、创建大分区的步骤3.1 确定分区方案在创建大分区之前，我们需要确定硬盘或者TF卡的分区方案，包括分区的数量、大小和格式等。
3.2 使用分区工具常用的分区工具有fdisk、parted等，我们可以使用这些工具来创建和调整分区。
在使用分区工具时，需要特别注意当前存储设备上是否有重要的数据，避免误操作导致数据丢失。
3.3 格式化分区创建完分区之后，我们需要对分区进行格式化，以便后续的数据存储和管理。
uboot命令
uboot命令U-boot基础现在为Linux开放源代码Bootloader有很多，blob、redboot 及U-BOOT等，其中U-BOOT是目前用来开发嵌入式系统引导代码使用最为广泛的Bootloader。
它支持POWERPC、ARM、MIPS和 X86等处理器，支持嵌入式操作系统有Linux、Vxworks及NetBSD等。
2.1 U-boot源代码目录结构|-- board 平台依赖，存放电路板相关的目录文件|-- common 通用多功能函数的实现|-- cpu 平台依赖，存放cpu相关的目录文件|-- disk 通用。
硬盘接口程序|-- doc 文档|-- drivers 通用的设备驱动程序，如以太网接口驱动|-- dtt|-- examples 应用例子|-- fs 通用存放文件系统的程序|-- include 头文件和开发板配置文件，所有开发板配置文件放在其configs 里|-- lib_arm 平台依赖，存放arm架构通用文件|-- lib_generic 通用的库函数|-- lib_i386 平台依赖，存放x86架构通用文件|-- lib_m68k 平台依赖|-- lib_microblaze 平台依赖|-- lib_mips 平台依赖|-- lib_nios 平台依赖|-- lib_ppc平台依赖，存放ppc架构通用文件|-- net 存放网络的程序|-- post 存放上电自检程序|-- rtc rtc的驱动程序`-- tools 工具详细实例：board：开发板相关的源码，不同的板子对应一个子目录，内部放着主板相关代码。
Board/at91rm9200dk/at91rm9200.c, config.mk, Makefile, flash.c ,u-boot.lds等都和具体开发板的硬件和地址分配有关。
common：与体系结构无关的代码文件，实现了u-boot所有命令，其中内置了一个shell脚本解释器(hush.c, a prototype Bourne shell grammar parser), busybox中也使用了它。
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流程
BootLoader 的 stage1 通常包括以下步骤：
·硬件设备初始化 ·为加载 BootLoader 的 stage2 准备 RAM 空 间 ·拷贝 BootLoader 的 stage2 到 RAM 空间中 ·设置好堆栈（why??） ·跳转到 stage2 的 C 入口点
UBOOT
中嵌
Teacher Xie
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1
提纲
理论： BootLoader介绍 Uboot介绍 Uboot命令 Uboot工作流程 Uboot移植 Uboot烧写
实验： 移植Uboot Uboot使用
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2
第一节 BootLoader介绍
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3
概念
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定义
简单地说，BootLoader就是在操作系统 运行之前运行的一段小程序。通过这段 小程序，可以初始化硬件设备，从而将 系统的软硬件环境带到一个合适的状态， 以便为最终调用操作系统做好准备。
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功能
BootLoader 的主要任务是初始化硬件 （如：串口，内存），然后将内核映 象从 Flash 中读到 RAM 中，然后跳 转到内核的入口点去运行，也就是启 动操作系统。
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移植
Q:什么叫bootloader移植？ Q:为什么需要移植？
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移植
每种不同的CPU体系结构都有不同的BootLoader。 除了依赖于CPU的体系结构外，BootLoader 还依 赖于具体的嵌入式板级设备的配置，比如板卡的 硬件地址分配，外设芯片的类型等。这也就是说， 对于两块不同的开发板而言，即使它们是基于同 一种CPU而构建的，但如果他们的硬件资源或配置 不一致的话，要想在一块开发板上运行的 BootLoader程序也能在另一块板子上运行，还是 需要作修改。
7.uboot基础知识(1)
在这种模式下，BootLoader将通过串口或网口从主机下载程序到 目标机。例如，下载内核映像，根文件系统映像，应用程序等。
2. u-boot简介
u-boot是由德国DENX小组开发的BootLoader，其全称是Universal Boot Loader。
u-boot的开发目标是支持尽可能多的嵌入式处理器和嵌入式操作系统， 它目前已支持数百种嵌入式开发板和各种CPU，包括ARM, PowerPC, MIPS, X86, Coldfire等，同时还支持Linux，NetBSD，VxWorks等多种嵌入 式操作系统的引导。
进入Ubuntu Linux操作系统的 图形化界面。
打开桌面上的【终端】，进入命令行界面。到/home/cvtech/目录 下，查看u-boot-s5pv210源代码。
在u-boot-s5pv210文件夹中包含的目录说明如下： board：目标板相关文件，主要包含SDRAM、Flash驱动。 common：独立于处理器体系结构的通用代码，如内存大小检测与故障检
除此之外，uboot还有内存操作命令、nand flash操作命令等。 内存操作命令
cmp：内存比较命令。 cp： 内存拷贝命令。 md： 内存显示命令。 mw： 内存填充命令。 mtest：内存测试命令。 Nand flash操作命令 nand info：查看nand flash芯片信息命令。 nand erase：nand flash擦除命令。 nand scrub： nand flash擦除命令，会将坏块信息也擦除掉。 nand read：nand flash读命令。 nand write：将数据从SDRAM写入nand flash。 nand ecc：设置nand flash的ecc校验方法。
深度解析：嵌入式之uboot
深度解析：嵌入式之uboot1.为什么要有uboot1.1、计算机系统的主要部件(1)计算机系统就是以CPU为核心来运行的系统。
典型的计算机系统有：PC机（台式机+笔记本）、嵌入式设备（手机、平板电脑、游戏机）、单片机（家用电器像电饭锅、空调）(2)计算机系统的组成部件非常多，不同的计算机系统组成部件也不同。
但是所有的计算机系统运行时需要的主要核心部件都是3个东西：CPU + 外部存储器（Flash/硬盘） + 内部存储器（DDR SDRAM/SDRAM/SRAM）1.2、PC机的启动过程(1)部署：典型的PC机的BIOS程序部署在PC机主板上（随主板出厂时已经预制了），操作系统部署在硬盘上，内存在掉电时无作用，CPU在掉电时不工作。
(2)启动过程：PC上电后先执行BIOS程序（实际上PC的BIOS就是NorFlash），BIOS程序负责初始化DDR内存，负责初始化硬盘，然后从硬盘上将OS镜像读取到DDR中，然后跳转到DDR中去执行OS直到启动（OS启动后BIOS 就无用了） 1.3、典型嵌入式linux系统启动过程(1)典型嵌入式系统的部署：uboot程序部署在Flash（能作为启动设备的Flash）上、OS部署在FLash（嵌入式系统中用Flash代替了硬盘）上、内存在掉电时无作用，CPU在掉电时不工作。
(2)启动过程：嵌入式系统上电后先执行uboot、然后uboot负责初始化DDR，初始化Flash，然后将OS从Flash中读取到DDR中，然后启动OS（OS启动后uboot就无用了）总结：嵌入式系统和PC机的启动过程几乎没有两样，只是BIOS 成了uboot，硬盘成了Flash。
1.4、android系统启动过程(1)Android系统的启动和Linux系统（前面讲的典型的嵌入式系统启动）几乎一样。
几乎一样意思就是前面完全一样，只是在内核启动后加载根文件系统后不同了。
(2)可以认为启动分为2个阶段：第一个阶段是uboot到OS启动；第二个阶段是OS启动后到rootfs加载到命令行执行；现在我们主要研究第一个阶段，android的启动和linux的差别在第二阶段。
uboot讲义
1嵌入式Linux软件结构与分布一般情况下嵌入式Linux系统中的软件主要分为以下几部分：1)引导加载程序：其中包括内部ROM中的固化启动代码和BootLoader两部分。
内部固化ROM是厂家在芯片生产时候固化的，作用基本上是引导BootLoader。
有的芯片比较复杂，比如Omap3在flash中没有代码的时候有许多启动方式：USB、UART或以太网等等。
而S3C24x0则很简单，只有Norboot和Nandboot。
drive e rs。
2)Linux kernel和driv3)文件系统。
包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上的文件系统（EXT4、UBI、CRAMFS等等）。
它是提供管理系统的各种配置文件以及系统执行用户应用程序的良好运行环境及载体。
4)应用程序。
用户自定义的应用程序，存放于文件系统之中。
在Flash存储器中，他们的分布一般如下：BootLoader(被挂载到根文件系统或者作为2在嵌入式Linux中BootBootL L o a d er的必要性Linux内核的启动除了内核映像必须在主存的适当位置，CPU还必须具备一定的条件：1．CPU寄存器的设置：R0＝0；R1＝Machine ID(即Machine Type Number，定义在linux/arch/arm/tools/mach-types)；R2＝内核启动参数在RAM中起始基地址；2．CPU模式：必须禁止中断（IRQs和FIQs）；CPU必须SVC模式；3．Cache和MMU的设置：MMU必须关闭；指令Cache可以打开也可以关闭；数据Cache必须关闭；但是在CPU刚上电启动的时候，一般连内存控制器都没有初始化过，根本无法在主存中运行程序，更不可能处在Linux内核启动环境中。
为了初始化CPU及其他外设，使得Linux内核可以在系统主存中运行，并让系统符合Linux内核启动的必备条件，必须要有一个先于内核运行的程序，他就是所谓的引导加载程序（Boot Loader）。
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目录结构(展示)
Fs 文件系统的支持。
Include Uboot使用的头文件。该目录下configs目录 有与开发板相关的配置头文件，如smdk2410.h。 该目录下的asm目录有与CPU体系结构相关的头 文件。
定义
在嵌入式系统中，通常没有像BIOS那样的固 件程序，因此整个系统的加载启动任务就完 全由BootLoader来完成。比如在一个基 于 ARM7TDMI core的嵌入式系统中，系统在上 电或复位时都从地址 0x00000000开始执行。 而在这个地址处安排的通常就是系统的 BootLoader程序。
目录树
|-lib_arm |-lib_generic |-lib_i386 |-lib_m68k |-lib_microblaze |-lib_mips |-lib_nios |-lib_nios2 |-lib_ppc |-net |-post |-rtc `-tools
目录结构(展示)
Board 和开发板有关的文件。每一个开发板都以一个子目录出现 在当前目录中，比如:SMDK2410,子目录中存放与开发板相 关的文件。
下载
从下面地址可以下载到uboot的源代码：
/projects/uboot
目录树
进入到UBOOT目录，可以得到如下的目录结构：
|-board |-common |-cpu |-disk |-doc |-drivers |-dtt |-examples |-fs |-include
流程
BootLoader 的启动过程可分为单阶段 （Single-Stage）和多阶段（Multi-Stage） 两种，通常多阶段的 BootLoader 具有更复杂 的功能，更好的可移植性。从固态存储设备上 启动的 BootLoader 大多采用两阶段，即启动 过程可以分为 stage 1和 stage2：stage1完 成初始化硬件，为stage2准备内存空间，并将 stage2复制到内存中，设置堆栈，然后跳转到 stage2。
UBOOT
中 嵌
Teacher Xie
提 纲
理论： BootLoader介绍 Uboot介绍 Uboot命令 Uboot工作流程 Uboot移植 Uboot烧写
实验： 移植Uboot Uboot使用
第一节 BootLoader介绍
概念
什么是BootLoader？
安装
系统加电或复位后，所有的CPU通 常都从CPU制造商预先安排地址开 始执行。比如，S3C2410在复位后 从地址0x00000000起开始执行。而 嵌入式系统则将固态存储设备（比 如：FLASH）安排在这个地址上， 而bootloader程序又安排在固态存 储器的最前端，这样就能保证在系 统加电后，CPU首先执行 BootLoader程序。
软件层次
一个嵌入式系统从软件角度来看分为三个层次： 1. 引导加载程序 包括固化在固件(firmware)中的 boot 代码 (可选)，和 BootLoader 两大部分。 2. Linux 内核 特定于嵌入式平台的定制内核。 3. 文件系统 包括了系统命令和应用程序。
软件层次
一个同时装有 BootLoader、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：
回忆PC
PC机中的引导加载程序由BIOS （其本质是一段固件程序）和位 于硬盘MBR中的引导程序(GRUB或 LILO)一起组成。BIOS在完成硬件 检测和资源分配后，将硬盘中的 引导程序读到系统内存中然后将 控制权交给引导程序。引导程序 的主要任务是将内核从硬盘上读 到内存中,然后跳转到内核的入口 点去运行，即启动操作系统。
Common 实现Uboot支持的命令。 Cpu 与特定CPU架构相关的代码，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。
目录结构(展示)
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。
移植
Q:什么叫bootloader移植？ Q:为什么需要移植？
移植
每种不同的CPU体系结构都有不同的BootLoader。 除了依赖于CPU的体系结构外，BootLoader 还依 赖于具体的嵌入式板级设备的配置，比如板卡的 硬件地址分配，外设芯片的类型等。这也就是说， 对于两块不同的开发板而言，即使它们是基于同 一种CPU而构建的，但如果他们的硬件资源或配置 不一致的话，要想在一块开发板上运行的 BootLoader程序也能在另一块板子上运行，还是 需要作修改。
流程
BootLoader 的 stage1 通常包括以下步骤：
· 硬件设备初始化 · 为加载 BootLoader 的 stage2 准备 RAM 空 间 · 拷贝 BootLoader 的 stage2 到 RAM 空间中 · 设置好堆栈（why??） · 跳转到 stage2 的 C 入口点
流程
BootLoader 的 stage2 通常包括以下步骤：
· 初始化本阶段要使用到的硬件设备 · 将内核映像和根文件系统映像从 flash 上读 到 RAM 中
· 调用内核
内存分布
第二节 UBOOT介绍
作用
Uboot是德国DENX小组开发的用于多 种嵌入式CPU（ MIPS、x86、ARM、 XScale等）的bootloader程序, UBoot不仅支持嵌入式Linux系统的 引导，还支持VxWorks, QNX等多种 嵌入式操作系统。
定义
简单地说，BootLoader就是在操作系统
运行之前运行的一段小程序。通过这段
小程序，可以初始化硬件设备，从而将
系统的软硬件环境带到一个合适的状态，
以便为最终调用操作系统做好准备。
功能
BootLoader 的主要任务是初始化硬件 （如：串口，内存），然后将内核映 象从 Flash 中读到 RAM 中，然后跳 转到内核的入口点去运行，也就是启 动操作系统。