U-boot

BootLoader简介

一个嵌入式系统从软件角度来看可以分为三个层次：

1. 引导加载程序
   包括固化在固件（firmware）中的boot程序（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
   包括系统命令和应用程序
   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，从而将系统从硬件环境带到一个合适的状态，以便最终调用操作系统做好准备。
   BootLoader的启动过程可分为单阶段（single-stage）和多阶段（multi-stage）两种，通常过阶段的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stage1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.

stage1（汇编代码）通常包括以下步骤：

• 硬件设备初始化（主要是CPU内部寄存器）
• 为加载BootLoader的stage2准备RAM空间
• 拷贝BootLoader的stage2到RAM中
• 设置好堆栈（目的：为了运行c语言，创建环境）
• 跳转到stage2的c入口点

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

U-boot简介

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。

uboot下载地址ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

uboot源码目录结构如下

目录	说明
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
common	实现Uboot支持的命令
cpu	与特定cpu架构相关的代码
doc	文档目录
drivers	Uboot支持的设备驱动程序都存放在该目录，比如各种网卡、支持CFI的flash、串口和USB等
fs	文件系统的支持
include	这个目录下的configs目录有与开发板相关的配置头文件
net	与网络协议相关

uboot的Makefile从功能上可以分为两个部分：

1. 执行每种board相关的配置
2. 编译生成uboot.bin文件

Uboot.bin的生成可以分为两步：

1. 选择要使用的board：
   $make mini2440_config(必须要经过移植的)
2. 编译生成u-boot.bin：
   $make CROSS_COMPILE=arm-linux-

常用命令

命令	说明	举例
aaaaaaaaa	aaaaaaaaaaaaaaaa
help	查看所有命令
printenv	查看环境变量	参看某一个printenv 环境变量名
setenv	添加、修改、删除环境变量	添加：set name 123 ，修改：setenv name 456，删除：setenv name
saveenv	保存环境变量
tftp	通过网络下载文件	**注意：使用tftp，需要先配置好网络：uboot>setenv ethaddr 12:34:56:78:91:bc uboot>setenv ipaddr 192.168.1.1 uboot>setenv serverip 192.168.1.254(tftp服务器的地址)**例：uboot>tftp 12000000 ulmage 把server（IP=环境变量中设置的serverip）中服务目录下的ulmage通过TFTP读入到0x12000000处
md	显示内存区的内容	md [.b(单字节)，.w(双字节)， .l（四字节）] address, 例如：md .w 100000
mm	修改内存，地址自动递增	mm [.b, .w, .l] address, mm提供了一种互动修改存储器内容的方法。它会显示地址和当前值，然后提示用户输入。如果你没有输入任何值，只是按了一个回车，那么该地址的内容保持不变。如果想结束输入，则输入空格，然后回车
protect	flash写保护，打开或关闭扇区写保护	用法：protect off all 关闭所有扇区的写保护 protect on all 打开所有扇区的写保护 protect off start end 关闭从start到end扇区的写保护（比如扇区0地址为0，扇区1地址为1000，则start为0，end为0fff）protect on start end 打开从start到end扇区的写保护
erase	擦除flash扇区	用法：erase start end 擦除从start到end的扇区，start为要擦除的第一各扇区的起始地址，end为要擦除的最后一个扇区的结束地址**（在使用cp命令向Nor型flash写入数据之前必须先使用erase命令擦除flash，因为nor flash按字节写入时，无法写入1，所以必须通过擦除来写入1）**例如：erase 30000 1effff
cp	数据拷贝	cp [.b, .w, .l] saddress daddress len,例如：cp.b 31000000 50000 d0000 将内存地址31000000 处的数据（长度为d0000）拷贝到地址50000 处
go	执行内存中的二进制代码，一个简单的跳转指令	go addr [arg …]如果有参数可以加参数
bootm	执行内存中的二进制，与go相似，但bootm要求二进制代码有固定格式的文件头	bootm [addr [arg …]]

设置自动启动
=>setenv bootcmd tftp 12000000 ulmage ; bootm 12000000其实就是添加环境变量每多加一个;可以多加一条环境变量

uboot移植

板级设备的配置文件位于include/configs/<board_name>.h (board_name用相应的BOARD定义代替，例如smdk2410.h)

开始移植之前，首先要分析U-boot已经支持的开发板，选择出硬件配置最接近的开发板。选择的原则是，首先选择MCU相同的开发板，如果没有，则选择MPU相同的开发板。

移植u-boot的基本步骤如下：

1. 在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项，使用已有的配置项目为例
   smdk2410_config : unconfig
   @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
   参考上面2行，添加下面2行:
   mini2440_config : unconfig
   @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t mini2410 NULL s3c24x0
   arm: CPU架构
   arm920t: CPU类型，对应cpu/arm920t目录
   mini2440：开发板型号，对应board/mini2440目录
   NULL：开发者
   s3c24x0：片上系统(SOC)

2. 在board目录中创建一个属于新开发板的目录，向目录中添加文件，并修改：
   mkdir -p board/mini2440
   cp -rf board/smdk2410/* board/mini2440

3. 为开发板添加新的配置文件，先复制参考开发板的配置文件，再修改，例如：$cp include/configs/smdk2410.h include/configs/mini2440.h

4. 选择板级配置
   $make mini2440_config

5. 编译U-Boot
   执行make CROSS_COMPILE=arm-linux-命令，编译成功可以得到U-Boot映像。