uboot是什么

U-Boot作为嵌入式系统中的Bootloader,负责初始化硬件设备,建立内存映射,为操作系统内核加载做好准备。U-Boot目录结构包含板级配置、命令实现、CPU架构、文档、驱动、文件系统、头文件、网络协议及工具。启动过程分为两阶段:汇编阶段进行CPU初始化、重定位、堆栈分配等;C语言阶段分配存储空间、初始化设备、环境变量重定位,最终进入命令循环。

u-boot是一种普遍用于嵌入式系统中的Bootloader,Bootloader是在操作系统运行之前执行的一小段程序,通过它,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表,从而建立适当的软硬件环境,为最终调用操作系统内核做好准备。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,即开始启动操作系统。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。u-boot目录结构
  1、board中存放于开发板相关的配置文件,每一个开发板都以子文件夹的形式出现;
  2、Commom文件夹实现u-boot行下支持的命令,每一个命令对应一个文件;
  3、cpu中存放特定cpu架构相关的目录,每一款cpu架构都对应了一个子目录;
  4、Doc是文档目录,有u-boot非常完善的文档;
  5、Drivers中是u-boot支持的各种设备的驱动程序;
  6、Fs是支持的文件系统,其中最常用的是JFFS2文件系统;
  7、Include文件夹是u-boot使用的头文件,还有各种硬件平台支持的汇编文件,系统配置文件和文件系统支持的文件;
  8、Net是与网络协议相关的代码,bootp协议、TFTP协议、NFS文件系统得实现;
  9、Tooles是生成U-boot的工具。
  其中比较重要的目录就是/board、/cpu、/drivers和 /include目录,如果想实现u-boot在一个平台上的移植,就要对这些目录进行深入的分析。
  u-boot的启动过程:
  系统启动的入口点。既然我们现在要分析u-boot的启动过程,就必须先找到u-boot最先实现的是哪些代码,最先完成的是哪些任务。另一方面一个可执行的image必须有一个入口点,并且只能有一个全局入口点,所以要通知编译器这个入口在哪里。由此我们可以找到程序的入口点是在/board /lpc2210/u-boot.lds中指定的,其中ENTRY(_start)说明程序从_start开始运行,而他指向的是cpu /arm7tdmi/start.o文件。因为我们用的是ARM7TDMI的cpu架构,在复位后从地址0x00000000取它的第一条指令,所以我们将Flash映射到这个地址上,这样在系统加电后,cpu将首先执行u-boot程序。
  u-boot的启动过程是多阶段实现的,分了两个阶段:
  第一阶段是用汇编写的,主要任务是:
  1、CPU 自身初始化:包括MMU,Cache,时钟系统,SDRAM 控制器等的初始化;
  2、重定位:把自己从非易失性存储器搬移到 RAM 中;
  3、分配堆栈空间,设置堆栈指针
  4、清零 BSS 数据段;
  5、跳转到第二阶段入口函数 start_armboot();
  第二阶段是用C写的,主要任务是:
  1、为 U-boot 内部私有数据分配存储空间,并清零;
  2、依次调用函数指针数组 init_sequence 中定义的函数进行一系列的初始化;
  3、如果系统支持 NOR Flash,调用flash_init ()和display_flash_config ()初始化并显示检测到的器件信息;
  4、如果系统支持 LCD 或VFD,调用lcd_setmem()或vfd_setmem()计算帧缓(Framebuffer)大小,然后在BSS 数据段之后为Framebuffer 分配空间,初始化gd->fb_base 为Framebuffer 的起始地址;
  5、调用 mem_malloc_init()进行存储分配系统(类似于C 语言中的堆)的初始化和空间分配;
  6、如果系统支持 NAND Flash,调用nand_init ()进行初始化;
  7、如果系统支持 DataFlash,调用AT91F_DataflashInit()和dataflash_print_info()进行初始化并显示检测到的器件信息;
  8、调用 env_relocate ()进行环境变量的重定位,即从Flash 中搬移到RAM 中;
  9、如果系统支持 VFD,调用drv_vfd_init()进行VFD 设备初始化;
  10、从 环 境 变 量 中 读 取 IP 地址和MAC 地址, 初始化gd->bd-> bi_ip_addr 和gd->bd->bi_enetaddr;
  11、调用 jumptable_init ()进行跳转表初始化,跳转表在global_data 中,具体用途尚不清楚;
  12、调用 console_init_r()进行控制台初始化;
  13、如果需要,调用 misc_init_r ()进行杂项初始化;
  14、调用 enable_interrupts ()打开中断;
  15、如果需要,调用board_late_init()进行单板后期初始化,对于AT91SAM9260EK,主要是以太网初始化;
  16、进入主循环:根据用户的选择启动 linux,或者进入命令循环执行用户输入的命令;
  这部分是一些相对变化不大的部分,我们针对不同的板子改变它调用的一些初始化函数,并且通过设置一些宏定义来改变初始化的流程,所以这些代码在移植的过程中并不需要修改,也是错误相对较少出现的文件。在文件的开始先是定义了一个函数指针数组,通过这个数组,程序通过一个循环来按顺序进行常规的初始化,并在其后通过一些宏定义来初始化一些特定的设备。在最后程序进入一个循环,main_loop。这个循环接收用户输入的命令,以设置参数或者进行启动引导。

<think>我们被要求介绍uboot,并且需要用中文回答。在回答后必须提出3-5个相关问题,以“§§相关问题§§”开头,然后列出问题。 首先,我们需要明确uboot是什么:uboot(Das U-Boot)是一个开源的引导加载程序,广泛应用于嵌入式Linux系统。 接下来,我们可以从以下几个方面介绍: 1. uboot的定义和主要作用 2. uboot的特点 3. uboot的工作流程 4. uboot的应用场景 5. 开发和使用uboot的注意事项 然后,根据我们的介绍,提出3-5个相关问题。这些问题应该围绕uboot的相关知识展开。 注意:必须严格按照格式输出,问题部分第一行是“§§相关问题§§”,然后接着列出问题(不要换行分散,即每个问题一行,但不要有空行或换行符隔开,连续写)。 开始回答: </think>**U-Boot(Universal Bootloader)** 是一个开源的、跨平台的引导加载程序,专为嵌入式系统设计(如ARM、MIPS、PowerPC架构)。它负责初始化硬件、加载操作系统内核,并提供丰富的调试和配置功能,是嵌入式Linux设备启动的核心组件。以下是详细解析: --- ### 一、U-Boot的核心功能 1. **硬件初始化** - 上电后初始化CPU、时钟、内存控制器、串口等关键硬件(如DDR4配置时序)。 - **示例**:树莓派启动时通过U-Boot配置GPU与内存映射。 2. **操作系统加载** - 从存储介质(Flash、SD卡)加载Linux内核镜像(如`zImage`或`uImage`)和设备树(DTB),传递启动参数。 - **流程**:`读取内核→解压→传递设备树→跳转执行`。 3. **交互式命令行** - 提供类Shell界面(通过串口/USB),支持命令如`printenv`(查看环境变量)、`tftpboot`(网络加载固件)。 ### 二、U-Boot的独特优势 - **跨平台支持**:适配500+开发板(如NXP i.MX、TI AM335x)。 - **灵活启动源**: - 支持Flash、SD卡、eMMC、网络(TFTP/NFS)甚至USB加载内核。 - **数据**:工业设备可通过U-Boot在5秒内从网络启动Linux。 - **高级调试功能**: - 内存读写(`md/mw`)、硬件自检(`i2c probe`)、Flash擦写(`sf erase`)。 ### 三、存储与工作流程 - **存储位置**: - 通常烧录在板载SPI NOR Flash或eMMC的特定分区(如0x0地址)。 - **启动流程**: ```mermaid graph LR A[上电复位] --> B[ROM Bootloader] B --> C[加载U-Boot] C --> D[硬件初始化] D --> E[加载内核与设备树] E --> F[启动操作系统] ``` - **环境变量**: - 关键参数(如`bootcmd`、`bootargs`)存储在独立分区,断电不丢失。 ### 四、典型应用场景 1. **嵌入式Linux设备** - 路由器(OpenWrt)、工控机(通过U-Boot配置FPGA)。 2. **安全启动** - 验证内核签名(使用`bootm`命令的`-v`选项)。 3. **量产工具** - 批量烧录固件(结合USB OTG或JTAG)。 ### 五、开发注意事项 - **配置**:通过`make menuconfig`定制功能(如裁剪网络支持以节省空间)。 - **挑战**: - 内存配置错误导致启动失败(需精确计算DDR参数)。 - 版本兼容性问题(如旧版U-Boot无法加载Device Tree)。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值