嵌入式linux开发uboot移植（一）——uboot项目简介

一、uboot简介

U-Boot，全称 Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的从FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步发展演化而来的开放源码项目。

在操作系统方面，U-Boot不仅支持嵌入式Linux系统的引导，它还支持NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android嵌入式操作系统。目前支持的目标操作系统是OpenBSD, NetBSD, FreeBSD,4.4BSD, Linux, SVR4, Esix, Solaris, Irix, SCO, Dell, NCR, VxWorks, LynxOS, pSOS, QNX, RTEMS, ARTOS, android。

在CPU架构方面，U-Boot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。

U-Boot项目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。

二、uboot的特性

Uboot的特性：

1、开放源码；

2、支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android；

3、支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS；

4、较高的可靠性和稳定性；

5、高度灵活的功能设置，适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；

6、丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等；

7、较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；

三、主要功能

U-Boot支持的主要功能：

1、系统引导支持NFS挂载、RAMDISK(压缩或非压缩)形式的根文件系统；支持NFS挂载、从FLASH中引导压缩或非压缩系统内核；

2、基本辅助功能强大的操作系统接口功能；可灵活设置、传递多个关键参数给操作系统，适合系统在不同开发阶段的调试要求与产品发布，尤以Linux支持最为强劲；支持目标板环境参数多种存储方式，如FLASH、NVRAM、EEPROM；

3、 CRC32校验可校验FLASH中内核、RAMDISK镜像文件是否完好；

4、设备驱动串口、SDRAM、FLASH、以太网、LCD、NVRAM、EEPROM、键盘、USB、PCMCIA、PCI、RTC等驱动支持；

5、上电自检功能SDRAM、FLASH大小自动检测；SDRAM故障检测；CPU型号；

6、特殊功能XIP内核引导；

四、工作模式

U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。

1、启动加载模式

启动加载模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式产品发布时，Bootloader必须工作在这种模式下，Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行，整个过程是自动的。

2、下载模式

下载模式就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的FLASH中。用户可以利用Bootloader提供的一些命令接口来完成自己想要的操作。开发人员可以使用各种命令，通过串口连接或网络连接等通信手段从主机(Host)下载文件(比如内核映像、文件系统映像)，将它们直接放在内存运行或是烧入Flash类固态存储设备中。

板子与主机间传输文件时，可以使用串口的xmodem/ymodem/zmodem协议，还可以使用网络通过tftp、nfs协议来传输，以及USB下载等方法。

一般来说，嵌入式开发人员采用下载模式进行开发嵌入式系统。通常采用交叉网线将PC与目标开发板连接，通过TFTP服务器下载内核，用NFS服务器挂载文件系统。

五、uboot常用命令

1、获取命令

命令：help 或 ?

功能：查看当前U-boot版本中支持的所有命令。

2、环境变量命令

使用printenv命令可以打印出当前开发板的环境变量。

setenv envname value设置环境变量的值，如果没有value，则表示删除env环境变量

saveenv将修改的环境变量保存到固态存储器中。

bootcmd 自动启动执行命令，uboot开机后会自动倒计时，在倒计时结束前如果没有外部按键打断自动计时，uboot将自动执行bootcmd变量保存的命令。

3、串口传输命令

loadb   - load binary file over serial line (kermit mode)
    loadx   - load binary file over serial line (xmodem mode)
    loady   - load binary file over serial line (ymodem mode)

4、网络命令

uboot可以通过网络来传输文件到开发板，直接用交叉网线连接开发板和电脑，也可以用普通直连网线连接路由器。

ping hostname

网络不通的原因：

A、U-boot网卡驱动有问题
    B、U-boot网络协议延时配置有问题
    C、网络参数配置问题，比如IP等，Host和Target都有可能有问题。

如果网络连通，就可以通过tftp、NFS挂载开发板

nfs     - boot image via network using NFS protocol
    tftpboot- boot image via network using TFTP protocol
    bootp   - boot image via network using BOOTP/TFTP protocol

5、NandFlash操作命令

6、内存、寄存器操作命令

nm      修改内存值 (指定地址)    
    格式： nm [.b, .w, .l] address

mm     修改内存值(地址自动加一)
    格式：  mm [.b, .w, .l] address

md       显示内存值
    格式：  md [.b, .w, .l] address [# of objects]

mw     用指定的数据填充内存
    格式：  mw [.b, .w, .l] address value [count]

cp      内存的拷贝（包括内存与Nor Flash间的数据拷贝）
    格式：cp [.b, .w, .l] source target count

7、USB操作命令

使用USB操作命令前必须确保USB设备连接好，usb reset，以初始化USB控制器，获取设备信息。

8、SD/MMC操作命令

mmc init [dev] - 初始化MMC子系统
    mmc device [dev] - 查看和设置当前设备

使用SD/MMC操作命令前必须确保SD/MMC设备连接好，mmc init，以初始化MMC 控制器，获取设备信息。

六、uboot在Flash中的分区

嵌入式系统中一般用Flash作为启动设备，Flash上存储着uboot、环境变量、内核映像和文件系统。uboot一般存放在Flash的起始地址，其所在的扇区位置一般由SoC规定，一般为扇区0或扇区1。uboot后存放环境变量，内核和文件系统的存放位置则可以有规划的自由分配。

Uboot官方下载地址：

ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

git://git.denx.de/u-boot.git

http://git.denx.de/u-boot.git