嵌入式系统一般没有通用的bootloader,u-boot是功能强大的bootloader开发软件,但相对也比较复杂。
1 Bootloader及u-boot简介
Bootloader代码是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码,主要用于完成由硬件启动到操作系统启动的过渡,从而为操作系统提供基本的运行环境,如初始化CPU、
堆栈、存储器系统等。Bootloader代码与CPU芯片的内核结构、具体型号、应用系统的配置及使用的操作系统等因素有关,其功能类似于PC机的BIOS程序。由于bootloader和CPU及电路板的配置情况有关,因此不可能有通用的bootloader,开发时需要用户根据具体情况进行移植。嵌入式Linux系统中常用的Bootloader有armboot、redboot、blob、u-boot、Bios-lt、Bootldr等,其中U-Boot是当前比较流行,功能比较强大的bootloader,可以支持多种体系结构,但相对也比较复杂。bootloader的实现依赖于CPU的体系结构,大多数bootloader都分为stage1和stage2两大部分。
2.1 stage1 (start.s代码结构)
---- 基本的硬件初始化
U-Boot
的stage1代码通常放在start.s文件中,它用汇编语言写成,其主要代码部分如下:
(1) 定义入口
。由于一个可执行的Image必须有一个入口点,并且只能有一个全局入口,通常这个入口放在ROM(Flash)的0x0地址,因此,必须通知编译器以使其知道这个入口,该工作可通过修改连接器脚本来完成。
(2)设置异常向量(Exception Vector)。
(3)设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器。
屏蔽所有的中断。为中断提供服务通常是 OS 设备驱动程序的责任,因此在 Boot Loader
的执行全过程中可以不必响应任何中断。中断屏蔽可以通过写 CPU 的中断屏蔽寄存器或状态寄存器(比如 ARM 的 CPSR 寄存器)来完成。
(4)初始化(RAM)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。
2.2 stage2
C语言代码部分
libarm/board.c 中的start armboot
是C语言开始的函数,也是整个启动代码中C语言的主函数,同时还是整个U-boot(armboot)的主函数,该函数主要完成如下操作:
(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)进入命令循环(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。
Ref:
http://www.360doc.com/content/11/1022/08/1317564_158121482.shtml
http://blog.chinaunix.net/uid-24951403-id-2212589.html
https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-btloader/