嵌入式系統一般沒有通用的bootloader,u-boot是功能強大的bootloader開發軟件,但相對也比較復雜。
1 Bootloader及u-boot簡介
Bootloader代碼是芯片復位后進入操作系統之前執行的一段代碼,主要用於完成由硬件啟動到操作系統啟動的過渡,從而為操作系統提供基本的運行環境,如初始化CPU、 堆棧、存儲器系統等。Bootloader代碼與CPU芯片的內核結構、具體型號、應用系統的配置及使用的操作系統等因素有關,其功能類似於PC機的BIOS程序。由於bootloader和CPU及電路板的配置情況有關,因此不可能有通用的bootloader,開發時需要用戶根據具體情況進行移植。嵌入式Linux系統中常用的Bootloader有armboot、redboot、blob、u-boot、Bios-lt、Bootldr等,其中U-Boot是當前比較流行,功能比較強大的bootloader,可以支持多種體系結構,但相對也比較復雜。bootloader的實現依賴於CPU的體系結構,大多數bootloader都分為stage1和stage2兩大部分。
2.1 stage1 (start.s代碼結構) ---- 基本的硬件初始化
U-Boot 的stage1代碼通常放在start.s文件中,它用匯編語言寫成,其主要代碼部分如下:
(1) 定義入口 。由於一個可執行的Image必須有一個入口點,並且只能有一個全局入口,通常這個入口放在ROM(Flash)的0x0地址,因此,必須通知編譯器以使其知道這個入口,該工作可通過修改連接器腳本來完成。
(2)設置異常向量(Exception Vector)。
(3)設置CPU的速度、時鍾頻率及中斷控制寄存器。
屏蔽所有的中斷。為中斷提供服務通常是 OS 設備驅動程序的責任,因此在 Boot Loader 的執行全過程中可以不必響應任何中斷。中斷屏蔽可以通過寫 CPU 的中斷屏蔽寄存器或狀態寄存器(比如 ARM 的 CPSR 寄存器)來完成。
(4)初始化(RAM)內存控制器 。
(5)將ROM中的程序復制到RAM中。
(6)初始化堆棧 。
(7)轉到RAM中執行,該工作可使用指令ldr pc來完成。
2.2 stage2 C語言代碼部分
libarm/board.c 中的start armboot 是C語言開始的函數,也是整個啟動代碼中C語言的主函數,同時還是整個U-boot(armboot)的主函數,該函數主要完成如下操作:
(1)調用一系列的初始化函數。
(2)初始化Flash設備。
(3)初始化系統內存分配函數。
(4)如果目標系統擁有NAND設備,則初始化NAND設備。
(5)如果目標系統有顯示設備,則初始化該類設備。
(6)初始化相關網絡設備,填寫IP、MAC地址等。
(7)進入命令循環(即整個boot的工作循環),接受用戶從串口輸入的命令,然后進行相應的工作。
Ref:
http://www.360doc.com/content/11/1022/08/1317564_158121482.shtml