Android 启动之 Bootloader(uboot)

ajax111 2022-11-30 发布于新疆

展开全文

　　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(ＥｘｃｅｐｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ)。

（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ｌｄｒｐｃ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。