【嵌入式】探究bootloader,分析u-boot源码

Preface

   之前也发表过关于《Bootloader启动过程分析》的文章,但是内容表达得比较抽象，大多是文字叙述，所以这里从系统和代码的角度来深入分析bootloader的启动过程。

   工具：Source Insight

   目标：U-Boot-1.1.6

   仅留此分析过程，日后再作补充（纯手打也不容易啊，嘿嘿）。

U-Boot工程结构

   学习一个软件，尤其是开源软件，首先应该从分析软件的工程结构开始。一个好的软件有良好的工程结构，对于读者学习和理解软件的架构以及工作流程都有很好的帮助。

   U-Boot的源代码布局和Linux类似，使用了按照模块划分的结构，并且充分考虑了体系结构和跨平台问题。

U-Boot源代码目录结构

U-Boot总体工作流程

   与大多数Bootloader类似，U-Boot的启动分成stage1和stage2两个阶段。

   stage1使用汇编语言编写，通常与CPU体系紧密相关，如处理器初始化和设备初始化代码等，该阶段在start.S文件中实现。

   上图是U-Boot中Stage1工作流程。Stage1的代码都是与平台相关的，使用汇编语言编写占用空间小而且执行速度快。

   Stage1负责建立Stage1阶段使用堆栈和代码段，然后复制Stage2阶段的代码到内存。

   Stage2阶段一般包括：初始化Flash器件、swim 系统内存映射、初始化网络设备、进入命令循环，接收用户从串口发送的命令然后进行相应的处理。

   Stage2使用C语言编写，用于加载操作系统内核，该阶段主要是board.c中是start_armboot()函数实现。下图为U-Boot的Stage1和Stage2在Flash和RAM中的分配。

   从上图中可以看出，U-Boot在加载到内存后，使用了操作系统空余的内存空间。

U-Boot启动流程分析

   从图中可以看出U-Boot的启动代码分布在start.S、low_level_init.S、board.c和main.c文件中

   Start.S是U-Boot整个程序的入口，该文件使用汇编语言编写，不同体系结构的启动代码不同

   low_level_init.S是特定开发板的设置代码；

   board.c包含开发板底层设备驱动；

   main.c是一个与平台无关的代码，U-Boot应用程序的入口在此文件中。

①_start标号

   在U-Boot工程中，每种处理器目录下都有一个start.S文件，该文件中有一个_start标号，是整个U-Boot代码的入口点。