Android 啟動之 Bootloader(uboot)

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　　嵌入式系統一般沒有通用的bootloader,u-boot是功能強大的bootloader開發軟體，但相對也比較複雜。

１ Bootloader及u-boot簡介

Bootloader代碼是晶片複位後進入作業系統之前執行的一段代碼，主要用於完成由硬體啟動到作業系統啟動的過渡，從而為作業系統提供基本的運行環境，如初始化ＣＰＵ、 堆棧、儲存空間系統等。Bootloader代碼與CPU晶片的核心結構、具體型號、應用系統的配置及使用的作業系統等因素有關，其功能類似於PC機的BIOS程式。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,開發時需要使用者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，可以支援多種體繫結構，但相對也比較複雜。bootloader的實現依賴於ＣＰＵ的體繫結構，大多數bootloader都分為stage1和stage2兩大部分。

2.1  stage1 (start.s代碼結構)   ---- 基本的硬體初始化
U-Boot 的stage1代碼通常放在start.s檔案中，它用組合語言寫成，其主要代碼部分如下：
（１） 定義入口 。由於一個可執行檔Ｉｍａｇｅ必須有一個進入點，並且只能有一個全域入口，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指令碼來完成。

（２）設定異常向量(Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ)。

（３）設定ＣＰＵ的速度、時鐘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 裝置驅動程式的責任，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)記憶體控制器 。
（５）將ＲＯＭ中的程式複製到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裝置。
（３）初始化系統記憶體配置函數。
（４）如果目標系統擁有ＮＡＮＤ裝置，則初始化ＮＡＮＤ裝置。
（５）如果目標系統有顯示裝置，則初始化該類裝置。
（６）初始化相關網路裝置，填寫ＩＰ、ＭＡＣ地址等。
（７）進入命令迴圈（即整個ｂｏｏｔ的工作迴圈），接受使用者從串口輸入的命令，然後進行相應的工作。

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/