uboot结构分析
uboot启动分为两个阶段
1. 上电硬件初始化
这个阶段主要可以分为以下几步：
设置异常向量表
.globl _start
_start: b start_code /* 复位 */
ldr pc, _undefined_instruction /* 未定义指令向量 */
ldr pc, _software_interrupt /* 软件中断向量 */
ldr pc, _prefetch_abort /* 预取指令异常向量 */
ldr pc, _data_abort /* 数据操作异常向量 */
ldr pc, _not_used /* 未使用 */
ldr pc, _irq /* irq中断向量 */
ldr pc, _fiq /* fiq中断向量 */
1)，关闭看门狗 (start.S)
嵌入式系统上电，首先运行的的是uboot程序，uboot开始运行，首先就要对系统硬件进行相关的初始化，比如时钟，比如mmu,比如调试串口,在这个初始化过程中，基本不会出现程序跑飞，需要看门狗照顾的情况，所以，一般的做法就是关闭看门狗，避免喂狗的麻烦，等一切就绪后，正常运行时，再打开看门狗。
/* turn off the watchdog */
# if defined(CONFIG_S3C2400)
# define pWTCON 0x15300000
# define INTMSK 0x14400008 /* Interrupt-Controller base addresses */
# define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register */
#else
# define pWTCON 0x53000000
# define INTMSK 0x4A000008 /* Interrupt-Controller base addresses */
# define INTSUBMSK 0x4A00001C
# define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register */
# endif
2)，设置cpu模式 (start.S)
/*
* set the cpu to SVC32 mode
*/
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
3)，关闭mmu和cache
数据cache必须关闭 指令cache可以关闭也可以启动 Bootloader主要是装载内核镜像，镜像数据必须真实写回SDRAM中，所以数据cache必须关闭，而对于指令cache，不存在强制性的规定，但在一般情况下，推荐关闭cache
在板子启动的时候是没有对mmu进行初始化的，而且这个时候也用不到mmu，为了避免他们影响启动时的初始化，所以需要先关闭mmu和缓存。
/*
* disable MMU stuff and caches
*/
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)
bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)
orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align
orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0
4), 关闭中断
uboot只是完成硬件初始化，环境参数设置，代码搬运等工作，用不到中断。屏蔽中断是为了避免因为意外中断使得boot失败，毕竟很多外设还没有初始化，对应中断代码也都没有准备好。
* mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default
*/
mov r1, #0xffffffff
ldr r0, =INTMSK
str r1, [r0]
# if defined(CONFIG_S3C2410)
ldr r1, =0x3ff
ldr r0, =INTSUBMSK
str r1, [r0]
# endif
5), 设置系统时钟，初始化内存
由于SDRAM受到系统时钟的影响，初始化sdram是为第二阶段代码准备运行空间
/* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
/* default FCLK is 120 MHz ! */
ldr r0, =CLKDIVN
mov r1, #3
str r1, [r0]
/* memory control configuration */lowlevel_init.S
/* make r0 relative the current location so that it */
/* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory ! */
ldr r0, =SMRDATA
ldr r1, _TEXT_BASE
sub r0, r0, r1
ldr r1, =BWSCON /* Bus Width Status Controller */
add r2, r0, #13*4
0:
ldr r3, [r0], #4
str r3, [r1], #4
cmp r2, r0
bne 0b
/* everything is fine now */
mov pc, lr
.ltorg
/* the literal pools origin */
6), 为运行第二阶段代码设置好堆栈（start.S）
只要将sp指针指向一段没有被使用的内存就完成栈的设置了
/*
*************************************************************************
*
* Startup Code (called from the ARM reset exception vector)
*
* do important init only if we don't start from memory!
* relocate armboot to ram
* setup stack
* jump to second stage
*
*************************************************************************
*/
.globl _TEXT_BASE
_TEXT_BASE:
#if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_TEXT_BASE)
.word CONFIG_SPL_TEXT_BASE
#else
.word CONFIG_SYS_TEXT_BASE
#endif
/*
* These are defined in the board-specific linker script.
* Subtracting _start from them lets the linker put their
* relative position in the executable instead of leaving
* them null.
*/
.globl _bss_start_ofs
_bss_start_ofs:
.word __bss_start - _start
.globl _bss_end_ofs
_bss_end_ofs:
.word __bss_end - _start
.globl _end_ofs
_end_ofs:
.word _end - _start
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
.globl IRQ_STACK_START
IRQ_STACK_START:
.word 0x0badc0de
................................................
7), 跳转到二阶段
start.S _main ----> crt0.S board_init_f --->board.c
2.代码跳转，引导内核启动
uboot二阶段执行，找到个大神画的流程图
uboot的第二阶段是在做什么呢？
1), 首先要做的就是初始化一阶段还未初始化的硬件，主要是soc的外部硬件，像网卡什么的，
2), 初始化自身的命令，环境变量等，然后进入uboot命令行模式循环，主要是接收命令，解析命令，执行命令
在一阶段结束后代码跳转到了board_init_f，代码到这后具体是怎样的执行流程?
1. 为gd数据结构分配地址，并清零
2. 执行init_fnc_ptr函数指针数组中的各个初始化函数
3. 分配SDRAM下一单元为U-BOOT代码段，数据段，BSS段
分配存放bd , gd , 3个字大小的异常堆的空间
关于二阶段的一些初始化：PS(转载)
init_fnc_ptr函数指针数组中的各个初始化函数：
board_early_init_f函数在board/samsung/smdk2410目录下的smdk2410.c文件内timer_init函数在arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0目录下的timer.c文件内
env_init函数在common目录下的env_flash.c文件内
init_baudrate函数在arch/arm/lib目录下的board.c文件内
serial_init函数在drivers/serial目录下的serial_s3c24x0.c文件内，在include/configs/smdk2410.h中定义了CONFIG_S3C24X0_SERIAL
console_init_f函数在common目录下的console.c文件内
display_banner函数在arch/arm/lib目录下的board.c文件内
dram_init函数在board/samsung/smdk2410目录下的smdk2410.c文件内
各种外设的初始化：
flash_init函数是在drivers/mtd目录下的cfi_flash.c文件内（因为include/configs/smdk2410.h中定义了CONFIG_FLASH_CFI_DRIVER）
nand_init函数是在divers/mtd/nand目录下的nand.c文件内定义的
env_relocate函数是在common目录下的env_common.c文件中定义的
stdio_init ()在common目录下的stdio.c文件中定义的
jumptable_init ()在common目录下的exports.c文件中定义的
console_init_r ()是在common目录下的console.c文件中定义的
interrupt_init () enable_interrupts ()都是在arch/arm/lib目录下的interrupts.c文件中定义
eth_initialize()函数是在net目录下的eth.c文件的第209行至第298行定义的
main_loop()在common目录下的main.c文件内定义的
接着执行 relocate_code， board_init_r
我们主要关注的是：board_init_r
board_init_r 中的主要函数 initcall_run_list(init_sequence_f)
在这个里面主要
init_fnc_t init_sequence_r[] = {
initr_trace,
initr_reloc,
/* TODO: could x86/PPC have this also perhaps? */
#ifdef CONFIG_ARM
initr_caches,
board_init, /* Setup chipselects */
#endif
/*
* TODO: printing of the clock inforamtion of the board is now
* implemented as part of bdinfo command. Currently only support for
* davinci SOC's is added. Remove this check once all the board
* implement this.
*/
#ifdef CONFIG_CLOCKS
set_cpu_clk_info, /* Setup clock information */
#endif
initr_reloc_global_data,
initr_serial,
initr_announce,
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_PPC
initr_trap,
#endif
#ifdef CONFIG_ADDR_MAP
initr_addr_map,
#endif
#if defined(CONFIG_BOARD_EARLY_INIT_R)
board_early_init_r,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_LOGBUFFER
initr_logbuffer,
#endif
#ifdef CONFIG_POST
initr_post_backlog,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_SYS_DELAYED_ICACHE
initr_icache_enable,
#endif
#if defined(CONFIG_SYS_INIT_RAM_LOCK) && defined(CONFIG_E500)
initr_unlock_ram_in_cache,
#endif
#if defined(CONFIG_PCI) && defined(CONFIG_SYS_EARLY_PCI_INIT)
/*
* Do early PCI configuration _before_ the flash gets initialised,
* because PCU ressources are crucial for flash access on some boards.
*/
initr_pci,
#endif
#ifdef CONFIG_WINBOND_83C553
initr_w83c553f,
#endif
initr_barrier,
initr_malloc,
bootstage_relocate,
#ifdef CONFIG_ARCH_EARLY_INIT_R
arch_early_init_r,
#endif
power_init_board,
#ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH
initr_flash,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_PPC) || defined(CONFIG_X86)
/* initialize higher level parts of CPU like time base and timers */
cpu_init_r,
#endif
#ifdef CONFIG_PPC
initr_spi,
#endif
#if defined(CONFIG_X86) && defined(CONFIG_SPI)
init_func_spi,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_NAND
initr_nand,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_ONENAND
initr_onenand,
#endif
#ifdef CONFIG_GENERIC_MMC
initr_mmc,
#endif
#ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH
initr_dataflash,
#endif
initr_env,
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_secondary_cpu,
#ifdef CONFIG_SC3
initr_sc3_read_eeprom,
#endif
#ifdef CONFIG_HERMES
initr_hermes,
#endif
#if defined(CONFIG_ID_EEPROM) || defined(CONFIG_SYS_I2C_MAC_OFFSET)
mac_read_from_eeprom,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#if defined(CONFIG_PCI) && !defined(CONFIG_SYS_EARLY_PCI_INIT)
/*
* Do pci configuration
*/
initr_pci,
#endif
stdio_init,
initr_jumptable,
#ifdef CONFIG_API
initr_api,
#endif
console_init_r, /* fully init console as a device */
#ifdef CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO_LATE
show_model_r,
#endif
#ifdef CONFIG_ARCH_MISC_INIT
arch_misc_init, /* miscellaneous arch-dependent init */
#endif
#ifdef CONFIG_MISC_INIT_R
misc_init_r, /* miscellaneous platform-dependent init */
#endif
#ifdef CONFIG_HERMES
initr_hermes_start,
#endif
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
#ifdef CONFIG_CMD_KGDB
initr_kgdb,
#endif
#ifdef CONFIG_X86
board_early_init_r,
#endif
interrupt_init,
#if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_x86)
initr_enable_interrupts,
#endif
#ifdef CONFIG_X86
timer_init, /* initialize timer */
#endif
#if defined(CONFIG_STATUS_LED) && defined(STATUS_LED_BOOT)
initr_status_led,
#endif
/* PPC has a udelay(20) here dating from 2002. Why? */
#ifdef CONFIG_CMD_NET
initr_ethaddr,
#endif
#ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
board_late_init,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_SCSI
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_scsi,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_DOC
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_doc,
#endif
#ifdef CONFIG_BITBANGMII
initr_bbmii,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_NET
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_net,
#endif
#ifdef CONFIG_POST
initr_post,
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_PCMCIA) && !defined(CONFIG_CMD_IDE)
initr_pcmcia,
#endif
#if defined(CONFIG_CMD_IDE)
initr_ide,
#endif
#ifdef CONFIG_LAST_STAGE_INIT
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
/*
* Some parts can be only initialized if all others (like
* Interrupts) are up and running (i.e. the PC-style ISA
* keyboard).
*/
last_stage_init,
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_BEDBUG
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
initr_bedbug,
#endif
#if defined(CONFIG_PRAM) || defined(CONFIG_LOGBUFFER)
initr_mem,
#endif
#ifdef CONFIG_PS2KBD
initr_kbd,
#endif
#ifdef CONFIG_MODEM_SUPPORT
initr_modem,
#endif
run_main_loop,
};
run_main_loop 是个循环函数，也就是前面说的uboot进入命令行模式
s = getenv("bootcmd"); //获取bootcmd命令内容
/* bootcmd=usbupdate;tftpupdate; fsload; bootm
usbupdate: 扫描U盘，升级U盘文件，自己添加不进行说明
tftpupdate: tftp自动化升级，自己添加不进行说明
fsload:加载内核文件, 自己修改，
bootm：引导内核，
common/env_common.c 定义 ：bootcmd
在这里会根据我们设定的参数或者默认去启动内核
bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY;
我们进入内核引导前所说的前3s按任意键可中断启动内核引导时间设置宏定义 CONFIG_BOOTDELAY ，uboot默认配置是3s