uboot启动过程中做了那些事？

参考回答

U-Boot 启动过程中的主要步骤：
U-Boot 是一个广泛使用的开源引导加载程序，特别在嵌入式系统中应用广泛。在 U-Boot 启动过程中，执行了以下几个主要步骤：

1. 硬件初始化：
   • U-Boot 启动时首先会初始化硬件，包括 CPU、内存、I/O 设备（如串口、存储设备）等，确保这些硬件在系统启动时处于正确的工作状态。
2. 引导环境设置：
   • U-Boot 会初始化其内部环境，包括环境变量（如启动命令、启动参数等）。这些环境变量通常保存在设备的非易失性存储器（如 NAND 或 SPI flash）中。
3. 设备检测与配置：
   • 检查并初始化系统中各个外设，例如串口、网络、存储设备（如 SD 卡、eMMC、NAND Flash）。它还可能检查并设置与启动过程相关的硬件资源，如存储设备的分区和文件系统。
4. 加载内核映像：
   • U-Boot 根据配置或用户设置，从指定的存储介质（如 SD 卡、网络、SPI Flash 等）加载操作系统内核映像。加载的方式可以是通过文件系统（如 FAT 或 EXT）加载，或者直接从内存加载。
5. 启动设备树：
   • 对于基于设备树（Device Tree）的系统，U-Boot 还会加载设备树文件（通常是 .dtb 文件），这是操作系统内核需要的硬件描述信息。
6. 加载内核参数：
   • U-Boot 可以加载并设置传递给内核的参数。这些参数通过 U-Boot 的环境变量或命令行传递给内核，以便内核根据这些参数配置系统。
7. 启动操作系统内核：
   • U-Boot 最后将启动程序控制权交给操作系统内核，通常通过执行 bootm 或 bootz 等命令启动内核。U-Boot 会将内核加载到内存中，并将控制权传递给操作系统内核的入口点。

详细讲解与拓展

1. 硬件初始化：
   • 在启动时，U-Boot 会执行硬件初始化，首先设置处理器的工作模式和时钟，初始化内存控制器和 DRAM，并对与启动过程相关的设备进行初始化。
   • 例如，U-Boot 会初始化串口以支持调试输出，初始化网络接口以支持通过网络启动（如 TFTP）等。
2. 环境设置：
   • U-Boot 使用一个叫做 “环境” 的系统来存储配置信息。环境变量包括启动命令、存储设备的配置、内核参数等。U-Boot 会从存储介质中加载这些环境变量，并为启动过程做准备。
   • 例如，用户可以通过串口命令行修改环境变量，设置 bootargs（内核启动参数），或者设置 bootcmd（启动命令）。
3. 设备检测与配置：
   • 在 U-Boot 启动过程中，它会检测系统中可用的设备，并初始化它们。这包括串口、网络接口、存储设备（如 SD 卡、NAND Flash、eMMC 等）。
   • 例如，U-Boot 会通过 SPI 协议与外部存储设备通信，检查是否有有效的启动映像。如果 U-Boot 设置了网络启动选项，它还会尝试通过 TFTP 或 HTTP 从网络加载文件。
4. 加载内核映像：
   • U-Boot 会从指定的存储介质（如 SD 卡、eMMC、SPI Flash）中读取内核映像。内核映像通常存储为压缩文件（如 zImage 或 uImage），U-Boot 会解压并加载到内存中。
   • 对于嵌入式设备，U-Boot 还可能从网络通过 TFTP 协议加载内核映像。
5. 设备树和内核参数：
   • 在启动过程中，U-Boot 会加载设备树文件（.dtb），该文件包含硬件配置和设备信息。这是基于设备树的系统需要的，它为内核提供了有关硬件平台的信息。
   • 此外，U-Boot 还会设置启动时需要传递给内核的参数，如 root=（根文件系统位置）、console=（控制台设置）等。
6. 启动内核：
   • 一旦内核映像和设备树加载完成，U-Boot 会将控制权交给内核，通常通过 bootm 或 bootz 命令来启动内核。U-Boot 会将内核加载到内存中的指定位置，并将 CPU 的控制权转交给内核的入口点，开始操作系统的启动过程。
7. 多重启动选项：
   • U-Boot 支持多重引导配置，允许用户选择不同的启动方式。它支持从不同的设备加载内核映像，如从闪存、SD 卡、网络等多种方式启动。
   • U-Boot 还可以通过图形界面或串口命令行提供启动菜单，让用户选择要加载的内核或操作系统。

总结
– 在 U-Boot 启动过程中，首先进行硬件初始化，接着加载并配置环境和设备，随后加载内核映像及设备树，最后将控制权交给操作系统内核，完成系统启动。U-Boot 支持灵活的启动配置，特别适用于嵌入式设备和多重引导系统。

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