uboot源碼總體框架

源碼解壓之後，咱們能夠看到如下的文件和文件夾：

cpu		與處理器相關的文件。每一個子目錄中都包括cpu.c和interrupt.c、start.S、u-boot.lds。 cpu.c：初始化CPU、設置指令Cache和數據Cache等 interrupt.c：設置系統的各類中斷和異常 start.S：是U-boot啓動時執行的第一個文件，它主要作最先期的系統初始化，代碼重定向和設置系統堆棧，爲進入U-boot第二階段的C程序奠基基礎。 u-boot.lds：連接腳本文件，對於代碼的最後組裝很是重要。
board		已經支持的全部開發板相關文件，其中包含SDRAM初始化代碼、Flash底層驅動、板級初始化文件。 其中的config.mk文件定義了TEXT_BASE，也就是代碼在內存的實際地址，很是重要。
common		與處理器體系結構無關的通用代碼，U-boot的命令解析代碼/common/command.c、全部命令的上層代碼cmd_*.c、U-boot環境變量處理代碼env_*.c等都位於該目錄下
drivers		包含幾乎全部外圍芯片的驅動，網卡、USB、串口、LCD、Nand Flash等等
disk fs net		支持CPU無關的重要子系統： 磁盤驅動的分區處理代碼 文件系統：FAT、JFFS二、EXT2等 網絡協議：NFS、TFTP、RARP、DHCP等等
include		頭文件，包括各CPU的寄存器定義，文件系統、網絡等等 configs子目錄下的文件是與目標板相關的配置頭文件
doc		U-Boot的說明文檔，在修改配置文件的時候可能用得上
lib_arm		處理器體系相關的初始化文件 比較重要的是其中的board.c文件，幾乎是全部架構的U-boot第二階段代碼入口函數和相關初始化函數存放的地方。
lib_avr32 lib_blackfin lib_generic lib_i386 lib_m68k lib_microblaze	lib_mips lib_nios lib_nios2 lib_ppc lib_sh lib_sparc
api examples		外部擴展應用程序的API和範例
nand_spl onenand_ipl post		一些特殊構架須要的啓動代碼和上電自檢程序代碼
libfdt		支持平坦設備樹(flattened device trees)的庫文件
tools		編譯S-Record或U-Boot映像等相關工具，製做bootm引導的內核映像文件工具mkimage源碼就在此
Makefile MAKEALL config.mk rules.mk mkconfig		控制整個編譯過程的主Makefile文件和規則文件
CHANGELOG CHANGELOG-before-U-Boot-1.1.5 COPYING CREDITS MAINTAINERS README		一些介紹性的文檔、版權說明

標爲紅色的是移植時比較重要的文件或文件夾。
2、U-boot代碼的大體執行流程(以S3C24x0爲例)

從連接腳本文件u-boot.lds中能夠找到代碼的起始：

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") OUTPUT_ARCH(arm) ENTRY(_start) SECTIONS {        . = 0x00000000;        . = ALIGN(4);        .text :        {               cpu/arm920t/start.o      (.text)               *(.text)        } …..

從中知道程序的入口點是_start，定位於cpu/arm920t /start.S（即u-boot啓動的第一階段）。
       下面咱們來仔細分析一下 start.S。（請對照數據手冊閱讀源碼）:

#include #include /*  *************************************************************************  *  * Jump vector table as in table 3.1 in [1]  *  *************************************************************************  */ .globl _start _start:        b       start_code          ldr     pc, _undefined_instruction          ldr     pc, _software_interrupt          ldr     pc, _prefetch_abort          ldr     pc, _data_abort          ldr     pc, _not_used          ldr     pc, _irq          ldr     pc, _fiq   _undefined_instruction:      .word undefined_instruction _software_interrupt:    .word software_interrupt _prefetch_abort:          .word prefetch_abort _data_abort:                .word data_abort _not_used:                  .word not_used _irq:                    .word irq _fiq:                     .word fiq            .balignl 16,0xdeadbeef     /*  *************************************************************************  *  * 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  *  *************************************************************************  */   _TEXT_BASE:          .word         TEXT_BASE   .globl _armboot_start _armboot_start:          .word _start   /*  * These are defined in the board-specific linker script.  */ .globl _bss_start _bss_start:          .word __bss_start   .globl _bss_end _bss_end:          .word _end   #ifdef CONFIG_USE_IRQ /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */ .globl IRQ_STACK_START IRQ_STACK_START:          .word         0x0badc0de   /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */ .globl FIQ_STACK_START FIQ_STACK_START:          .word 0x0badc0de #endif     /*  * the actual start code  */   start_code:          /*           * set the cpu to SVC32 mode           */          mrs   r0, cpsr          bic    r0, r0, #0x1f          orr    r0, r0, #0xd3          msr   cpsr, r0            bl      coloured_LED_init          bl      red_LED_on   #if     defined(CONFIG_AT91RM9200DK) || defined(CONFIG_AT91RM9200EK)          /*           * relocate exception table           */          ldr     r0, =_start          ldr     r1, =0x0          mov  r2, #16 copyex:          subs r2, r2, #1          ldr     r3, [r0], #4          str     r3, [r1], #4          bne   copyex #endif   #if defined(CONFIG_S3C2400) || defined(CONFIG_S3C2410)          /* turn off the watchdog */   # if defined(CONFIG_S3C2400) #  define pWTCON    0x15300000 #  define INTMSK       0x14400008        /* Interupt-Controller base addresses */ #  define CLKDIVN     0x14800014        /* clock divisor register */ #else #  define pWTCON    0x53000000 #  define INTMSK       0x4A000008        /* Interupt-Controller base addresses */ #  define INTSUBMSK         0x4A00001C #  define CLKDIVN     0x4C000014       /* clock divisor register */ # endif            ldr     r0, =pWTCON          mov  r1, #0x0          str     r1, [r0]            /*           * 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            /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */          /* default FCLK is 120 MHz ! */          ldr     r0, =CLKDIVN          mov  r1, #3          str     r1, [r0] #endif        /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 */            /*           * we do sys-critical inits only at reboot,           * not when booting from ram!           */ #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT          bl      cpu_init_crit #endif   #ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT relocate:                                /* relocate U-Boot to RAM      */          adr    r0, _start             /* r0 <- current position of code  */          ldr     r1, _TEXT_BASE                   /* test if we run from flash or RAM */          cmp  r0, r1                   /* don't reloc during debug        */          beq   stack_setup            ldr     r2, _armboot_start          ldr     r3, _bss_start          sub   r2, r3, r2              /* r2 <- size of armboot           */          add   r2, r0, r2              /* r2 <- source end address        */   copy_loop:          ldmia         r0!, {r3-r10}                  /* copy from source address [r0]    */          stmia          r1!, {r3-r10}                  /* copy to   target address [r1]    */          cmp  r0, r2                   /* until source end addreee [r2]   */          ble    copy_loop #endif        /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */            /* Set up the stack                                                          */ stack_setup:          ldr     r0, _TEXT_BASE         /* upper 128 KiB: relocated uboot   */          sub   r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN   /* malloc area              */          sub   r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo                */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ          sub   r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) #endif          sub   sp, r0, #12          /* leave 3 words for abort-stack    */   clear_bss:          ldr     r0, _bss_start               /* find start of bss segment        */          ldr     r1, _bss_end               /* stop here                        */          mov  r2, #0x00000000          /* clear                           */   clbss_l:str r2, [r0]                 /* clear loop...                   */          add   r0, r0, #4          cmp  r0, r1          ble    clbss_l            ldr     pc, _start_armboot   _start_armboot:  .word start_armboot       /*  *************************************************************************  *  * CPU_init_critical registers  *  * setup important registers  * setup memory timing  *  *************************************************************************  */     #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT cpu_init_crit:          /*           * flush v4 I/D caches           */          mov  r0, #0          mcr   p15, 0, r0, c7, c7, 0      /* flush v3/v4 cache */          mcr   p15, 0, r0, c8, c7, 0      /* flush v4 TLB */            /*           * 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            /*           * before relocating, we have to setup RAM timing           * because memory timing is board-dependend, you will           * find a lowlevel_init.S in your board directory.           */          mov  ip, lr            bl      lowlevel_init            mov  lr, ip          mov  pc, lr #endif /* CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT */ …...

//位於\include目錄下是一個包含其餘頭文件的頭文件 //位於\include\linux目錄下               u-boot的主入口，跳入了後面的start_code   這些是跳轉向量表，和芯片的體系結構有關    ldr語句的意思是將第二個操做數（如：_undefined_instruction）指向的地址數據傳給PC    .word 爲定義一個4字節的空間 undefined_instruction 爲地址， 即後面標號所對的偏移地址數據       16字節對齊，並以0xdeadbeef填充，它是個Magic number 。                         這些和上面的同樣，定義一個4字節的空間存放地址                                                               代碼從這裏開始執行！！       讓系統進入SVC（管理員模式）       這些都是爲AT91RM9200寫的                                       系統時鐘的寄存器地址定義                 關閉看門狗         關閉全部中斷               設置時鐘的分頻比           跳入cpu_init_crit ，這是一個系統初始化函數，他還會調用board/*/lowlevel_init.S中的lowlevel_init函數。 主要是對系統總線的初始化，初始化了鏈接存儲器的位寬、速度、刷新率等重要參數。通過這個函數的正確初始化，Nor Flash、SDRAM才能夠被系統使用。下面的代碼重定向就依賴它。 代碼重定向，它首先檢測本身是否已經在內存中： 若是是直接跳到下面的堆棧初始化代碼stack_setup。 若是不是就將本身從Nor Flash中拷貝到內存中       自拷貝循環   請注意看英文註釋       堆棧初始化代碼（爲第二階段的C語言作準備）           對BSS段清零（爲第二階段的C語言作準備） BSS段（bss segment）一般是用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域。BSS是英文Block Started by Symbol的簡稱。BSS段屬於靜態內存分配。在編譯時，編譯器已經爲他們分配好了空間，只不過他們的值爲0，爲了節省空間，在bin或ELF文件中不佔空間。 編譯器會計算出_bss_start和_bss_end的值，不是定義的   跳入第二階段的C語言代碼入口_start_armboot （已經被重定向到內存）                         前面所說的cpu_init_crit 系統初始化函數     操做CP15協處理器，                                     調用board/*/lowlevel_init.S中的lowlevel_init函數，對系統總線的初始化，初始化了鏈接存儲器的位寬、速度、刷新率等重要參數。通過這個函數的正確初始化，Nor Flash、SDRAM才能夠被系統使用。 後面的代碼略，主要是中斷相關代碼，可是U-boot基本不使用中斷因此暫且略過。

2、 如今咱們再來看看lib_arm/board.c中的第二階段入口函數start_armboot :

void start_armboot (void)                      {        init_fnc_t **init_fnc_ptr;        char *s; #if defined(CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD)        unsigned long addr; #endif        /* Pointer is writable since we allocated a register for it */        gd = (gd_t*)(_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));        /* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */        __asm__ __volatile__("": : :"memory");        memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t));        gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));        memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));        gd->flags |= GD_FLG_RELOC;        monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;        for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {               if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {                      hang ();               }        }        /* armboot_start is defined in the board-specific linker script */        mem_malloc_init (_armboot_start - CONFIG_SYS_MALLOC_LEN,                      CONFIG_SYS_MALLOC_LEN); #ifndef CONFIG_SYS_NO_FLASH        /* configure available FLASH banks */        display_flash_config (flash_init ()); #endif /* CONFIG_SYS_NO_FLASH */ #ifdef CONFIG_VFD #     ifndef PAGE_SIZE #       define PAGE_SIZE 4096 #     endif        /*         * reserve memory for VFD display (always full pages)         */        /* bss_end is defined in the board-specific linker script */        addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);        vfd_setmem (addr);        gd->fb_base = addr; #endif /* CONFIG_VFD */ #ifdef CONFIG_LCD        /* board init may have inited fb_base */        if (!gd->fb_base) { #            ifndef PAGE_SIZE #              define PAGE_SIZE 4096 #            endif               /*                * reserve memory for LCD display (always full pages)                */               /* bss_end is defined in the board-specific linker script */               addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);               lcd_setmem (addr);               gd->fb_base = addr;        } #endif /* CONFIG_LCD */ #if defined(CONFIG_CMD_NAND)        puts ("NAND:  ");        nand_init();            /* go init the NAND */ #endif #if defined(CONFIG_CMD_ONENAND)        onenand_init(); #endif #ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH        AT91F_DataflashInit();        dataflash_print_info(); #endif        /* initialize environment */        env_relocate (); #ifdef CONFIG_VFD        /* must do this after the framebuffer is allocated */        drv_vfd_init(); #endif /* CONFIG_VFD */ #ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI        serial_initialize(); #endif        /* IP Address */        gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");        stdio_init ();    /* get the devices list going. */        jumptable_init (); #if defined(CONFIG_API)        /* Initialize API */        api_init (); #endif        console_init_r ();    /* fully init console as a device */ #if defined(CONFIG_ARCH_MISC_INIT)        /* miscellaneous arch dependent initialisations */        arch_misc_init (); #endif #if defined(CONFIG_MISC_INIT_R)        /* miscellaneous platform dependent initialisations */        misc_init_r (); #endif        /* enable exceptions */        enable_interrupts ();        /* Perform network card initialisation if necessary */ #ifdef CONFIG_DRIVER_TI_EMAC        /* XXX: this needs to be moved to board init */ extern void davinci_eth_set_mac_addr (const u_int8_t *addr);        if (getenv ("ethaddr")) {               uchar enetaddr[6];               eth_getenv_enetaddr("ethaddr", enetaddr);               davinci_eth_set_mac_addr(enetaddr);        } #endif #if defined(CONFIG_DRIVER_SMC91111) || defined (CONFIG_DRIVER_LAN91C96)        /* XXX: this needs to be moved to board init */        if (getenv ("ethaddr")) {               uchar enetaddr[6];               eth_getenv_enetaddr("ethaddr", enetaddr);               smc_set_mac_addr(enetaddr);        } #endif /* CONFIG_DRIVER_SMC91111 || CONFIG_DRIVER_LAN91C96 */        /* Initialize from environment */        if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {               load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);        } #if defined(CONFIG_CMD_NET)        if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {               copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));        } #endif #ifdef BOARD_LATE_INIT        board_late_init (); #endif #ifdef CONFIG_GENERIC_MMC        puts ("MMC:   ");        mmc_initialize (gd->bd); #endif #ifdef CONFIG_BITBANGMII        bb_miiphy_init(); #endif #if defined(CONFIG_CMD_NET) #if defined(CONFIG_NET_MULTI)        puts ("Net:   "); #endif        eth_initialize(gd->bd); #if defined(CONFIG_RESET_PHY_R)        debug ("Reset Ethernet PHY\n");        reset_phy(); #endif #endif        /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */        for (;;) {               main_loop ();        }        /* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */ }

gd_t和 bd_t這兩個數據結構比較重要，建議你們看。 分配一個存儲全局數據的區域，地址給指針 gd   全局數據的區清零 給 gd->bd（指針）賦值（在gd的前面）並清零 gd->flags 賦值，表示已經重定向（在內存中） monitor_flash_len爲u-boot代碼長度。 初始化循環： init_sequence 是一個初始化函數集的函數指針數組（後面講解） 若是有任何一個函數失敗就進入死循環。 這個始化函數集比較重要，建議你們認真跟蹤一下。 初始化堆空間，清零。 初始化Nor Flash相關參數，並顯示其大小。       初始化VFD存儲區（LCD顯示相關）                                           初始化LCD顯存                      初始化Nand Flash控制器，並顯示其容量大小。       初始化OneNand         初始化 DataFlash   初始化環境變量，若是認爲沒有找到存儲其中的，就用默認值並打印：「*** Warning - bad CRC, using default environment」。這是咱們常看到的。     初始化 VFD（LCD顯示相關）         初始化串口。     從環境變量裏獲取IP地址   初始化標準輸入輸出設備。好比：串口、LCD、鍵盤等等  初始化全局數據表中的跳轉表gd->jt。 跳轉表是一個函數指針數組，定義了u-boot中基本的經常使用的函數庫，gd->jt是這個函數指針數組的首指針。   初始化API，用於爲U-boot編寫的「應用程序」   初始化 console，平臺無關，不必定是串口哦，若是把標準輸出設爲vga，字符會顯示在LCD上。 平臺相關的其餘初始化，有的平臺有 中斷使能（通常不使用，不少平臺此函數是空的）           TI芯片中的內置MAC初始化（平臺相關）           一種網卡芯片初始化（平臺相關）                              獲取 bootfile參數           一些板級初始化（有的板子有）        SD卡/MMC控制器初始化         MII相關初始化        網卡初始化               進入主循環，其中會讀取bootdelay和bootcmd 在bootdelay時間內按下鍵進入命令行，不然執行bootcmd的命令。

標有紅色的是比較重要的地方。

大體的U-boot啓動流程就簡單介紹到這。