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一、概念

1、u-boot本质上就是一个单片机程序，所以对应不同的硬件设计和cpu，u-boot必须按需修改。

2、u-boot用来引导启动操作系统。

3、文档地址：https://u-boot.readthedocs.io/en/latest/build/source.html

4、源码地址：https://github.com/u-boot/u-boot

5、u-boot是个庞大的单片机工程，作用就是加载linux

6、u-boot一般从flash或sd读出内核可执行程序放到sram里，然后执行内核。

7、必需具备的基本功能：

（1）读写flash或sd卡

（2）写sdram

（3）从sdram中启动内核

（4）初始化时钟

（5）初始化串甚至网口

二、u-boot的结构与启动过程

u-boot启动过程可以分为单阶段与多阶段两种：通常，多阶段的u-boot可以提供更加复杂的功能和更好的可移值性。从固态存储器设备上启动的bootloader大多都是两阶段的启动过程：第一阶段使用汇编来实现，它完成一些依赖于CPU体系结构的初始化（就是xxx.S文件）,并调用第二阶段的代码，第二阶段则通常使用C语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会有更好的可读性和可移值性。

1、第一阶段（xxx.S文件）

（1）硬件设备初始化

（2）为加载第二阶段代码准备ram空间

（3）复制第二阶段代码到ram空间中

（4）设置好代码运行的堆栈空间

（5）跳转到第二阶段代码的C入口点

2、第二阶段

（1）配置关闭看门狗、关闭各类中断、设置CPU的速度和初始化系统时钟

（2）初始化本阶段要使用到的硬件设备

（3）检测系统内存映射，就是确定板上使用了多少内存，它们的地址空间是多少。

（4）将内核镜像和根文件系统镜像从flash读到ram空间中去运行

（5）为内核设置启动参数

（6）调用并运行内核

三、调用内核之前 ，需要的条件

1、CPU寄存器的设置

（1）R0=0

（2）R1=机器类型ID

（3）R2=启动参数标记列表在RAM起始基地址

2、CPU工作模式

（1）必须禁止中断

（2）CPU必须为SVC模式（SVC：管理员模式，CPU有权访问一些受保护的寄存器）

3、Cache和MMu的设置（高速缓存寄存器和内存管理单元）

（1）MMU必须关闭

（2）指令Cache可以打开也可以关闭

（3）数据Cache必须关闭。

四、Bootloader与内核的数据交互

bootloader与内核的交互是单向的，bootloader将各类参数传递给内核。由于它们不能同时运行，传递参数的方法是：bootloader将参数放在某个约定的地方之后，再启动内核，内核启动后从这个地方获取参数。

参数以规定的结构，即标记列表（tagged list）形式来传递，标记列表以ATAG_CORE开始，以标记ATAG_NONE结束。

五、u-boot编译步骤

1、获取u-boot源代码，配置好CROSS_COMPILE和ARCH

2、make xxx_defconfig

xxx_defconfig是其他人已经编写好的配置文件，用于在编译u-boot之前配置u-boot。

3、make

六、u-boot的Makefile中用的一些语法

1、target

targets : [ prerequisites ] [; command]

[command1]

[command2]

[……]

（1）意思：如果targets不存在，或者targets存在但prerequisites有更新，则执行command命令。

（2）targets代表目标名，也就是当前目录下某个文件的名称。

（3）prerequisites，代表该targets的依赖关系。

（4）command需以;分隔，如果另起一行，则前面必须是tab，Makefile中用tab标识一个command.

（5）例子，假如当前目录下有个main.c文件，要将其编译成main.o，则Makefile可以这样写：

main.o : main.c

gcc -c main.c

2、PHONY target

不作创建目标文件的target就叫伪目标，伪目标的主要用途就是用于那些需要无条件执行的target，例如clean，用于清除编译生成的临时文件。

.PHONY: all

all :

@echo this is all

（1）不管当前目录下是否有all这个目标文件，都会执行。

（2）伪目标后面也可以定义依赖关系。

（3）command前加@，代表不显示命令本身，只显示命令的结果。

（4）如果伪目标是Makefile的第一个目标，也会被做为默认目标。

3、VPATH

如果定义了这个变量，那么make就会在当前目标找不到的依赖文件和目标文件时，到所指定的目录中寻找。

VPATH = src:../headers

（1）目录由冒号分隔。

（2）当前目录是更高优先搜索的地方。