一、U-BOOT的目錄結構 u-boot目錄下有18個子目錄，分別存放管理不通的源程序。
這些目錄中所要存放的文件有其規(guī)則，可以分成三類。
?第一類目錄與處理器體系結構或者開發(fā)板硬件直接相關；
?第二類目錄是一些通用的函數(shù)或者驅動程序；
?第三類目錄是u-boot的應用程序、工具或者文檔。
Board：和一些已有開發(fā)板相關的文件，比如Makefile和u-boot.lds等都和具體開發(fā)板的硬件和地址分配有關。
Common：與體系結構無關的文件，實現(xiàn)各種命令的C文件。
CPU：CPU相關文件，其中的子目錄都是以u-boot所支持的CPU為名，比如有子目錄arm926ejs、mips、mpc8260和nios等，每個特定的子目錄中都包括cpu.c和interrupt.c和start.S。其中cpu.c初始化cpu、設置指令cache和數(shù)據(jù)cache等；interrupt.c設置系統(tǒng)的各種終端和異常，比如快速中斷，開關中斷、時鐘中斷、軟件中斷、預取中止和未定義指令等；start.S是u-boot啟動時執(zhí)行的第一個文件，他主要是設置系統(tǒng)堆棧和工作發(fā)式，為進入C程序奠定基礎。
Disk：disk驅動的分區(qū)處理代碼、
Doc：文檔。
Drivers：通用設備驅動程序，比如各種網(wǎng)卡、支持CFI的flash、串口和USB總線等。
Dtt：數(shù)字溫度測量器或者傳感器的驅動
Examples：一些獨立運行的應用程序的例子。
Fs：支持文件系統(tǒng)的文件，u-boot現(xiàn)在支持cramfs、fat、fdos、jffs2、yaffs和registerfs。
Include：頭文件，還有對各種硬件平臺支持的會變文件，系統(tǒng)的配置文件和對文件系統(tǒng)支持的文件。
Net：與網(wǎng)絡有關的代碼，BOOTP協(xié)議、TFTP協(xié)議RARP協(xié)議和NFS文件系統(tǒng)的實現(xiàn)。
Lib_ppc：存放對PowerPC體系結構通用的文件，主要用于實現(xiàn)PowerPC平臺通用的函數(shù)，與PowerPC體系結構相關的代碼。
Lib_i386：存放對X86體系結構通用的文件，主要用于實現(xiàn)X86平臺通用的函數(shù)，與PowerPc體系結構相關的代碼。
Lib_arm：存放對ARM體系結構通用的文件，主要用于實現(xiàn)ARM平臺通用的函數(shù)，與ARM體系結構相關的代碼。
Lib_generic：通用的多功能函數(shù)實現(xiàn)。
Post：上電自檢。
Rtc： 實時時鐘驅動。
Tools：創(chuàng)建S-Record格式文件和U-BOOT images的工具。

二、u-boot的編譯 u-boot的源碼是通過GCC和Makefile組織編譯的，頂層目錄下的Makefile首先可以設置板子的定義，然后遞歸地調用各級目錄下的Makefile，最后把編譯過的程序鏈接成u-boot的映像。 頂層目錄下的Makefile，它是負責U-Boot整體配置編譯。每一種開發(fā)板在Makefile都需要有板子配置的定義，如smdk2442定義如下： smdk2442_config: unconfig @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2442 執(zhí)行配置U-Boot的命令make smdk2442_config，通過./mkconfig腳本生成include/config.mk的配置文件。文件內(nèi)容是根據(jù)Makefile對板子的配置生成的。

配置環(huán)境和編譯過程如下所述,U-boot的編譯環(huán)境配置需要：cross-2.95.3.tar.bz2和s3c24x0_uboot_rel_0_0_1_061002.tar.bz2，將文件拷貝到/home/amoi/working/下，（chenpx@chenpx:/mnt/hgfs/share$ cp cross-2.95.3.tar.bz2 /home/amoi/working 和chenpx@chenpx:/mnt/hgfs/share$ cp s3c-u-boot-1.1.6.tar.bz2 /home/amoi/working）， 然后對對文件進行解壓（chenpx@chenpx:/home/chenpx/working$ tar jxvf cross-2.95.3.tar.bz2和chenpx@chenpx:/home/chenpx/working$ tar jxvf s3c24x0_uboot_rel_0_0_1_061002.tar.bz2），在/usr/local/目錄下建立一個arm文件夾（mkdir –p /usr/local/arm （-p 是需要時創(chuàng)建上層目錄，如目錄早已存在則不當作錯誤））

將cross-2.95.3.tar.bz2解壓出來的移動到/usr/local/arm/下（mv 2.95.3 /usr/local/arm/） 移動后添加環(huán)境變量export PATH=$PATH:/usr/local/2.95.3/bin/ 修改s3c24x0_uboot_dev中的makefile,修改CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-其他的用#注釋掉。 接下來就是加載配置： 最后進行編譯：make，最終在s3c24x0_uboot-dev目錄下生成u-boot、u-boot.bin、u-boot.map、2 u-boot.srec四個文件。

三、u-boot系統(tǒng)啟動流程 大多數(shù)bootloader都分為stage1和stage2兩部分，u-boot也不例外。依賴于CPU體系結構的代碼（如設備初始化代碼等）通常都放在stage1且可以用匯編語言來實現(xiàn)，而stage2則通常用C語言來實現(xiàn)，這樣可以實現(xiàn)復雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。 1、Stage1 start.S代碼結構 u-boot的stage1代碼通常放在start.S文件中，他用匯編語言寫成，其主要代碼部分如下：

（1）定義入口。由于一個可執(zhí)行的Image必須有一個入口點，并且只能有一個全局入口，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腳本來完成。
（2）設置異常向量（Exception Vector）。
（3）設置CPU的速度、時鐘頻率及終端控制寄存器。
（4）初始化內(nèi)存控制器。
（5）將ROM中的程序復制到RAM中。
（6）初始化堆棧。
（7）轉到RAM中執(zhí)行，該工作可使用指令ldr pc來完成。

?2、Stage2 C語言代碼部分 lib_arm/board.c中的start arm boot是C語言開始的函數(shù)也是整個啟動代碼中C語言的主函數(shù)，同時還是整個u-boot（armboot）的主函數(shù)，該函數(shù)只要完成如下操作：
（1）調用一系列的初始化函數(shù)。
（2）初始化Flash設備。
（3）初始化系統(tǒng)內(nèi)存分配函數(shù)。
（4）如果目標系統(tǒng)擁有NAND設備，則初始化NAND設備。
（5）如果目標系統(tǒng)有顯示設備，則初始化該類設備。
（6）初始化相關網(wǎng)絡設備，填寫IP、MAC地址等。
（7）進去命令循環(huán)（即整個boot的工作循環(huán)），接受用戶從串口輸入的命令，然后進行相應的工作。

3、U-Boot的啟動順序
主要順序如下圖所示

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 函數(shù)順序? ?? ?? ?? ?? ?初始化順序
? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?圖為 U-Boot順序
下面就根據(jù)代碼進行解釋：
/*********************** 中斷向量 ***********************/
.globl _start? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? //u-boot啟動入口
_start: b? ?? ? reset? ?? ?? ?? ?? ?//復位向量并且跳轉到reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//中斷向量
ldr pc, _fiq? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//中斷向量
b??sleep_setting? ?? ?? ?? ? //跳轉到sleep_setting
并通過下段代碼拷貝到內(nèi)存里
relocate:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//把uboot重新定位到RAM
adr r0, _start? ?? ?? ?? ?? ?? ?// r0 是代碼的當前位置
ldr r2, _armboot_start? ?? ?? ?? ?? ?//r2 是armboot的開始地址
ldr r3, _armboot_end? ?? ?? ?? ?? ? //r3 是armboot的結束地址
sub r2, r3, r2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? // r2得到armboot的大小
ldr r1, _TEXT_BASE? ?? ?? ?? ?// r1 得到目標地址??
add r2, r0, r2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???// r2 得到源結束地址
copy_loop:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//重新定位代碼
ldmia r0!, {r3-r10}? ?? ?? ?? ?? ?? ?//從源地址[r0]中復制
stmia r1!, {r3-r10}? ?? ?? ?? ?? ?? ?//復制到目標地址[r1]
cmp??r0, r2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//復制數(shù)據(jù)塊直到源數(shù)據(jù)末尾地址[r2]
ble copy_loop
系統(tǒng)上電或reset后，cpu的PC一般都指向0x0地址，在0x0地址上的指令是
reset:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//復位啟動子程序
/******** 設置CPU為SVC32模式***********/
mrs r0,cpsr? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//將CPSR狀態(tài)寄存器讀取，保存到R0中
bic r0,r0,#0x1f
orr r0,r0,#0xd3
msr cpsr,r0? ?
? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//將R0寫入狀態(tài)寄存器中
/************** 關閉看門狗 ******************/
ldr? ?? ?r0, =pWTCON
mov? ???r1, #0x0
str? ?? ? r1, [r0]
/************** 關閉所有中斷 *****************/
mov r1, #0xffffffff
ldr r0, =INTMSK
str r1, [r0]
ldr r2, =0x7ff
ldr r0, =INTSUBMSK
str r2, [r0]
/************** 初始化系統(tǒng)時鐘 *****************/
ldr r0, =LOCKTIME
ldr? ???r1, =0xffffff
str? ???r1, [r0]
clear_bss:
? ?? ???ldr? ?? ? r0, _bss_start? ?? ?? ???//找到bss的起始地址
? ?? ???add? ?? ?r0, r0, #4? ?? ?? ?? ???//從bss的第一個字開始
? ?? ???ldr? ?? ? r1, _bss_end? ?? ?? ???// bss末尾地址
? ?? ???mov? ?? ?r2, #0x00000000? ?? ? //清零??
clbss_l:str? ?? ???r2, [r0]? ?? ?? ?? ?? ? // bss段空間地址清零循環(huán)
? ?? ???add? ???r0, r0, #4
? ?? ???cmp? ???r0, r1
? ?? ???bne? ?? ?clbss_l
/***************** 關鍵的初始化子程序 ************************/
/ * cpu初始化關鍵寄存器
* 設置重要寄存器
* 設置內(nèi)存時鐘
* /
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
/******* 在重新定位前，我們要設置RAM的時間，因為內(nèi)存時鐘依賴開發(fā)板硬件的，你將會找到board目錄底下的memsetup.S。**************/
mov ip, lr
#ifndef CONFIG_S3C2440A_JTAG_BOOT
bl memsetup? ?? ???//調用memsetup子程序（在board/smdk2442memsetup.S）
#endif
mov lr, ip
mov pc, lr? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//子程序返回

memsetup:? ?
/**************** 初始化內(nèi)存 **************/
? ?? ???mov? ???r1, #MEM_CTL_BASE
? ?? ???adrl? ? r2, mem_cfg_val
? ?? ???add? ???r3, r1, #52
1:? ?? ? ldr? ???r4, [r2], #4
? ?? ???str? ???r4, [r1], #4
? ?? ???cmp? ???r1, r3
? ?? ???bne? ???1b
/*********** 跳轉到原來進來的下一個指令（start.S文件里） ***************/??
mov? ???pc, lr? ?? ?? ?? ?? ???//子程序返回
/****************** 建立堆棧 *******************/
ldr r0, _armboot_end? ?? ?? ?? ?? ?//armboot_end重定位
add r0, r0, #CONFIG_STACKSIZE? ? //向下配置堆?？臻g
sub sp, r0, #12? ?? ?? ?? ?? ?? ?//為abort-stack預留個3字
/**************** 跳轉到C代碼去 **************/
ldr pc, _start_armboot? ?? ?? ???//跳轉到start_armboot函數(shù)入口，start_armboot
字保存函數(shù)入口指針
_start_armboot: .word start_armboot? ? //start_armboot函數(shù)在lib_arm/board.c中實現(xiàn)
從此進入第二階段C語言代碼部分
/**************** 異常處理程序 *******************/
.align??5
undefined_instruction:? ?? ?? ?? ?? ?//未定義指令
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl??do_undefined_instruction
.align 5
software_interrupt:? ?? ?? ?? ?? ?? ? //軟件中斷
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl??do_software_interrupt
.align 5
prefetch_abort:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? //預取異常中止
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl??do_prefetch_abort
.align 5
data_abort:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//數(shù)據(jù)異常中止
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl??do_data_abort
.align 5
not_used:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? //未利用
get_bad_stack
bad_save_user_regs
bl??do_not_used
.align 5
irq:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//中斷請求
get_irq_stack
irq_save_user_regs
bl??do_irq
irq_restore_user_regs
.align 5
fiq:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???//快速中斷請求
get_fiq_stack
/* someone ought to write a more effiction fiq_save_user_regs */
irq_save_user_regs
bl??do_fiq
irq_restore_user_regs
sleep_setting:? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?//休眠設置
@ prepare the SDRAM self-refresh mode
ldr r0, =0x48000024 @ REFRESH Register
ldr r1, [r0]
orr r1, r1,#(1bd = &bd_data;
memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t));
monitor_flash_len = _armboot_end_data - _armboot_start;
/*** 調用執(zhí)行init_sequence數(shù)組按順序執(zhí)行初始化 ***/
for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
??if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
? ?hang ();
??}
}
#if 0
/**************** 配置可用的flash單元 *************/
size = flash_init ();? ?? ?? ?? ? //初始化flash
display_flash_config (size);? ?? ?//顯示flash的大小
/******** _arm_boot在armboot.lds鏈接腳本中定義 ********/
#endif
#ifdef CONFIG_VFD
#??ifndef PAGE_SIZE
#??define PAGE_SIZE 4096
#??endif
/*********** 為VFD顯示預留內(nèi)存(整個頁面)??**********/
/******** armboot_real_end在board-specific鏈接腳本中定義********/
addr = (_armboot_real_end + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
size = vfd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
/******* 進入下一個界面 ********/
addr += size;
addr = (addr + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
mem_malloc_init (addr);
#else
/********??armboot_real_end 在board-specific鏈接腳本中定義 *******/
mem_malloc_init (_armboot_real_end);
#endif? ? /* CONFIG_VFD */
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
puts ("NAND:");
nand_init();??/* NAND初始化 */
#endif
#ifdef CONFIG_HAS_DATAFLASH
AT91F_DataflashInit();
dataflash_print_info();
#endif
/********* 初始化環(huán)境 **********/
env_relocate ();
/*********** 配置環(huán)境變量，重新定位 **********/
#ifdef CONFIG_VFD
/* must do this after the framebuffer is allocated */
drv_vfd_init();
#endif
/* 從環(huán)境中得到IP地址 */
bd_data.bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");
/*以太網(wǎng)接口MAC地址*/
{
??int i;
??ulong reg;
??char *s, *e;
??uchar tmp[64];
??i = getenv_r ("ethaddr", tmp, sizeof (tmp));
??s = (i > 0) ? tmp : NULL;
??for (reg = 0; reg bd->bi_enetaddr);
#endif
#ifdef CONFIG_DRIVER_LAN91C96
if (getenv ("ethaddr")) {
??smc_set_mac_addr(gd->bd->bi_enetaddr);
}
/* eth_hw_init(); */
#endif /* CONFIG_DRIVER_LAN91C96 */
/* 通過環(huán)境變量初始化*/
if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
??load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {
??copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
}
#endif /* CFG_CMD_NET */
#ifdef BOARD_POST_INIT
board_post_init ();
#endif
/* main_loop() 總是試圖自動啟動，循環(huán)不斷執(zhí)行*/
for (;;) {
??main_loop (); /*主循環(huán)函數(shù)處理執(zhí)行用戶命令—common/main.c
}
/* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
}