uboot学习之uboot启动流程简述

一、uboot启动分为了三个阶段BL0、BL1、BL2；
BL0表示上电后运行ROM中固化的一段程序，其中ROM中的程序是厂家写进去的，所以具体功能可能根据厂家芯片而有所不同。功能如下：

1. 初始化系统时钟、特殊设备的控制器、启动设备、看门狗、堆栈、SRAM等硬件；
2. 验证B1镜像，并且加载BL1镜像到SRAM中，然后跳转到BL1镜像的地址上。

BL0需要将BL1加载到对应的RAM上，这就涉及到它的启动模式，详细如下：
1.OneNand Boot模式
要了解OneNAND先得了解NOR Flash和NAND Flash。与NOR Flash相比，NAND Flash的读数据速度稍慢，但是擦写速度快得多，并且在容量、使用寿命、成本上也占有较大优势。NOR Flash的编程简单，而NAND Flash的编程较为复杂（因为它的flash管理需要特殊的接口）。NAND Flash一般用于存储数据，而NOR Flash一般用于存储启动代码。
NOR Flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内容的每一字节（有限的地址引脚是限制其容量的因素之一）。NAND Flash使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。为了弥补NAND Flash的不足，三星公司在NAND Flash芯片内集成了一个RAM接口，命名为OneNAND Flash，这类Flash拥有与NOR Flash相同的简单接口，而且不受地址引脚的限制，即容量与地址引脚无关。
其实OneNAND 其实就是采用了NOR的接口，NAND的架构，是两者的性能得到了综合。这就有了X-LOADER的产生，以前我们接触到的都是BOOTLOADER，其实这个X-LOADER也起到初始化的作用，因为我们的BOOTLOADER是放在NAND的架构下的，而CPU却是从NOR的接口下读取BOOTLOADER到SDRAM中的，所以现在要做一个工作就是要如何将BOOTLOADER在OneNAND的架构下从NAND复制到SDRAM中，这就是X-LOADER的功能了，它不仅初始化OneNAND,并且把U-BOOT从NAND的架构下复制到BufferRam中，再复制到SDRAM中。
X-LOADER还支持从SD、MMC下引导Uboot，他在CPU下有对MMC的初始化程序，可以直接把uboot.bin从MMC下复制到SDRAM中。说到底这个X-LOADER就是起到初始化OneNAND和引导U-BOOT的作用。
参考：
blog.csdn.net/flower_fancy/article/details/5935618
2.Nand Boot
从nand flash中启动uboot.和上面类似，烧写过程可以参考下面的两篇博客。
参考：
blog.csdn.net/ropenyuan/article/details/6637155
blog.csdn.net/q1302182594/article/details/51324094
3.MMC Boot
先了解一下MMC、SD、SDIO三种卡。MMC卡和SD卡都是纯粹的存储卡，而SDIO是SD+IO，也就是既有存储功能，又有IO控制功能，不过也有纯IO功能的SDIO设备。并且，这三种卡可以使用同一个插槽，系统还能正确的识别！可能是由于历史原因，在开始有linux的时候，还只存在mmc卡（不存在SD和SDIO卡），所以在linux系统里面关于这三种卡的名称统统用“mmc“来命名。
关于SD与MMC的区别主要在数据位宽（MMC：8BIT，SD：4BIT）;卡的激活（MMC：CMD1，SD：ACMD41）；CMD6的用法上面，详细参考blog.csdn.net/lwj103862095/article/details/38334859
参考：
blog.csdn.net/xieweihua2012/article/details/12785491
4.UART Boot
与前面相比，数据从串口读取，且不需要验证header。
5.USB Boot
与前面相比，数据从USB读取，且不需要验证header。

模式	硬件支持	BL1镜像存放起始位置	BL1镜像是否需要header
OneNand Boot	OneNand flash	page0	是
Nand Boot	Nand flash	page0	是
SD / MMC Boot	SD / MMC	block1	是
eSSD Boot	eSSD	block1	是
eMMC Boot	eMMC	block0	是
UART Boot	UART	无	否
USB Boot	USB	无	否

BL1是上电后启动的第二个阶段。BL1阶段会将其镜像或者代码从存储介质上（比如SD）上加载到内部SRAM上，因此它是运行在内部SRAM上的。
主要工作：初始化和SDRAM相关的部分时钟、初始化外部SDRAM、从存储介质上（比如SD）将BL2镜像加载到SDRAM上、验证BL2镜像并跳转到BL2镜像所在的地址上
BL2是上电后启动的第三个阶段，BL2阶段会将其镜像或者代码从存储介质上（比如SD）上加载到外部SDRAM上。
BL2就是指传统意义上的bootloader，也就是我们这里的uboot的主体，负责flash操作、uboot命令操作等等，并且最终目标是加载OS和启动OS，如linux。
参考：
blog.csdn.net/ooonebook/article/details/52916202

二、接下来从bootloader开始说起。
Bootloader是在操作系统运行之前执行的一段小程序。而这段小程序的最终目的，正确地设置好软硬件环境，使之能够成功地引导操作系统。
主要工作包括初始化部分硬件，包括时钟、内存等等；加载内核到内存上；加载文件系统、atags或者dtb到内存上；根据操作系统启动要求正确配置好一些硬件；启动操作系统。
嵌入式几种常见的bootloader：
uboot是最常见的bootloader，开源，常用于ARM,MIPS等平台。支持monitor功能。
superboot 不开源，友善之臂的tiny210代码中默认使用这个bootloader
LK(Little Kernel)常用于高通平台，支持monitor功能。

uboot-spl

由uboot编译生成，对应于BL1阶段，也就是BL1的镜像，uboot-spl.bin。其代码运行于IRAM中
主要工作有：

1. 初始化部分时钟（和SDRAM相关）
2. 初始化DDR（外部SDRAM）
3. 从存储介质上（比如SDeMMC and flash）将BL2镜像加载到SDRAM上
4. 验证BL2镜像的合法性
5. 跳转到BL2镜像所在的地址上

uboot.bin

由uboot编译生成，对应于BL2阶段，也就是BL2的镜像,uboot.bin。其代码运行于SDRAM中.
主要工作有：

1. 初始化部分硬件，包括时钟、内存等等
2. 加载内核到内存上
3. 加载文件系统、atags或者dtb到内存上
4. 根据操作系统启动要求正确配置好一些硬件
5. 启动操作系统

monitor工作，主要是处理命令行的命令，以下是部分操作：

1. flash操作
2. 环境变量操作
3. 启动操作

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