U-Boot(通用引導加載程序)在嵌入式系統(tǒng)中的作用主要包括硬件初始化、引導操作系統(tǒng)內核、提供調試工具及固件升級支持，具體功能如下：
硬件初始化
U-Boot在系統(tǒng)啟動時負責初始化CPU、內存、串口、網(wǎng)卡等核心硬件組件，為操作系統(tǒng)運行奠定基礎。例如，它會設置處理器模式、內存控制器參數(shù)、時鐘頻率等關鍵硬件狀態(tài)。 ?
引導操作系統(tǒng)
U-Boot可從閃存、SD卡、網(wǎng)絡等多種介質加載操作系統(tǒng)內核(如Linux)，并將其從存儲設備復制到內存中啟動。它支持自定義啟動參數(shù)(如內存分配、命令行參數(shù)等)，并處理內核鏡像的加載與驗證。 ?
系統(tǒng)調試與維護
U-Boot提供命令行接口(CLI)，允許開發(fā)者實時查看硬件信息、修改啟動參數(shù)、讀寫存儲設備等操作。例如，通過串口或網(wǎng)絡連接可實時調試內存狀態(tài)或監(jiān)控系統(tǒng)運行，部分工業(yè)設備仍依賴其硬實時響應能力。 ?
固件升級支持
U-Boot支持通過網(wǎng)絡或本地存儲升級固件，適用于需要遠程維護的嵌入式設備。例如，智能電網(wǎng)終端通過保留必要驅動模塊實現(xiàn)快速固件更新。
uboot是用來干什么的，有什么作用?
uboot 屬于bootloader的一種，是用來引導啟動內核的，它的最終目的就是，從flash中讀出內核，放到內存中，啟動內核
所以，由上面描述的，就知道，UBOOT需要具有讀寫flash的能力。
uboot是怎樣引導啟動內核的?
uboot剛開始被放到flash中，板子上電后，會自動把其中的一部分代碼拷到內存中執(zhí)行，這部分代碼負責把剩余的uboot代碼拷到內存中，然后uboot代碼再把kernel部分代碼也拷到內存中，并且啟動，內核啟動后，掛著根文件系統(tǒng)，執(zhí)行應用程序。
uboot啟動的大過程是怎么樣的?
uboot啟動主要分為兩個階段，主要在start.s文件中，第一階段主要做的是硬件的初始化，包括，設置處理器模式為SVC模式，關閉看門狗，屏蔽中斷，初始化sdram，設置棧，設置時鐘，從flash拷貝代碼到內存，清除bss段等，bss段是用來存儲靜態(tài)變量，全局變量的，然后程序跳轉到start_arm_boot函數(shù)，宣告第一階段的結束。
第二階段比較復雜，做的工作主要是1.從flash中讀出內核。2.啟動內核。start_arm_boot的主要流程為，設置機器id，初始化flash，然后進入main_loop，等待uboot命令，uboot要啟動內核，主要經(jīng)過兩個函數(shù)，第一個是s=getenv("bootcmd")，第二個是run_command(s...),所以要啟動內核，需要根據(jù)bootcmd環(huán)境變量的內容啟動，bootcmd環(huán)境變量一般指示了從某個flash地址讀取內核到啟動的內存地址，然后啟動，bootm。
uboot啟動的內核為uImage,這種格式的內核是由兩部分組成：真正的內核和內核頭部組成，頭部中包括內核中的一些信息，比如內核的加載地址，入口地址。
uboot在接受到啟動命令后，要做的主要是，1，讀取內核頭部，2，移動內核到合適的加載地址，3，啟動內核，執(zhí)行do_bootm_linux
do_bootm_linux主要做的為，1，設置啟動參數(shù)，在特定的地址，保存啟動參數(shù)，函數(shù)分別為setup_start_tag,setup_memory_tag,setup_commandline_tag,setup_end_tag，根據(jù)名字我們就知道具體的段內存儲的信息，memory中為板子的內存大小信息，commandline為命令行信息，
2，跳到入口地址，啟動內核
啟動的函數(shù)為the_kernel(0,bd->bi_arch_number,bd->bi_boot_param)
bd->bi_arch_number為板子的機器碼，bd->bi_boot_param為啟動參數(shù)的地址
總結：uboot到底是干嘛的，對應下面uboot必須要解決哪些問題!
1)uboot主要作用是用來啟動操作系統(tǒng)內核。體現(xiàn)在uboot最后一句代碼就是啟動內核。
2)uboot還要負責部署整個計算機系統(tǒng)。體現(xiàn)在uboot最后的傳參。
3)uboot中還有操作Flash等板子上硬件的驅動。例如串口要打印，ping網(wǎng)絡成功，擦除、燒寫flash是否成功等。
4)uboot還得提供一個命令行界面供人來操作。很簡單，至少你能看到。
計算機系統(tǒng)的組成部件非常多，不同的計算機系統(tǒng)組成部件也不同。但是所有的計算機系統(tǒng)運行時需要的主要核心部件都是3個東西：CPU + 外部存儲器(Flash/硬盤) + 內部存儲器(DDR SDRAM/SDRAM/SRAM)。而一般的PC機啟動過程為：PC上電后先執(zhí)行BIOS程序(實際上PC的BIOS就是NorFlash)，BIOS程序負責初始化DDR內存，負責初始化硬盤，然后從硬盤上將OS鏡像讀取到DDR中，然后跳轉到DDR中去執(zhí)行OS直到啟動(OS啟動后BIOS就無用了)。
嵌入式系統(tǒng)和PC機的啟動過程幾乎沒有兩樣，只是BIOS成了uboot，硬盤成了Flash。
3 uboot必須解決哪些問題?
3.1自身可開機直接啟動
1)一般的SoC都支持多種啟動方式，譬如SD卡啟動、NorFlash啟動、NandFlash啟動等?????uboot要能夠開機啟動，必須根據(jù)具體的SoC的啟動設計來設計uboot
2)uboot必須進行和硬件相對應的代碼級別的更改和移植，才能夠保證可以從相應的啟動介質啟動。uboot中第一階段的start.S文件中具體處理了這一塊。
3.2能夠引導操作系統(tǒng)內核啟動并給內核傳參
1)uboot的終極目標就是啟動內核。
2)linux內核在設計的時候，設計為可以被傳參。也就是說我們可以在uboot中事先給linux內核準備一些啟動參數(shù)放在內存中特定位置然后傳給內核，內核啟動后會到這個特定位置去取uboot傳給他的參數(shù)，然后在內核中解析這些參數(shù)，這些參數(shù)將被用來指導linux內核的啟動過程。
3.3能提供系統(tǒng)部署功能
1)uboot必須能夠被人借助而完成整個系統(tǒng)(包括uboot、kernel、rootfs等的鏡像)在Flash上的燒錄下載工作。
2)裸機教程中刷機(ARM裸機第三部分)就是利用uboot中的fastboot功能將各種鏡像燒錄到iNand中，然后從iNand啟動。
U-boot是一種開源bootloader, 作用是用來引導操作，以及給開發(fā)人員提供測試調試工具。本身算是個精簡的Linux系統(tǒng)，主要是負責硬件的初始化和引導，本身帶有一些工具，作為引導程序，常作為嵌入式設備的引導。當真正的系統(tǒng)開始運行的時候U-boot就把管理權限交了出去。
選擇U-Boot的理由： ① 開放源碼; ② 支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android; ③ 支持多個處理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS; ④ 較高的可靠性和穩(wěn)定性; ⑤ 高度靈活的功能設置，適合U-Boot調試、操作系統(tǒng)不同引導要求、產(chǎn)品發(fā)布等; ⑥ 豐富的設備驅動源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等; ⑦ 較為豐富的開發(fā)調試文檔與強大的網(wǎng)絡技術支持;
U-BOOT工作模式
U-Boot的工作模式有啟動加載模式和下載模式。啟動加載模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式產(chǎn)品發(fā)布時，Bootloader必須工作在這種模式下，Bootloader將嵌入式操作系統(tǒng)從FLASH中加載到SDRAM中運行，整個過程是自動的。下載模式就是Bootloader通過某些通信手段將內核映像或根文件系統(tǒng)映像等從PC機中下載到目標板的FLASH中。用戶可以利用Bootloader提供的一些命令接口來完成自己想要的操作。
當前測試uboot命令的開發(fā)板是友善之臂tin441，使用三星的EXYNOS4412，本篇文章重點是介紹uboot命令行的命令功能，用法，使用的uboot版本是2010.12，是友善之臂官方提供的uboot。
uboot
1.硬件管理 uboot要能夠進行Soc級(Soc內部外設)和板級(Soc外部外設)硬件管理。 uboot中實現(xiàn)了一部分硬件的控制能力(uboot中初始化了一部分硬件)，因為uboot為了完成一些任務必須讓這些硬件工作。譬如uboot要實現(xiàn)刷機必須能驅動iNand，譬如uboot要在刷機時LCD上顯示進度條就必須能驅動LCD，譬如uboot能夠通過串口提供操作界面就必須驅動串口。譬如uboot要實現(xiàn)網(wǎng)絡功能就必須驅動網(wǎng)卡芯片。 2.能夠完成鏡像燒錄(刷機) uboot要能夠被借助完成刷機操作。參考下SD卡刷機的步驟： a.燒錄uboot到SD卡中。 有2種燒寫方法：一種是在windows中用刷卡工具去制作啟動SD卡;另一種是在linux中用dd命令。制作完SD后將SD卡插入開發(fā)板，然后開機就可以進入uboot界面。 b.使用uboot的fastboot命令，并借助PC中的fastboot軟件完成包括uboot、kernel、rootfs等的鏡像的燒錄。 從上面就可以看出，刷機依靠的是uboot的fastboot命令，將鏡像寫到相應的FLASH中。 3.uboot的“生命周期” uboot的入口就是開機自動啟動，uboot的唯一出口就是啟動內核。uboot還可以執(zhí)行很多別的任務(譬如燒錄系統(tǒng))，但是其他任務執(zhí)行完后都可以回到uboot的命令行繼續(xù)執(zhí)行uboot命令，而啟動內核命令一旦執(zhí)行就回不來了。 4.uboot要提供命令式shell界面 shell是用戶操作接口的意思。shell有命令行的shell，如windows下的cmd，如linux下的終端;也有GUI式的shell，比如常用的windows下的各種界面。shell是一種封裝后留出來的接口，uboot也要有這樣的一個接口。 shell的原理是：由消息接收、解析、執(zhí)行構成的一個死循環(huán)。我之前用過3D打印機的固件(firmware)也是這樣的模式。 uboot的shell使用的也是行緩沖的模式。也就是以回車鍵(換行鍵)作為一個命令輸入的結束。對應的其他緩沖模式還有無緩沖和全緩沖：無緩沖就是輸入一個字符就當做一個命令處理;全緩沖就是無論輸入什么都緩沖起來知道緩沖區(qū)滿了才做一次處理。
bootloader 與 uboot的區(qū)別
BootLoader是嵌入式設備中用來啟動操作系統(tǒng)內核的一段程序。 uboot(universal bootloader)是一種可以用于多種嵌入式CPU的BootLoader程序，換言之，uboot是bootloader的一個子集。 uboot的核心作用就是啟動操作系統(tǒng)內核，uboot的本質就是一段裸機程。
首先uboot可以說是一個裸機程序，提到裸機程序直覺就是可以驗證功能，所以uboot提供了強大的命令行，支持了各種硬件相關的驅動程序，所以先跑起來uboot很重要。
然后就是一些功能不方便kernel去做的，比如升級就更加的高效。因為uboot里面去操作FLASH等有更高的效率
若設置了 u-boot 啟動時等待任意鍵輸入幾秒，若有輸入，則退出自啟動模式而進入命令行模式。
help：顯示所有命令及其說明;
help 命令：顯示命令詳細的使用說明;
pri：查看所有環(huán)境變量，包括開機等待任意輸入的時延(秒)、串口波特率(baudrate)、本地 IP 地址(ipaddr)、tftp 服務器端的 IP 地址(serverip)、自啟動命令字符串(bootcmd，一般不用動)等等;
setenv <環(huán)境變量> <要設置的值>：修改某一個環(huán)境變量為要設置的值，要設置的值 若是字符串則要加雙引號;
saveenv：將當前所有設置過的環(huán)境變量保存，掉電不丟失;
reset：復位;
dhcp：執(zhí)行 DHCP 服務，獲取 IP 地址，驗證網(wǎng)絡功能;
setenv my：恢復系統(tǒng)的所有環(huán)境變量為默認，即使之前用戶重設的環(huán)境變量都恢復默認;
protext on/off 0~10000：對 Nor Flash 區(qū)域 [0x0 ~ 0x10000] 設置為寫保護或取消寫保護;
movi：對 EMMC 進行操作;
run bootcmd：，執(zhí)行 bootcmd ，其是一個環(huán)境變量，為一段字符串形式的命令;上電后 u-boot 若處于自啟動模式最后執(zhí)行則執(zhí)行的多條命令，默認為 下載內核、設備樹和運行內核的多個命令，可以根據(jù)需要增加命令，以分號分隔。
boadinfo：查詢板子信息命令
內存操作命令：內存操作命令md讀，mw寫，nm修改內存值，mm也是寫但是會自增地址，cp拷貝，cmp對比內存值。
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