imx6ull uboot启动流程

首先，NXP提供的uboot经过编译最终烧写进存储介质中的是uboot.imx文件，这个imx后缀的文件不同于传统的比如S3C2440最终烧写的uboot.bin文件。

imx文件是在bin文件的基础上加上了一个头部，IMX6ULL芯片内部自带的BOOTROM程序会根据拨码开关的高低电平选择对应的启动介质，从中读取这个头部信息，然后对头部信息进行解析，头部中最重要的是一个叫DCD表的东西。

DCD表中包含了时钟寄存器的地址和寄存器的值，引脚复用寄存器地址和寄存器的值，DDR控制器的寄存器地址和寄存器的值。imx6ull内部的BOOTROM程序会根据DCD表的内容打开时钟，初始化外部DDR。因此NXP提供的uboot代码的汇编阶段没有初始化时钟和初始化DDR的相关汇编代码！这也是NXP的uboot和传统的三星提供的uboot的重大区别。

还有一个区别就是，IMX6ULL的BOOTROM程序会根据解析出来的链接起始地址在一开始就把整个Uboot源码读取到DDR中去，也就是说Uboot的第一行代码就运行在DDR中，这是不同于三星的传统Uboot的，传统Uboot的第一句代码是运行在片内SRAM上的。

由于上述的区别，Uboot的重定位过程也就不同了，IMX6ULL的重定位过程是把Uboot整体从DDR的起始地址给挪到DDR的后端地址上去，给Linux内核腾位置。而三星Uboot中重定位是从Flash中把Uboot加载到DDR中去，这也算是一个不同之处。

除了上述提到了几点不同以外，Uboot代码的其他部分功能基本大差不差。

为什么uboot先是在DDR起始地址运行，再挪到后面，不能把uboot一开始就搬到后面去？

DDR的起始地址（CONFIG_SYS_TEXT_BASE）程序运行前就可以知道，重定位后的地址 gd->relocaddr 需要根据自身大小等信息计算出来

为什么uboot要挪到DDR后端地址去

给kernel腾空间，kernel 运行的起始地址一般也是写死在DDR起始地址，因为这个地址对于kernel来说也是可以在运行前确定

IMX6ULL在uboot的汇编阶段要做的事情仅仅包含了：

一、设置CPU运行模式为SVC模式，关闭FIQ和IRQ中断。

设置成SVC模式是为了让CPU可以使用SoC的各种资源。

关中断因为启动过程不允许被打断，否则可能发生错误。

二、设置CP15协处理器的若干个寄存器，包括了设置异常向量表重定位并写入异常向量表的地址，失效Cache，关闭MMU，清除Cache。

重定位异常向量表是因为，我们知道异常向量表的地址是0x00000000，而Uboot是在DDR中运行的，DDR的起始地址肯定不是0x00000000，那么异常向量表必须重定位，这里只是配置好了重定位所需要的寄存器内容，实际的向量表重定位由后续的relocate_vector函数完成。

关闭MMU是因为，MMU负责虚拟地址到实际物理地址的转换，此时还没有加载操作系统，操作的都是实际物理地址，不需要MMU来转换。

清除Cache是因为，Cache的内容是从DDR中缓存过来的，起始阶段DDR中还没有我们加载的内容，此时从DDR中缓存内容到Cache中，如果CPU从Cache中取数据可能导致错误。

三、设置芯片内部的IRAM

划分出一部分用来作为堆栈（方便后续调用C函数），划分一部分用来存储uboot中的重要变量：struct global_data，这个结构体中包含了cpu的时钟频率信息，总线的时钟频率，uboot重定位的地址，外部DDR的大小，Uboot本身的大小的起始地址与终止地址，malloc内存池的大小和位置等等众多重要数据，这些结构体内部的变量是在后续的board_init_f()函数中被初始化的，这些变量被初始化完成以后，Uboot会根据其值进行重定位和一系列对外设的操作。

上述就是imx6ull的uboot在汇编阶段做的事情，下面在arch/arm/lib/crt0.S文件中的_main函数中会调用若干个C函数。

一、board_init_f_alloc_reserve，用于设置内部IRAM，划分出malloc区和存储global_data变量的区域，并将这个变量的地址写入R9寄存器中。

二、board_init_f_init_reserve，将上述函数划分的存储空间进行清零，把早期malloc区的地址写入到global_data结构体变量的malloc_base成员中去。

三、board_init_f，用于初始化部分外设和初始化global_data，这个函数里面有一个函数数组，函数数组中的函数会被依次执行，以此来实现初始化部分外设和global_data，这个函数数组在common/board_f.c文件中定义。这里初始化的外设主要是串口，定时器，初始化global_data主要是初始化其中的地址成员，比如uboot重定位以后的地址，malloc区的基地址，新的global_data变量的地址（因为刚开始global_data是放在内部的IRAM中的）。这个函数执行以后，外部DDR由原本的一张白纸变成了一段一段划分好的区域，每一段用于存储不同的内容，如下图所示：

四、 relocate_code，就是重定位代码，这个重定位是从DDR到DDR的重定位，因为对于imx6ull来说，一开始uboot就被加载到了DDR上去运行，重定位就是为了把DDR前面的位置空出来以加载Linux内核，该函数定义在文件 arch/arm/lib/relocate.S中。

五、 relocate_vectors，重定位向量表。

六、board_init_r函数，该函数和board_init_f一样，其中有一个函数数组，其中的函数会依次执行，这个函数的作用也是初始化外设，初始化那些在board_init_f函数中没有初始化过的外设，比如该函数会初始化中断，网络信息，控制台以及存储设备等等。注意：函数数组中有一个叫board_init的函数，这个函数就是imx6ull的板级初始化函数，该函数定义在board/freescale/mx6ullevk/mx6ullevk.c文件中。我们进行Uboot移植的时候如果需要增减代码，基本就是在这个文件中进行代码的编辑。

至此，uboot启动的主要部分就结束了。

接下来进入交互界面等待命令，主要包含三个函数。

一、run_main_loop()--->main_loop()--->autoboot_command()，如果stored_bootdelay秒（默认是3秒）倒计时按下任意键，进入uboot的命令模式，否则启动Linux内核。

二、cli_loop，解析命令行命令函数，执行此函数说明进入uboot命令模式。

三、cmd_process，执行相应的命令。

uboot启动Linux内核的过程：

自动模式

如果倒计时结束未按下任意键，会执行环境变量bootcmd内的命令启动Linux内核，由下图可知，bootcmd的内容是宏CONFIG_BOOTCOMMAND定义的

而CONFIG_BOOTCOMMAND是在XXX_defconfig内定义的

run findfdt，使用的是 uboot 的 run 命令来运行 findfdt， findfdt 是 NXP 自行添加的环境变量，定义如下图。 findfdt 是用来查找开发板对应的设备树文件(.dtb)

最终分析下来，CONFIG_BOOTCOMMAND干的事情浓缩为以下四步：

CONFIG_BOOTCOMMAND还干了一件事，设置环境变量bootargs，传递给linux kernel

root=/dev/mmcblk1p2”表示根文件系统存储在 /dev/mmcblk1p2 中（即SD卡控制器2控制的SD卡或EMMC等设备的分区2）

命令模式

一般进入到uboot命令以后，我们会使用tftp命令或者nfs命令把zImage加载到DDR中去，然后使用bootz命令启动，使用bootz命令就调用了第一个函数。

do_bootz：这个函数主要干三件事。

第一，调用bootz_start函数，这个函数会调用do_bootm_states执行BOOTM_STATE_START阶段；

设置images的ep变量，即系统镜像的地址。

调用bootz_setup去验证镜像；最后调用bootm_find_images查找设备树文件，放在images->ft_addr成员变量中。

第二，关中断

第三，设置images结构体变量的os成员，这个成员也是个结构体变量，设置它为IN_OS_LINUX。然后执行do_bootm_states函数，该函数使用参数标识不同的启动阶段，此时的启动阶段为BOOTM_STATE_OS_PREP | BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO |BOOTM_STATE_OS_GO。

do_bootm_states中会根据images.os.os这个系统类型来查找对应的系统启动函数，这里找到的是do_bootm_linux；do_bootm_linux函数最终会调用boot_jump_linux函数，这是uboot跳转到linux执行的最后一个函数。

boot_jump_linux函数调用了一个叫做kernel_entry的函数，这个函数是Linux内核定义的，kernel_entry是Linux内核镜像文件的第一行代码，地址为images->ep，该函数有三个参数，第一个参数是0，第二个参数是机器ID，第三个参数是ATAGS或者设备树首地址。

一旦开始执行kernel_entry，uboot的生命周期就结束了。