u-boot启动流程详解：从XIP设备到重定位

u-boot启动流程详解：从XIP设备到重定位

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/u011456016/article/details/139666459

本文详细介绍了u-boot的启动流程，包括XIP设备、BootROM的作用、SPL（Secondary Program Loader）、重定位等关键概念，并通过具体的启动流程图进行了说明。

一、XIP设备

XIP设备是指一种可以直接在存储器中执行程序代码的设备，而不需要将代码复制到内存中。XIP的全称是eXecute In Place，即芯片内执行。这类设备包括片内的SRAM、NOR Flash、BootROM等。

XIP设备的启动方式是系统上电之后CPU执行的第一条指令是直接在非易失性存储器中执行的，比如被存储在flash中的启动程序，便可以直接在flash中执行，而不需要拷贝到内存中运行。这种启动方式的特点是节省了从存储器到内存的复制过程，从而减少了启动时间和资源消耗。

二、BootROM的作用

支持多种启动方式（如SD卡、EMMC、USB、UART启动）的芯片，内部必定有BootROM。BootROM的主要作用是硬件初始化，并将程序从非XIP设备复制进RAM，然后从RAM中执行。

支持多种启动方式的方法有两种：

1. 芯片有boot pin，决定使用哪个外设。bootrom根据引脚决定读取哪个设备的程序
2. 芯片有boot pin，决定多种外设的尝试顺序

三、完整的u-boot复制进内存

由于片内RAM容量有限（只有几KB），而用户程序可能有几百KB或几MB，因此需要采用以下方法：

1. BootROM从启动设备读取用户程序的前几KB到SRAM，运行它；这前几KB的代码负责：初始化DDR、把完整的程序从启动设备复制到DDR、并跳到DDR运行。
2. BootROM从启动设备读取SPL到SRAM，运行它；SPL负责：初始化DDR、把用户程序从启动设备复制到DDR、并跳到DDR运行。

四、SPL

SPL全称叫做Secondary Program Loader，实质上是一个二级加载程序。由于SRAM容量有限（通常只有几KB），而u-boot编译后可能有几百KB，因此需要采用以下方法：

1. 放不下就放不下呗，BootROM加载多少算多少；
2. 做一个小一点的boot程序，先让BootROM加载这个小的程序，后面再由这个小boot去加载u-boot。

五、重定位

重定位就是uboot将自身拷贝到DRAM的另一个地方去继续运行（DRAM的高地址处）。链接地址和运行地址的关系：正常情况下链接地址 = 运行地址，当运行地址等于链接地址时，程序肯定能运行。

位置无关码：从本质上讲，位置无关码就是代码中跳转或者取值、赋值的目标地址都使用相对地址，位置有关码使用的是绝对地址。

重定位的两种方法：

1. 链接地址是Addr_A，拷贝到Addr_A去运行，此时链接地址和运行地址相等，程序可以正常运行。
2. 链接地址是Addr_A，拷贝到Addr_B去运行，运行地址和链接地址就不一样了，这样在进行寻址就会出问题，解决办法就是使用位置无关码，对.rel.dyn的定位问题进行修复，就是为了解决该问题。

六、启动过程总结