前言
本文章主要以基于ARM® Cortex-A7内核的Freescale i.MX6ULL这款SoC探索u-boot-2021.01启动linux内核的流程。在了解启动流程之后，如果需要移植不同版本的u-boot或移植到其他平台的SoC，相信也能按照同样的思路去排查定位问题所在。
在查看文章的过程中，如果遇到描述有错误的地方，还希望大家悉心指出。
1、关于Freescale i.MX6ULL
i.mx6ull这款SoC到底是如何一款芯片，这里不过多地描述，随便一个搜索引擎都能找到比较详细的描述，这里主要还是以分析u-boot启动出发，了解这款SoC与u-boot相关的一些内容，或者说与一般芯片的差异部分。
u-boot程序的格式： 与其他厂家芯片（如s3c24x0）不一样，烧录到i.mx6ull的u-boot程序不是bin格式，而是imx格式，这是因为芯片的启动方式有所不同。i.mx6ull的u-boot程序是通过使用imxdownload程序在u-boot程序的基础上添加了 “头部”，这个“头部”就是由”IVT+BootData+DCD“组成，假设生成的bin文件为u-boot.bin，那么用于烧录的u-boot.imx就等于“IVT+BootData+DCD+u-boot.bin”。
“头部”的内容：（了解即可，一般不用太深入探究。参考：《IMX6ULL参考手册.pdf》）
① IVT（Image vector table）： 包含IVT头部、程序入口地址、DCD地址、Boot Data地址等信息，如表格展示：
其中header部分内容：Tag固定为0xD1、Length为2个字节大端保存IVT长度、Version为0x40或0x41，结构如图：
② BootData： 包含镜像要拷贝到的目的地址和大小（与plugin标志位均用32bit空间表示），格式如图：
③ DCD（Device configuration data）： MMDC 控制器， DDR等外设的寄存器初始化数据。
- “头部”如何被使用： 芯片内部的boot rom程序会读取解析imx格式的文件头部来初始化外设，然后将imx文件从Flash中拷贝到外部RAM中运行。也正因为在imx6ull中，u-boot程序一开始就是在外部RAM中运行，所以它的“代码重定位”是RAM->RAM的代码“搬运”，而不是Flash->RAM。
2、先编译一遍u-boot
2.1 为什么要先编译
编译后会在u-boot根目录生成一些比较重要的文件。比如我们就可以通过u-boot.lds文件获取程序各个段的分布、通过u-boot.map文件查看各个段的内容分布（尤其是text代码段，可以查看某个函数是在哪个目录下编译）、更有各个子目录下编译生成的.o中间文件、甚至还可以通过命令xxx-objdump -D -m arm u-boot > u-boot.dis生成反汇编文件来定位运行异常的问题等等。所以，先编译一遍u-boot就显得很有必要。
2.2 编译流程
查看configs目录下关于i.mx6ull的默认配置，发现有2个：
mx6ull_14x14_evk_defconfig
mx6ull_14x14_evk_plugin_defconfig
我们选择前者就行，因为后者通过《IMX6ULL参考手册.pdf》可以知道这是为了支持以太网等方式启动，原文如下：
8.8 Plugin image
The ROM supports a limited number of boot devices. When using other devices as a boot source (for example, Ethernet, CDROM, or USB), the supported boot device must be used (typically serial ROM) as a firmware to provide the missing boot drivers.
故编译步骤如下：
tar xjf u-boot-2021.01.tar.bz2
cd u-boot-2021.01/
make mx6ull_14x14_evk_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
编译后生成以下u-boot相关文件：
-rwxrwxr-x 1 book book 3571160 2月 14 11:52 u-boot
-rw-rw-r-- 1 book book 371855 2月 14 11:52 u-boot.bin
-rw-rw-r-- 1 book book 12569 2月 14 11:51 u-boot.cfg
-rw-rw-r-- 1 book book 6288 2月 14 11:52 u-boot.cfg.configs
-rw-rw-r-- 1 book book 28571 2月 14 11:52 u-boot.dtb
-rw-rw-r-- 1 book book 371855 2月 14 11:52 u-boot-dtb.bin
-rw-rw-r-- 1 book book 3244 2月 14 11:52 u-boot-dtb.cfgout
-rw-rw-r-- 1 book book 375808 2月 14 11:52 u-boot-dtb.imx
-rw-rw-r-- 1 book book 194 2月 14 11:52 u-boot-dtb.imx.log
-rw-rw-r-- 1 book book 1719 2月 14 11:52 u-boot.lds
-rw-rw-r-- 1 book book 609654 2月 14 11:52 u-boot.map
-rwxrwxr-x 1 book book 343284 2月 14 11:52 u-boot-nodtb.bin
-rwxrwxr-x 1 book book 1029978 2月 14 11:52 u-boot.srec
-rw-rw-r-- 1 book book 154428 2月 14 11:52 u-boot.sym
编译后生成的可以直接烧录的u-boot-dtb.imx，从名字里可以知道imx6ull的u-boot程序里使用了dts设备树。直接执行命令grep "CONFIG_OF_" .config | grep "=y"搜索一下：
CONFIG_OF_CONTROL=y
CONFIG_OF_SEPARATE=y
CONFIG_OF_TRANSLATE=y
CONFIG_OF_LIBFDT=y
除了表示支持linux使用设备树的CONFIG_OF_LIBFDT外，还有几个定义。在根目录下的README文件就有关于它们的说明：
由于imx6ull默认配置中定义了CONFIG_OF_SEPARATE，所以实际上u-boot-dtb.bin就是u-boot.bin+u-boot.dtb，由于上面是直接使用cat命令将它们合并在一起，所以u-boot.dtb的存储位置其实是紧挨着u-boot.bin尾部的。而对于imx6ull的u-boot程序来说，用于烧录的镜像文件就是u-boot-dtb.imx=IVT+BootData+DCD+u-boot.bin+u-boot.dtb。
注意，u-boot程序中的设备树和用于启动linux内核时用的设备树并不冲突，它们只是同时都使用了设备树来代替大量的板级细节信息描述而已。
此外，并非所有的SoC都支持u-boot程序中使用设备树，但它们的启动流程基本差不多，只是获取一些硬件信息描述时有些差别，整体启动流程还是一样的。
未完待续…