U-Boot 初始化硬件、分配内存后，将控制权交给 Linux 内核。
引导加载与内核启动的分层架构
U-Boot 作为独立引导加载程序，具备完全自主执行能力，无需外部干预即可完成初始化。Linux 内核则必须依赖 U-Boot 提供的预配置环境才能正常运行。
U-Boot 承担硬件抽象层的关键职责，核心任务如下：
硬件初始化与寄存器配置 — 直接与底层硬件交互，完成 CPU、内存控制器、时钟树、GPIO 等关键组件的寄存器配置，确保硬件平台处于可用状态。
内存重定位服务 — 将 Linux 内核镜像从存储设备（NAND Flash、eMMC 等）加载到 DRAM 指定地址空间，处理内核镜像的重定位工作，解决地址依赖问题。
系统环境准备 — 配置 MMU 基础映射关系、设置栈指针、准备设备树（Device Tree）等运行时环境。
启动参数传递 — 通过标准化参数传递机制（ARM 架构寄存器约定），将启动参数、设备树地址、机器 ID 等关键信息传递给 Linux 内核。
所有准备工作完成后，U-Boot 通过跳转指令将 CPU 控制权移交给 Linux 内核。地址
0x80800000 是控制权交接的关键节点 — Linux 内核入口点（Entry Point），标志从引导加载阶段向操作系统内核执行阶段的完整过渡。这种分层设计体现了嵌入式系统的模块化思想：U-Boot 专注硬件抽象和启动服务，Linux 内核专注操作系统功能实现，两者通过标准化接口实现有序的控制权移交。
从哪找内核镜像加载到 DDR
imx6ull EVK pro 开发板支持 3 种启动方式：
- NAND / EMMC 启动
- SD 卡启动
- USB 启动
此外，U-Boot 还支持网络启动：直接从远程服务器下载镜像到本地 DDR 运行，并可挂载根文件系统到远程服务器。
Linux 内核启动源码
bootz 函数
U-Boot 执行
bootcmd 命令后，最终调用 do_bootz 函数启动 Linux 内核。UBI_BOOT 启动脚本
脚本关键流程：检查
uEnv.txt → 加载环境变量 → 设置设备树 → 最终执行 bootz ${loadaddr} ${rdaddr}:${rdsize} ${fdtaddr} 启动内核。bootz 命令注册
do_bootz 函数
核心步骤：
bootz_start— 设置并找到 Linux 镜像入口点
bootm_disable_interrupts— 加载内核前必须关闭中断- 中断向量表失效 — U-Boot 的中断向量表（VBAR 指向 0x9FE70000）即将被废弃，而 Linux 内核尚未建立自己的中断向量表。若此时触发中断，CPU 会跳转到一个即将无效的处理程序，导致系统崩溃。
- 中断处理程序上下文不一致 — U-Boot 的中断处理程序依赖 U-Boot 的栈、GD、驱动模型等运行时环境。一旦开始执行内核代码，这些环境将被内核覆盖或重新初始化，中断处理程序的执行上下文不再安全。
- 内存布局被破坏 — 内核加载过程涉及设备树重定位（
boot_relocate_fdt）、内存预留（lmb_reserve）等操作，中断处理程序可能读写正在被修改的内存区域，造成数据竞争。 - Linux 内核的硬性要求 — ARM Linux 启动协议（Documentation/arm/booting.rst）明确要求：进入内核入口时 IRQ 和 FIQ 必须处于禁止状态。内核会在自身初始化完成后，建立好自己的中断向量表和处理框架，再主动使能中断。
- 第二阶段需要中断：U-Boot 的
main_loop需要响应定时器中断（用于bootdelay倒计时超时检测）、网络中断（TFTP/NFS 启动依赖网络收发）、串口中断（控制台输入响应）等。此时 U-Boot 完全掌控中断向量表、处理程序和运行时环境，中断处理是安全的。 - 内核加载前关闭中断：U-Boot 使命即将结束，中断的"所有权"要移交给内核。关闭中断是将硬件状态"清零"交还给内核的一部分，与
cleanup_before_linux（关闭/清空 cache）属于同一类"交接清理"动作。
为什么加载内核前必须关闭中断？
此时 U-Boot 即将把 CPU 控制权移交给 Linux 内核，中断处理的"主权"正在交接。如果不关闭中断，会导致以下问题：
与第二阶段打开中断的对比
第二阶段通过
interrupt_init + initr_enable_interrupts 使能中断，原因完全不同：本质：第二阶段开中断是因为 U-Boot 自身需要异步事件驱动；加载内核前关中断是因为中断基础设施的"主权"正在从 U-Boot 移交给 Linux 内核，过渡期间必须静默。
do_bootm_states— 执行状态机完成内核引导
bootz_start 函数
bootz_start 的作用是先通过 do_bootm_states(..., BOOTM_STATE_START) 初始化 bootm 流程，再确定 zImage 入口地址 images->ep（默认 load_addr 或由参数解析得到如 0x80800000），调用 bootz_setup 解析 zImage 起止范围并用 lmb_reserve 预留该内存区，随后 bootm_find_images 继续定位/准备 ramdisk 与 FDT 等镜像组件，最后在开启 Secure Boot 时对 zImage 做鉴权，任一步失败即返回错误终止启动。do_bootm_states 函数（状态机）
镜像执行状态流转：
BOOTM_STATE_START → BOOTM_STATE_RAMDISK → BOOTM_STATE_OS_PREP → BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO → BOOTM_STATE_OS_GO状态流转含义（把 bootm 状态机按“准备 → 校验 → 交接”拆开理解）
BOOTM_STATE_START：启动 bootm 流程的“总入口”。解析参数并初始化images结构，建立 LMB 内存管理上下文，为后续加载、预留、重定位做准备。
BOOTM_STATE_RAMDISK：处理 initramfs / ramdisk（如果传入）。包括定位 ramdisk、必要的搬移，以及在 LMB 中预留其占用的内存区，避免与内核、FDT 发生覆盖。- ramdisk（传统方式）：一个压缩的文件系统镜像（通常是 ext2 格式），由 U-Boot 加载到 DDR 的指定地址（
rdaddr）。内核启动时将其解压到一个 固定大小的 RAM 块设备（/dev/ram0）中，作为临时根文件系统挂载。占用双份内存（压缩镜像 + 解压后的块设备），且大小固定不可动态调整。 - initramfs（现代方式，Linux 2.6+）：一个 cpio 格式的归档，可以嵌入内核镜像或由 U-Boot 单独加载。内核启动时将其解压到 tmpfs（基于页缓存的内存文件系统）中，不需要块设备抽象层。内存利用率更高（无双份占用），大小可动态伸缩。
- 挂载根文件系统需要特殊驱动（LVM、RAID、加密磁盘、网络启动等）
- 嵌入式救援/恢复系统
- 完全无存储设备的系统（如网络启动的无盘节点）
- 对于 i.MX6ULL 开发板，如果 rootfs 直接在 eMMC/SD 分区上且内核已内建对应驱动，则可不使用 ramdisk，直接通过
root=/dev/mmcblk1p2挂载根文件系统。
initramfs / ramdisk 是什么？
它们都是 内存中的临时根文件系统，在 Linux 内核启动早期、真正的根文件系统（eMMC/NAND/NFS 上的 rootfs）尚未挂载时，提供一个最小化的运行环境。
为什么需要它？
内核启动后需要挂载根文件系统，但挂载根文件系统本身可能需要驱动（如 eMMC 控制器驱动、文件系统模块、LVM/加密层等），而这些驱动可能是以内核模块形式存在的，存放在根文件系统上 — 这就形成了“鸡生蛋、蛋生鸡”的死循环。initramfs/ramdisk 就是打破这个循环的“过渡桥”。
两者的区别：
在 U-Boot 中的体现：
bootz ${loadaddr} ${rdaddr}:${rdsize} ${fdtaddr} 中的第二个参数 ${rdaddr}:${rdsize} 就是 ramdisk/initramfs 的加载地址和大小。如果不使用 ramdisk，传 - 即可：bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}。典型使用场景：
BOOTM_STATE_OS_PREP：OS 启动前准备阶段。对 Linux 来说主要是 准备启动参数与设备树，例如设置bootargs到/chosen，为内存、网卡等节点做 fixup，必要时重定位 FDT，并在 LMB 中预留 FDT 相关区域。
BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO：一次“模拟 go”的过渡态。用于在真正跳转前完成收尾检查或打印信息，并触发一些与GO同路径的准备逻辑，但不真正把控制权交出去，便于在同一套框架里兼容不同镜像类型和启动路径。
BOOTM_STATE_OS_GO：真正的交接点。执行boot_selected_os，走到boot_jump_linux，完成cleanup_before_linux（关中断、清 cache 等），然后调用kernel_entry(0, machid, fdt_addr)跳入内核入口，U-Boot 使命结束。
do_bootm_linux 函数（核心引导流程）
关键要点
kernel_entry — 函数指针指向内存中 Linux 镜像的入口地址，即 Linux 第一条执行代码的位置。
启动标志 — 内核正常启动时打印
"Starting kernel ..." 。若未出现此字符串，应检查传参是否正确。ARM 传参约定（ATPCS）
r0= 0
r1= machid（机器 ID，告知内核使用哪个 CPU，调用对应初始化函数）
r2= 设备树首地址（FDT 方式，非传统 ATAG 方式）
总结
- 加载镜像 — 根据启动方式，从存储介质加载内核到 DDR
- 校验镜像 — 检查、校验镜像类型
- 传递参数 — 通过寄存器传递启动参数给内核
- 启动内核 — 跳转到入口点，运行 Linux 内核
U-Boot 完整启动流程总结
以下从全局视角梳理 Boot ROM → U-Boot 第一阶段 → U-Boot 第二阶段 → 内核加载 四个阶段的职责、关键动作与衔接关系。
四阶段职责一览
阶段 | 执行位置 | 核心目标 | 结束标志 |
Boot ROM | 片内 ROM | 确定启动介质、执行 DCD 初始化 DDR、将 U-Boot 拷贝到 DDR | 跳转到 _start |
第一阶段 board_init_f | DDR 低地址 (0x87800000)，栈/GD 在 OCRAM | CPU 早期配置、DDR 探测、内存规划、代码重定位到 DDR 高地址 | 跳转到 board_init_r |
第二阶段 board_init_r | DDR 高地址 (0x9FE70000)，完整 malloc/DM 可用 | DM 驱动初始化、eMMC/NAND/网络/控制台/中断初始化、环境变量加载 | 进入 main_loop |
内核加载 | DDR 高地址（U-Boot 侧）→ DDR 0x80800000（内核侧） | 从存储介质加载内核镜像到 DDR、校验、传参、跳转启动 Linux | kernel_entry(0, machid, fdt_addr) |
完整执行流程
关键地址速查（i.MX6ULL, 512MB DDR）
地址 / 符号 | 值 | 说明 |
DDR 起始 | 0x80000000 | DRAM 基地址 |
U-Boot 加载地址 | 0x87800000 | Boot ROM 拷贝目标 ( __image_copy_start) |
Linux 内核入口 | 0x80800000 | kernel_entry，zImage 加载地址 |
OCRAM 临时栈 | 0x0091FF00 | 第一阶段 CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR |
U-Boot 重定位地址 | 0x9FE70000 | gd->relocaddr，第二阶段执行位置 |
DDR 顶端 | 0xA0000000 | gd->ram_top (512MB) |
Linux 可用区域 | 0x80000000 – ~0x9EE6BFEF | ~494MB 连续内存 |
阶段间的衔接机制
Boot ROM → 第一阶段：Boot ROM 通过 IVT 中记录的入口地址跳转到
_start，此时 DDR 已由 DCD 初始化完成，U-Boot 镜像已在 DDR 低地址就位。第一阶段 → 第二阶段：
_main 完成重定位后，通过 bl board_init_r 跳转。此时代码已在 DDR 高地址运行，栈/GD 已切换到 DDR，BSS 已清零，C 运行时完整可用。第二阶段 → 内核：
main_loop 解析 bootcmd，执行 bootz 命令。经过镜像校验、设备树处理、中断关闭、cache 清理后，通过 kernel_entry(0, machid, fdt_addr) 将 CPU 控制权移交给 Linux 内核，U-Boot 使命结束。
