U‑Boot = Universal Bootloader，全称 Universal Boot Loader。
官方 Wiki 主页：https://www.denx.de/wiki/U-Boot/
官方主仓库：https://source.denx.de/u-boot/u-boot
主线维护主体：德国 DENX Software Engineering（DENX）
一、U-Boot的由来
U‑Boot 不是凭空写出来的，它是多个老 bootloader 项目的合并迭代产物，源头可以一路追溯：
- 最早始祖：8xxROM（针对摩托罗拉 MPC8xx PowerPC）
- 后续衍生：PPCBoot（PowerPCBoot，专门给 PowerPC 处理器，Wolfgang Denk 主导）
- 分支分叉：ARMBoot（针对 ARM 架构，独立分支）
2000 年左右：嵌入式市场越来越多不同架构 CPU（PowerPC、ARM、MIPS），大家发现 PPCBoot、ARMBoot 代码大量重复、分头维护很累。
2000 年底：PPCBoot + ARMBoot 合并，改名叫 U-Boot（Universal Bootloader） 名字里 Universal 的含义：通用，支持多种 CPU 架构、多种板子，不再绑定单一处理器。
一句话起源：U-Boot 是 PPCBoot 与 ARMBoot 的融合升级版，目标做跨架构统一 bootloader。
二、U-Boot能干些什么？
U-Boot 属于 Bootloader 的其中一种，不是 ROM、不是 ATF、不是 Linux 内核。
SOC 上电启动链： BOOTROM → ATF (BL1/BL2/BL31) → SPL (uboot spl) → U-Boot Proper (uboot.bin) → Linux kernel → rootfs → 应用
U-Boot 的核心职责：硬件初始化 + 引导内核 + 调试交互
1、硬件初始化（SPL + 主 U-Boot 分工）
① SPL（Secondary Program Loader，小 U-Boot）：
- DDR 初始化、基础时钟、基础串口
- DDR 跑起来，才能加载主 uboot 到 DDR
② U-Boot Proper：
- 时钟、GPIO、I2C、SPI、NAND/eMMC、SD、GMAC 以太网、PHY、USB 等外设初始化
- DM 驱动模型管理所有外设
- 解析 DTS 设备树，获取硬件资源
注意：U-Boot 做硬件初始化，目的不是跑业务，是为了把环境准备好，给内核铺路。
2、加载并启动操作系统（最核心本职工作）
支持从非常多介质加载内核镜像： SD 卡、eMMC、NAND、SPI NOR Flash、网络 TFTP、USB、SATA。 动作：把 zImage / Image /uImage、设备树 dtb、initramfs 读到 DDR 指定地址，准备 bootargs 启动参数，最后调用 booti（ARM64）跳转到内核。
3、交互式命令行（u-boot shell）
这是 U-Boot 区别于很多极简 bootloader 最大特点： 串口控制台，提供大量命令： md/mm 内存读写、tftp网络下载、sf操作 spi flash、mmc操作 emmc、dm驱动调试、printenv/setenv/saveenv环境变量、bootm/booti启动内核。
产品发布后很多板子会关掉命令行，直接自动 boot
开发阶段全靠它调试 DDR、flash、网络。
4、附加能力
- 环境变量存储：保存 bootargs、启动地址、mac 地址等，存在 flash；
- 支持升级：固件升级、内核升级、rootfs 升级；
- 支持脚本：autoboot 脚本；
- 支持安全启动（配合 ATF、BL31，签名校验镜像）；
- 支持多种 OS 引导：Linux 是主力，也可以引导 VxWorks、QNX、RTOS 等。
U-Boot 不做的事情
- 不跑业务应用；
- 没有完整进程调度、文件系统权限、内存管理（和 Linux 内核完全两码事）；
- 不管理上层 APP；
- ARMv8 平台下，一般不处理 EL3 安全异常，EL3 交给 ATF BL31。
三、U-Boot发展史
U-Boot 版本规则：从很早开始改成 年份。月份 的版本号，例如
2021.01、2021.04、2021.07、2021.10，每年 4 个主线版本（1/4/7/10 月发布）。
1、2000：
U-Boot 诞生，合并 PPCBoot+ARMBoot；初期主打 PowerPC，ARM 支持逐步完善。
2、2000~2008：
快速扩张架构支持：MIPS、x86、Blackfin 等；版本号 0.x → 1.x。
u-boot-1.1.4：里程碑版本，稳定，大量工业老设备长期基于这个版本改。
3、2008 左右：
切换到 year.month 版本命名体系，放弃 1.x、2.x 编号。
4、2010 前后：
DM 驱动模型（Driver Model）开始提出、逐步合入主线
- 老 U-Boot 没有 DM：每个板子硬编码操作寄存器，驱动高度板级耦合，移植噩梦；
- DM 目标：像 Linux 设备树驱动一样，驱动和板级解耦，用 DTS 描述硬件；
- DM 是渐进合入，很长一段时间新旧驱动并存。
5、2014 之后：
ARM64（AArch64）主线支持成熟；SPL 架构成熟普及。 随着国产 SoC 兴起，SPL 变成标配：SPL 负责 DDR 初始化。
6、2021 系列
工业 / 安防 / AI SoC 最热门经典分支
① DM 驱动模型已经稳定成熟；CONFIG_DM_LINKER_LIST广泛使用；
② ARM64 支持完善、LPDDR4X、RGMII GMAC、eMMC、SPI NAND 支持很好；
③ 缺点：部分新特性（一些新的 DTS 绑定、新的安全框架、现代异步 probe）还没有；
④ 大量国产 SDK都基于 2021 做二次定制，原因：稳定、bug 少、社区资料多，又不会太新带来兼容性风险。
7、2022 ~ 现在主线（2022.01 → 2026.07）
DM 持续增强、异步 probe、OF_LIVE、更多安全启动、RISC-V 完善、新 DDR PHY 接口、更多现代总线；
但是新版本改动大，厂商 SDK 不愿意随便升级，怕引入回归 bug。
四、U-Boot 的优缺点总结
1、优点
- 跨架构：ARM32/ARM64/PowerPC/MIPS/RISC-V；
- 丰富命令行，开发调试无敌；
- 介质支持极广：SD/eMMC/NAND/SPI NOR/TFTP/USB；
- DM+DTS，现代驱动模型，移植比老版本方便；
- 社区巨大，问题、资料、样例极多；
- SPL 架构，解决 DDR 必须在 DDR 可用之前初始化的经典难题。
2、缺点
- GPLv2 协议，产品商用有合规负担；
- 历史代码多，很多老旧兼容逻辑，读源码门槛高；
- 早期 SPL 内存极小，写代码要非常小心；
- 厂商 fork 版本和主线差异大，主线补丁经常不能直接合入 SDK；
- 不是为高性能业务设计，只是引导固件。