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uboot-1.1.4在smdk2410上移植 作者： 日期：17 个人收集整理 勿做商业用途uboot的移植1。1u-boot介绍Uboot是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序， UBoot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导，当前，它还支持NetBSD, VxWorks, QNX， RTEMS, ARTOS， LynxOS嵌入式操作系统。UBoot除了支持PowerPC系列的处理器外，还能支持MIPS、 x86、ARM、NIOS、XScale等诸多常用系列的处理器。本文的代码取自于uboot1。1。4。1。2获取u-boot从下面地址下载uboot的源代码.http：/ubootlocalhost uboottar xjvf uboot1.1.4.tar。bz2ubootlocalhost ubootcd uboot1.1。41.3uboot体系结构1。 目录树.board|commoncpu|disk|doc|drivers|dttexamplesfs|includelib_arm|lib_genericlib_i386lib_m68k|lib_microblaze|lib_mips|lib_nioslib_nios2|lib_ppcnetpostrtctools2。 board：和一些已有开发板有关的文件. 每一个开发板都以一个子目录出现在当前目录中,比如说:SMDK2410，子目录中存放与开发板相关的配置文件。3。 common：实现uboot命令行下支持的命令,每一条命令都对应一个文件.例如bootm命令对应就是cmd_bootm.c.4。 cpu：与特定CPU架构相关目录，每一款Uboot下支持的CPU在该目录下对应一个子目录，比如有子目录arm920t等.5。 disk:对磁盘的支持.5。 doc：文档目录。Uboot有非常完善的文档，推荐大家参考阅读。6。 drivers：Uboot支持的设备驱动程序都放在该目录，比如各种网卡、支持CFI的Flash、串口和USB等。7. fs: 支持的文件系统，Uboot现在支持cramfs、fat、fdos、jffs2和registerfs.8。 include：Uboot使用的头文件，还有对各种硬件平台支持的汇编文件，系统的配置文件和对文件系统支持的文件。该目录下configs目录有与开发板相关的配置头文件，如smdk2410.h。该目录下的asm目录有与CPU体系结构相关的头文件，asm对应的是asmarm.9. lib_xxxx： 与体系结构相关的库文件。如与ARM相关的库放在lib_arm中。10。 net:与网络协议栈相关的代码,BOOTP协议、TFTP协议、RARP协议和NFS文件系统的实现。11。 tools：生成Uboot的工具，如:mkimage, crc等等.1.4u-boot编译及配置1.4。1uboot的Makefile分析u-boot的Makefile从功能上可以分成两个部分。一部分是用来编译生成uboot。bin文件；另一部分是用来执行每种board相关的配置。下面以smdk2410为例来说明作了哪些配置。$make smdk2410_config在shell执行以上命令,对应于Makefile执行的命令是smdk2410_config:unconfig。/mkconfig (:_config=） arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0首先执行如下命令，删除文件include/config。h include/config。mk board/config。tmp，后续会发现这些文件是如何建立的。unconfig：rm f include/config.h include/config.mk board/config。tmp然后运行命令。/mkconfig $(:_config=） arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0，mkconfig是脚本文件，传入的参数$1至$6分别为：smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0,根据传入的参数执行如下命令cd 。/includerm f asmln s asm-arm asmrm f asm-arm/archln s archs3c24x0 asm-arm/archrm f asmarm/procln s proc-armv asmarm/proc生成文件config。mk，文件内容为:ARCH = armCPU = arm920tBOARD = smdk2410SOC = s3c24x0生成文件config.h，文件内容为：/ Automatically generated - do not edit */#include configs/smdk2410.h至此make smdk2410_config的命令全部执行完毕。配置完成与board相关的信息，下面就可以编译此board的u-boot。bin文件，执行如下命令:$make CROSS_COMPILE=arm-linux-Makefile的执行首先包含include include/config。mk文件，获取ARCH CPU BOARD VENDOR SOC的定义，然后根据宏的配置编译指定的文件，最终生成u-boot。bin文件，执行流程请自行分析。1.4。2u-boot.bin的生成根据以上对于makefile的分析，uboot。bin的生成分为两步。如下：对于board进行配置：$make smdk2410_config进行编译生成uboot.bin：make CROSS_COMPILE=armlinux-1。5uboot的启动过程及工作原理1。5。1启动模式介绍大多数 Boot Loader 都包含两种不同的操作模式：”启动加载模式和下载”模式，这种区别仅对于开发人员才有意义.但从最终用户的角度看,Boot Loader 的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为”自主”（Autonomous)模式。也即 Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入.这种模式是 BootLoader 的正常工作模式，因此在嵌入式产品发布的时侯，Boot Loader 显然必须工作在这种模式下。下载（Downloading）模式：在这种模式下，目标机上的 Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机(Host）下载文件,比如：下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被 BootLoader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 BootLoader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中.BootLoader 的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外，以后的系统更新也会使用 BootLoader 的这种工作模式。工作于这种模式下的 Boot Loader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口.UBoot这样功能强大的 Boot Loader 同时支持这两种工作模式，而且允许用户在这两种工作模式之间进行切换。大多数bootloader都分为阶段1（stage1)和阶段2(stage2)两大部分,uboot也不例外.依赖于CPU体系结构的代码(如CPU初始化代码等）通常都放在阶段1中且通常用汇编语言实现，而阶段2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。1。5.2阶段1介绍uboot的stage1代码通常放在start。s文件中，它用汇编语言写成,其主要代码部分如下：1。5.2。1定义入口由于一个可执行的Image必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在ROM(Flash)的0x0地址,因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。1. board/smdk2410/uboot。lds： ENTRY（_start) = cpu/arm920t/start。o(.text）2。 uboot在ram的代码区（TEXT_BASE = 0x33F80000）定义在board/smdk2410/config.mk1.5。2。2设置异常向量.globl _start_start：b resetldrpc， _undefined_instructionldrpc， _software_interruptldrpc， _prefetch_abortldrpc, _data_abortldrpc, _not_usedldrpc， _irqldrpc， _fiq当发生异常时，执行cpu/arm920t/interrupts.c中定义的中断处理函数1。5.2。3设置CPU 的模式为SVC 模式mrsr0,cpsrbicr0,r0,#0x1forrr0,r0,#0xd3msrcpsr,r01.5。2。4关闭看门狗，禁掉所有中断，设置CPU 的频率if defined（CONFIG_S3C2400) | defined（CONFIG_S3C2410）ldr r0, =pWTCONmov r1， #0x0str r1, r0/ mask all IRQs by setting all bits in the INTMR default /movr1， 0xffffffffldrr0， =INTMSKstrr1, r0 if defined(CONFIG_S3C2410)ldrr1， =0x3ffldrr0， =INTSUBMSKstrr1, r0 endif/* FCLK:HCLK：PCLK = 1：2:4 */ default FCLK is 120 MHz ！ */ldrr0, =CLKDIVNmovr1， 3strr1， r0#endif/* CONFIG_S3C2400 | CONFIG_S3C2410 /1。5.2。5与内存管理相关寄存器的设置，cp15协处理器，配置内存区控制寄存器cpu_init_crit:/* * flush v4 I/D caches */movr0, 0mcrp15， 0， r0， c7, c7, 0/* 失效I/D cache, 见S3C2410手册附录的216 /mcrp15， 0, r0， c8， c7， 0/ 失效TLB, 见S3C2410手册附录的218 */ * disable MMU stuff and caches */mrcp15, 0， r0, c1， c0， 0bicr0， r0， 0x00002300/* 清除 bits 13， 9：8 （-V- -RS)* Bit 8： Disable System Protection* Bit 7： Disable ROM Protection* Bit 13: 异常向量表基地址： 0x0000 0000/bicr0, r0, #0x00000087/* 清除 bits 7, 2：0 （B- CAM）* Bit 0： MMU disabled Bit 1： Alignment Fault checking disabled* Bit 2： Data cache disabled Bit 7: 0 = Little-endian operation*/orrr0, r0, 0x00000002 set bit 2 （A） Alignorrr0， r0, 0x00001000 set bit 12 (I） I-Cachemcrp15， 0, r0， c1， c0, 0/ before relocating, we have to setup RAM timing because memory timing is board-dependend, you will * find a lowlevel_init。S in your board directory. */movip, lrbllowlevel_init/*寄存器的具体值的设置需要对总线周期及外围芯片非常熟悉, 根据所采用的内存芯片确定*/movlr, ipmovpc, lr1。5。2。6把u-boot。lds定义的text段，rodata段，data段，got段，_u_boot_cmd_start段搬移到ram区#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOTrelocate：/* relocate UBoot to RAM /adrr0, _start/ r0 current position of code /ldrr1， _TEXT_BASE/* test if we run from flash or RAM /cmp r0, r1 / dont reloc during debug */beq stack_setupldrr2, _armboot_startldrr3， _bss_startsubr2, r3， r2/* r2 - size of armboot /addr2, r0， r2/* r2 start = 0x30000000 （SDRAM起始地址）- size = 0x04000000 （SDRAM大小）-ethaddr = 01：23：45:67:89：AB (以太网地址)-ip_addr = 192。168.1。5 (IP地址）baudrate = 115200 bps （波特率）lbootp通过网络使用Bootp或者TFTP协议引导境像文件。# help bootpbootp loadAddress bootfilenamelbootelf默认从0x30008000引导elf格式的文件(vmlinux) help bootelfbootelf address load address of ELF image。lbootd(=boot）引导的默认命令，即运行U-BOOT中在“include/configs/smdk2410.h” 中设置的“bootcmd” 中的命令.如下:define CONFIG_BOOTCOMMAND ”tftp 0x30008000 uImage; bootm 0x30008000；在命令下做如下试验：# set bootcmd printenv bootbootdelay=3baudrate=115200ethaddr=01：23:45：67：89：ab bootdbootdelay=3baudrate=115200ethaddr=01：23:45：67:89：abltftp（tftpboot）即将内核镜像文件从PC中下载到SDRAM的指定地址,然后通过bootm来引导内核，前提是所用PC要安装设置tftp服务。下载信息： tftp 0x30008000 zImageTFTP from server 10.0。0。1; our IP address is 10。0。0.110Filename zImage。Load address: 0x30008000Loading： #doneBytes transferred = 913880 (df1d8 hex)lbootm内核的入口地址开始引导内核。 bootm 0x30008000# Booting image at 30008000 。.Starting kernel 。UncompressingLinux.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.done， 。lgo直接跳转到可执行文件的入口地址，执行可执行文件.# go 0x30008000# Starting application at 0x30008000 .lcmp对输入的两段内存地址进行比较。# cmp 0x30008000 0x30008040 64word at 0x30008000 （0xe321f0d3) ！= word at 0x30008040 (0xc022020c）Total of 0 words were the same# cmp 0x30008000 0x30008000 64Total of 100 words were the samelconinfo打印所有控制设备和信息，例如-List of available devices:serial 80000003 SIO stdin stdout stderrlcp内存拷贝,cp 源地址 目的地址 拷贝大小（字节) help cpcp .b， 。w， 。l source target countANE2410 # cp 0x30008000 0x3000f000 64ldate获得/设置/重设日期和时间# dateDate： 200666 （Tuesday) Time: 06：06:06lerase(F）擦除FLASH MEMORY， 由于该ARM板没有Nor Flash， 所有不支持该命令。 help eraseerase start end erase FLASH from addr start to addr enderase start +len erase FLASH from addr start to the end of sect w/addr start+len-1erase N：SF-SL- erase sectors SF-SL in FLASH bank # Nerase bank N erase FLASH bank # Nerase all erase all FLASH bankslflinfo（F）打印Nor Flash信息， 由于该ARM板没有Nor Flash， 所有不支持该命令.liminfo打印和校验内核镜像头, 内核的起始地址由CFG_LOAD_ADDR指定：define CFG_LOAD_ADDR 0x30008000 /* default load address /该宏在include/configs/zte2410。h中定义。# iminfo# Checking Image at 30008000 。.。Image Name： Linux-2。6。14.1Created： 2006-06-28 7:43:01 UTCImage Type： ARM Linux Kernel Image （uncompressed)Data Size: 1047080 Bytes = 1022.5 kBLoad Address: 30008000Entry Point: 30008040Verifying Checksum . OKlloadb从串口下载二进制文件# loadb Ready for binary (kermit） download to 0x30008000 at 115200 bps.# Total Size = 0x00000000 = 0 Bytes Start Addr = 0x30008000lmd显示指定内存地址中的内容 md 000000000: ea000012 e59ff014 e59ff014 e59ff014 .。.。.。.。00000010： e59ff014 e59ff014 e59ff014 e59ff014 .。.。.。.。.。.。00000020： 33f80220 33f80280 33f802e0 33f80340 。3.。3。.3。.300000030： 33f803a0 33f80400 33f80460 deadbeef .。3.。.3。.3.。.00000040: 33f80000 33f80000 33f9c0b4 33fa019c 。.3.。.3。.3.。300000050: e10f0000 e3c0001f e38000d3 e129f000 .。.。.。.)。00000060: e3a00453 e3a01000 e5801000 e3e01000 S.。.。.。.。.00000070: e59f0444 e5801000 e59f1440 e59f0440 D。.。.。.。.。00000080: e5801000 e59f043c e3a01003 e5801000 。.。.00000090： eb000051 e24f009c e51f1060 e1500001 Q。.。.O.。P。000000a0： 0a000007 e51f2068 e51f3068 e0432002 .。h 。h0。 C。000000b0: e0802002 e8b007f8 e8a107f8 e1500002 。 .。.。.。P。000000c0: dafffffb e51f008c e2400803 e