[转] U-boot研究与移植心得

参考了mobilefzb和赵春江两位大牛的，也研究了2010.06版本的和2011.06版本两个经典版本，也对比了TQ（我买的板是天嵌的）自己写的U-BOOT，学到了不少，也发现了很多东西，以下便记录以下自己的心得吧，以便以后可以自己参考下。

 

U-BOOT的两个阶段启动过程：（2010.06经典版来说）

第一阶段：start.S的路径位于arch\arm\cpu\arm920t\这段汇编代码一般被称作第一阶段初始化代码。主要作用是初始化运行环境；初始化内存；重新放置UBOOT代码到内存中；跳入到内存中执行第二段初始化代码

1、        关闭开门狗，屏蔽所有中断

2、        设置分频比

3、         bl      cpu_init_crit()      关MMU，初始化内存

　　　　  bl      lowlevel_init()       配置内存，修改内存刷新率参数等

4、         relocate           判断当前代码是在NORFLASH还是RAM

　　　　 copy_loop 循环            将FLASH代码复制至RAM中

5、         stack_setup    栈设置

　　　　 clear_bss _bss_start 到_bss_end之间的数据清0

6、         ldr     pc , start_armboot      跳转到第二阶段

//=====================================================================

第二阶段：board.c的路径位于arch/arm/lib/board.c，这段代码为U-BOOT的第二阶段初始化代码。主要作用是初始化两个重要数据结构，对SDRAM的内存分配设置，对各种需要用到的外设进行初始化，最后循环跳入main_loop()函数

二阶段start_armboot分为board_init_f 和 board_init_r两部分

 

先执行的 board_init_f部分：

1、为gd数据结构分配地址，并清零

2、执行init_fnc_ptr函数指针数组中的各个初始化函数，如下

　　　　board_early_init_f    ,  timer_init       , env_init       init_baudrate serial_init     

　　　　console_init_f       display_banner           dram_init

3、A 、分配SDRAM高64KB为TLB，用于U-BOOT

　  B 、分配SDRAM下一单元为U-BOOT代码段，数据段，BSS段

　　　　（这里插一句，原来BSS段是用来存放未初始化的全局变量与静态变量）

     C 、接着开辟malloc空间，存bd , gd , 3个字大小的异常堆空间

4 、将relocate的地址值赋给gd结构体相应变量（2011.06版本的，用于返回start.S）

 

后执行的 board_init_r部分：

1、对gd , bd 数据结构赋值初始化

2、各种外设初始化：

　　　　初始化 NORFLASH,     NANDFLASH,       初始化 ONENAND FLASH

　　　　初始化环境变量       初始化 PCI     设置 IP 地址  　　

　　　　 初始化各类外设 :IIC 、 LCD 、键盘、 USB        

　　　　初始化控制台      建立 IRQ 中断堆栈      初始化以太网

　　　　初始化跳转表（定义了 U-Boot 中基本的常用函数库）。。这不算外设

3、一个死循环执行   main_loop()函数

 

/************************************

两个版本的U-BOOT启动对比：

************************************/

其实在总体上都差不多，只不过相对于经典版（2010.06版），新版之后都变恶心了

主要有这样的区别：

1、原版本第一阶段的第5步栈设置被放到第4步relorate前（这个没什么）

2、原版第二阶段的 board_init_f被放到第一阶段第4步relorate前，就是说执行完 stack_setup 栈设置后变进入了第二阶段的部分初始化，然后通过 4 、将relorate的地址值赋给gd结构体相应变量（2011.06版本的，用于返回start.S） 又返回来第一阶段。。。感觉新版改后很乱，很没条理（开源的每年改，就是烦呀，哈哈）

 

 

//=================================================

以下列出两个阶段可能要用到的函数的路径，方便以后找：(按2011.06版本)

一阶段：

lowlevel_init 函数，它是在 board/samsung/smdk2410 目录下的 lowlevel_init.s 文件中定义

 

二阶段：

gd 是一个保存在 ARM 的 r8 寄存器中的 gd_t 结构体的指针，它是在 /include/asm 目录下的 global_data.h 文件内被定义的

bd 结构体的数据原型为 bd_t 数据结构，它表示的是 “ 板级信息 ” 结构体，它是在 /include/asm 目录下的 u-boot.h 文件中定义的。

init_fnc_ptr函数指针数组中的各个初始化函数：

board_early_init_f 函数在 board/samsung/smdk2410 目录下的 smdk2410.c 文件内 timer_init 函数在 arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0 目录下的 timer.c 文件内

env_init 函数在 common 目录下的 env_flash.c 文件内

init_baudrate 函数在 arch/arm/lib 目录下的 board.c 文件内

serial_init 函数在 drivers/serial 目录下的 serial_s3c24x0.c 文件内，在 include/configs/smdk2410.h 中定义了 CONFIG_S3C24X0_SERIAL

console_init_f 函数在 common 目录下的 console.c 文件内

display_banner 函数在 arch/arm/lib 目录下的 board.c 文件内

dram_init 函数在 board/samsung/smdk2410 目录下的 smdk2410.c 文件内

各种外设的初始化：

flash_init 函数是在 drivers/mtd 目录下的 cfi_flash.c 文件内（因为 include/configs/smdk2410.h 中定义了 CONFIG_FLASH_CFI_DRIVER ）

nand_init 函数是在 divers/mtd/nand 目录下的 nand.c 文件内定义的

env_relocate 函数是在 common 目录下的 env_common.c 文件中定义的

stdio_init () 在 common 目录下的 stdio.c 文件中定义的

jumptable_init () 在 common 目录下的 exports.c 文件中定义的

console_init_r () 是在 common 目录下的 console.c 文件中定义的

interrupt_init ()  enable_interrupts () 都是在 arch/arm/lib 目录下的 interrupts.c 文件中定义

eth_initialize() 函数是在 net 目录下的 eth.c 文件的第 209 行至第 298 行定义的

main_loop() 在 common 目录下的 main.c 文件内定义的

 

//===================================================================

天嵌与自己移植的U-BOOT的差别分析和领悟

先列出天嵌公司里研发人员写的   和   我们自己移植（小移植）的最大不同：

对比了一下，发现最大的不同在于 common/main.c 文件中，即在两阶段启动过程基本一样

不同点：（行数按天嵌版本的）

abortboot() 函数（在 main_loop() 中被调用）

  Ln239: printf ( “ Press Space key to Download Mode ! ” ) ;

  Ln303 : 在检测是否  a key press  时 , 加入了显示 LOGO 程序： embedsky_tq_logo();

main_loop() 函数

  Ln 381: LCD 初始化程序

  Ln481 : 分支选择   下载  OR  加载 模式 ： if (  BootFrmNORFLASH()  )

                         run_command (“ menu ”,0 );

                                                               else

                                                              {

                                                                                           Printf (“ Booting Linux \n ”);

                           run_command (“ boot_zImage ”,0 );

}

解析一下：

前面几点都是关于 LCD 和 LOGO 显示的不多说（因为自己移植是没弄到 LCD 的移植）

说一下 main_loop() 函数 中 Ln481 : 分支选择   下载  OR  加载 模式

首先， run_command  这个是执行命令函数，一看名字就知道，也是在 /common/main.c 中定义的

说说最重要的 “ menu ” 和 “ boot_zImage ” 吧

1、    If 从 NORFLASH 进行启动 ，则为下载模式，则执行 menu() 这个函数，在 /common/cmd_menu.c 中定义

        打开 cmd_menu.c 文件会发现，里面都是一些串口选项列表，我们打开 2440 电源发现的下载列表都是从  main_menu_usage() 函数中打印出来的，而选择的项又通过 menu_shell() 通过控制台执行各种我们的选项，每个选项的如何执行过程都列得很清楚，感觉就像跑裸机时，自己按照 fzb 的串口控制台弄出来一样

 

    2、     Else  从 NANDFLASH 进行启动 ，      则为加载模式，进行 LINUX 系统的配置和启动。

        在 lib_arm /boot_zImage.c  文件：里的 boot_zImage( ) 函数

        函数执行的内容大概如下：

       1 、  copy   kernel image

       2 、 setup linux   parameters

       3 、 get   machine   type

       4 、 GO   -> call-linux

 

对比后的一些感悟：

虽说自己也跟着移植过 U-BOOT ，也能建立自己的板级支持包，能实现基本的串口控制台， NAND OR NOR FLASH ， DM9000 网络， JFFS2 文件系统等基本功能，但比起天嵌这个，能下载   和     加载 模式，还是有很多不足

所以说，自己移植只是感觉其中的方法，领悟之后还是在天嵌的基础上再加进一步移植吧，感觉没必要从头到尾都自己搞一遍，方法懂了，框架熟悉了就好

 

 

//===================================================================

移植过程的一个简单举例：

因为移植很多都是基于 smdk2410 来改的，首先要对 2410 和 2440 的区别有一定了解，再者就是自己在裸机上是编写过改外设的驱动的，这样移植起来就比较舒服，不会说什么都跟着做，感觉很虚，学不到东西。

就举让 U-BOOT 支持 NANDFLASH 的读写

 1、  先是在总的宏定义头文件中加上你外设所需的宏定义

总的宏定义路径为  /include /configs / XX.h/ ( 最后这个 .h 文件一般是以板的名称命名 )

        添加宏定义，如： #define   CONFIG_NAND_BASE   0      

                             。。。                           等等

        那怎么知道添加什么宏定义呢？一般来说看对外设初始化函数，和 U-BOOT 二阶段启动函数要用到哪些就定义哪些。。。

 2、  改相应的初始化函数 : 如 board_nand_init 函数和 s3c2440_hwcontrol 函数

因为 U-BOOT 里初始化函数基本基于 2410 的，而 2440 的 NAND 配置参数和它不同，需要改部分地方

3、   添加初始化函数到第二阶段 board_init_r处，一般来说基本外设都已添加了，看你是否定义宏来让其编译这函数

 

移植一些规律总结：

其实多移植几次就会发现，UBOOT的移植修改还是遵循着一定的规律。即是先在配置头文件中打开相关宏定义支持，在到板级初始化（一般是第二阶段初始化过程）代码中添加需要支持功能的初始化函数。

如果初始化函数对应的板版本不兼容或不存在，就要自己编写了。

 

//===================================================================

最后，说说U-BOOT的编译吧

说到编译，建议去看《从庖丁解牛说 uboot 如何编译》，说得很好。

 

而说到编译的执行过程，建议看看

http://hi.baidu.com/serial_story/blog/item/871fc30311670783d53f7c74.html

《 详细分析make uboot 最后的编译链接的具体执行过程》

 

最后谈谈编译不通过的问题，如果是内部自己程序出错，可以通过提示信息查出

如果是出现ERROR一百多个，或者什么arm-linux-ld的问题，那应该是编译器版本不兼容问题，建议换换新的版本或更旧的版本再试试。

转载于:https://www.cnblogs.com/andrew-wang/archive/2012/12/06/2806238.html