移植u-boot

移植U-boot

（一）初试

1. 在官网上下载最新的uboot(u-boot-2012.04.01)压缩包，并将其拖到服务器上；

   1.1 在SecureCRT上第一次尝试编译
   

   1.2 出错
   

   出错原因：编译工具链版本低。
   

   1.3 查看当前交叉编译工具链版本
   

2. 安装新的编译工具链(arm-linux-gcc-4.3.2)；

   2.1 解压到根目录
   

   2.2 修改环境变量(进入根目录/usr/local/arm/4.3.2/bin)
   

   另一种方法(如下图)：sudo vi /etc/environment
   

3. 再次编译u-boot，进入之前u-boot-2012.04.01文件夹

   3.1 清除之前编译的：make distclean

   3.2 配置：make smdk2410_config

   3.3 编译：make

   3.4 编译成功–生成u-boot.bin文件

4. 将生成u-boot.bin文件用eop下载到NOR Flash，启动，但串口上并没有什么显示。(这是正常的，因为还没有做修改)

（二）源码分析启动过程

1. 创建si工程；

   添加代码时：board文件夹只需添加的Samaung中的smdk2410，arch文件夹下的Arm->cpu->arm920t->s3c24x0、include->Asm->arch-s3c24x0是我们关注的，其他文件夹可以均添加上。

2. 第一阶段代码分析(文件：start.S (arch\arm\cpu\arm920t)，lowlevel_init.S (board\samsung\smdk2410))

   2.1 将CPU的工作模式设为管理模式(svc)：/* set the cpu to SVC32 mode */

   2.2 关闭看门狗：/* turn off the watchdog */

   2.3 /* mask all IRQs by setting all bits in the INTMR - default */

   2.4 设置FCLK、HCLK、PCLK的比例(设置CLKDIVN寄存器)：/* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */

   2.5 设置内存控制器： cpu_init_crit

   a. /* flush v4 I/D caches */
   
   b. 关闭MMU、CACHE：/* disable MMU stuff and caches */
   
   c. 跳转至lowlevel_init：bl  lowlevel_init
   
       为加载BootLoader的第二阶段代码准备RAM空间(lowlevel_init.S)--开发板相关
   
       即：初始化内存芯片，对于S3C2440，使得外接的SDRAM可用。
   
       lowlevel_init函数，并不复杂，只是这时的代码、数据只保存在NOR FLASH中，内存中还没有，所以读取数据时要变换地址。
   

   
   

   第137-139行：进行地址变换，因为这时候内存中还没有数据，不能使用链接程序时确定的地址来读取数据。
   
   第137行：SMRDATA表示这13个寄存器的值存放的开始地址(连接地址)，为0x33F8xxxx，处于内存中。
   
   第138行：获得代码段的起始地址，即“_TEXT_BASE”，在board\smdk2410\config.mk中定义"TEXT_BASE = 0x33F80000"
   
   第139行：将0x33F8xxxx与0x33F80000相减，就是13个寄存器值在NOR Flash上存放的地址。
   

   2.6 设置栈，调用C函数board _ init _ f：/* Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f */

   a. 调用函数数组init_sequence里的各个函数：(例)board_early_init_f : 设置系统时钟、设置GPIO
   
   b. board _ init _ f最后调用的重定位函数：relocate_code(addr_sp, id, addr);
   
   addr：把NOR Flash中的程序拷贝到哪里去；
   
   addr_sp：设置的栈；
   
   id：一些变量的地址
   
       1. addr
   
           addr = CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + gd->ram_size;  
   
           /* CONFIG_SYS_SDRAM_BASE=0x30000000, gd->ram_size=64MB, 所以addr=0x34000000 */
   
   
           addr -= (4096 * 4);  /* addr = 33FFC000 */
   
           addr &= ~(0x10000 - 1); /* addr = 33FF0000 */
   
           addr -= gd->mon_len; /* gd->mon_len = _bss_end_ofs;--uboot程序的大小：AE4E0(反汇编文件中)，所以addr= 33F41B20 */
   
           addr &= ~(4096 - 1);  /* addr=33F41000 */
   
       2. addr_sp
   
           addr_sp = addr - TOTAL_MALLOC_LEN;
   
           addr_sp -= sizeof (bd_t);
   
           addr_sp -= sizeof (gd_t);
   
           addr_sp -= 12;
   
       3. id
   
           id = (gd_t *) addr_sp; /* 指向一个结构体gd_t */    
   

   2.7 重定位代码

   分析重定位代码(start.S文件)：relocate_code(addr _ sp, id, addr)–C语言调用汇编（其中addr _ sp存储到r0，id存储到r1，addr存储到r2）

   分析重定位代码

   2.8 clear_bss

   2.9 调用C函数board_init_r：第2阶段的代码

（三）修改代码

移植u-boot之修改代码

（I）修改代码— 建新板 _ 时钟 _ SDRAM _ UART

（II）修改代码—支持NAND启动

（III）修改代码—支持Nor Flash(读写)

（IV）修改代码—支持Nand Flash(读写)

（V）修改代码—支持DM9000网卡

(四)裁剪和修改默认参数

1. 易用性裁剪uboot（修改配置文件smdk2440.h)

   
   
   

   —重新编译后的uboot大小
   

2. 修改默认参数

   2.1 修改默认参数

   —启动后，从串口提示信息找到文件
   
   
   

   —设置配置文件中的参数
   
   

   2.2 参考内核中的分区

   set ipaddr 192.168.0.4
   
   set ethaddr 00:0c:29:07:33:a6
   
   set serverip 192.168.0.2
   
   tftp 30000000 uImage_4.3            
   
   bootm 30000000
   

   —设置参数
   

   —内核启动后，查看分区
   

   2.3 设置关于存储环境变量分区的参数

   —由sav命令的帮助信息(saveenv)，找到所需文件
   
   

   —根据目录，查看其文件夹下的Makefile，找到该文件编译进uboot所需的宏，并在配置文件中定义该宏

   
   

   —在Env_nand.c文件的saveenv函数中，找到我们还需要定义的宏
   

   —在配置文件中，参照2.2中内核的分区，设置宏
   

3. 上传配置文件，重新编译uboot后，在串口设置环境变量后用tftp烧写新的uboot到sdram，然后再用命令将其拷贝到NOR Flash中

   
   

   —重启后，打印变量
   

   —消除之前的警告
   
   
   

   —uboot移植到这里也基本上完整了。

4. 设置分区–以便我们使用(仅仅是方便的功能)

   4.1 添加mtdparts命令所需的宏：所需要编进uboot的文件为cmd_mtdparts.c,在所在目录下的Makefile中找到所依赖的宏，并在配置文件中定义该宏
   
   

   4.2 在uboot源码下执行命令搜索：grep “mtdparts” * -nR，找出参考文件来仿照设置分区

   —参考文件
   

   —配置文件中定义
   

   4.3 根据老师试验，还需在Board.c文件中加入一行代码
   

   4.4 将修改的两文件上传，重新编译失败并解决该问题
   
   

   4.4 将修改的两文件上传，重新编译成功后，现在可以直接下载到sdram(不用设置环境变量)，再复制到NOR Flash中重启开发板，执行mtdparts命令，出现如图打印
   
   

   4.5 试验–把下载到sdram中的拷贝到Nand Flash

   —下载uImage_4.3到sdram
   

   —擦除(原：nand erase 60000 200000)
   

   —nand写(原：nand write 30000000 60000 200000)
   

5. 最后，我们在将之前的bootcmd修改一下,重新编译
   

   —此时，我们可以不用再烧写uboot，直接在串口上设置bootcmd，保存，重启
   

   —打印查看
   

   —此时我们再次reset，uboot启动后，倒数5秒后就会直接启动内核
   

(五)支持yaffs映像及制作补丁

1. 试验1–烧写JFFS文件系统

   1.1 tftp烧写文件(嵌入式–第二期\资料光盘\bin\文件系统)fs_mini_mdev.jffs2

   tftp 30000000 fs_mini_mdev.jffs2
   

   1.2 拷贝到Nand中文件系统分区

   nand erase.part rootfs
   nand write.jffs2 30000000 260000 5b89a8
   注：这里260000就是文件系统分区的偏移地址，5b89a8就是fs_mini_mdev.jffs2的文件大小(tftp烧写完即可得到)
   

   1.3 设置bootargs

   set bootargs console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock3 rootfstype=jffs2
   

   1.4 boot后，启动内核，成功挂载jffs2文件系统
   

2. 试验2–烧写yaffs文件系统

   1.1 重启开发板，tftp烧写文件(嵌入式–第二期\资料光盘\bin\文件系统)fs_mini_mdev.yaffs2

   tftp 30000000 fs_mini_mdev.yaffs2
   

   1.2 拷贝到Nand中文件系统分区

   nand erase.part rootfs
   nand write.yaffs 30000000 260000 889bc0
   注：这里260000就是文件系统分区的偏移地址，889bc0就是fs_mini_mdev.yaffs2的文件大小(tftp烧写完即可得到)
   

   执行完上条命令会出现如下图错误提示，需在配置文件中配置相应的宏，重启编译并烧写新的uboot后，重新烧写文件系统
   
   —找到根源文件
   
   —配置宏
   

   1.3 bootargs不用修改，选择默认即可

   1.4 boot后，启动内核，串口出现如下图错误指示
   

3. 解决试验2的问题

   3.1 比较源文件fs_mini_mdev.yaffs2(用UE打开)和烧写到Nand中的文件(nand dump命令)，发现Nand中的第一页的oob与源文件不符并且其余页均为数据均不符

   补充：现开发板使用的Nand：一页大小为2M(包含oob)
   

   —源文件(第一页oob)
   

   —nand(第一页oob)
   
   

   —源文件(第二页数据)
   

   —nand(第二页数据)
   

   3.2 修改相关文件
   
   —适用nand有坏块的情况
   

   3.3 重新编译、烧写uboot

   tftp 30000000 u-boot.bin；protect off all；erase 0 3ffff；cp.b 30000000 0 40000
   

   3.4 重复试验2烧写yaffs文件系统的步骤
   

到这里，我们已经完整的移植了2012版的uboot了！！！

<补充：制作uboot的补丁文件>

1. 制作补丁文件(使用diff命令)

   —制作步骤
   
   —查看补丁文件
   

2. 打补丁(进入之前源码解压后的文件夹)

   patch -p1 <../u-boot-2012.04.01_tp.patch

   注：../表示补丁文件在该文件夹的上层目录下，即/work/system
   

   最后，配置编译，生成新的uboot.bin文件，用tftp烧写到NOR Flash中，并将yaffs文件系统烧到NAND分区中，boot后成功挂载(与之前一步一步修改的效果是一样的)。

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2017.11.25