EasyARM-iMX257_U-Boot源代码移植分析

20150207Easy-ARMiMX257_U-Boot移植

2015-02-08 8:00 李海沿

 

I-mx257

u-boot-2009.08/cpu/arm926ejs

u-boot-2009.08/board/freescale

u-boot-2009.08/board/freescale/mx25_3stack

 

(1)、分析Makefile

首先我们分析Makefile，很容易发现在3210-3214行中，新增加了：

mx25_3stack_config    :    unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm926ejs mx25_3stack freescale mx25   mx28_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm926ejs mx28 freescale mx28

 

mx25_3stack_config 是针对 IMX25x 系列的开发板

        è ./mkconfig mx25_3stack arm arm926ejs mx25_3stack freescale mx25

mx28_config 是针对 IMX28x 系列的开发板

        è ./mkconfig mx28 arm arm926ejs mx28 freescale mx28

当我们运行makefile时，实际上运行的是上面的命令，下面我们来分析一下mkconfig。

./mkconfig mx25_3stack arm arm926ejs mx25_3stack freescale mx25

 

(2)、分析mkconfig

然后，我们来分析配置过程mkconfig，去掉它跟我们无关的代码：

 

#./mkconfig mx25_3stack arm arm926ejs mx25_3stack freescale mx25 # $0         $1         $2     $3            $4        $5     $6   APPEND=no    # Default: Create new config file BOARD_NAME=""    # Name to print in make output   [ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1" #=> 单板的名字：BOARD_NAME = mx25_3stack   echo "Configuring for ${BOARD_NAME} board..." #=> 接下来会打印这句话   # Create link to architecture specific headers     cd ./include     rm -f asm     ln -s asm-$2 asm #=> ln -s asm-arm asm # 在include下生成一个指向asm-arm的链接文件   rm -f asm-$2/arch #=> rm -f asm-arm arch   ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch #=> ln -s arch-mx25 asm-arm/arch # 在include/asm-arm 下生成一个指向arch-mx25的链接文件   if [ "$2" = "arm" ] ; then     rm -f asm-$2/proc     ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc #=> ln -s arch-mx25 asm-arm/arch # 在include/asm-arm 下生成一个指向asm-arm/proc的链接文件 fi   # # Create include file for Make # echo "ARCH = $2" > config.mk echo "CPU = $3" >> config.mk echo "BOARD = $4" >> config.mk # 生成config.mk 文件 内容如下： # ARCH = arm # CPU = arm926ejs # BOARD = mx25_3stack   [ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk # $5 = freescale 在config.mk中添加 # VENDOR = freescale   [ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC = $6" >> config.mk # $6 = mx25 在config.mk中添加 # SOC = mx25   # Create board specific header file     > config.h        # Create new config file   echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h echo "#include <configs/$1.h>" >>config.h echo "#include <asm/config.h>" >>config.h   #新建一个config.h文件，并添加以上信息   exit 0

 

从上面的mkconfig简化代码，我们得知，mkconfig中主要功能就是：

定义一些链接文件，生成config.mk、config.h内容如下：

可以看出，config.mk 和config.h 文件中的代码和我们分析的一模一样。

(3)、分析编译过程

分析编译过程 ，我们还是分析Makefile

 

157 # load ARCH, BOARD, and CPU configuration 158 include $(obj)include/config.mk 159 export    ARCH CPU BOARD VENDOR SOC #紧跟上面的配置过程，这里mkconfig.mk就是上一步生成的一些开发板的相关信息   172 OBJS = cpu/$(CPU)/start.o # OBJS = cpu/arm926ejs/start.o   186 LIBS = lib_generic/libgeneric.a   191 LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a # LIBS += cpu/ arm926ejs/lib arm926ejs.a   254 LIBBOARD = board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a 255 LIBBOARD := $(addprefix $(obj),$(LIBBOARD)) # LIBBOARD = board/ freescale /mx25_3stack/libmx25_3stack.a   295 ALL += $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $ (obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND) 296 all:        $(ALL)   280 U_BOOT_NAND = $(obj)u-boot-nand.bin 285 U_BOOT_ONENAND = $(obj)u-boot-onenand.bin   302 $(obj)u-boot.srec:    $(obj)u-boot 303 $(OBJCOPY) -O srec $< $@   305 $(obj)u-boot.bin:    $(obj)u-boot 306 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@ #这个u-boot是一个elf格式 的可执行文件   450 $(obj)System.map:    $(obj)u-boot 451 @$(call SYSTEM_MAP,$<) > $(obj)System.map

 

在\board\freescale\mx25_3stack的u-boot.lsd链接脚本中，定义了，所有数据在内存中的排放方式

在config.mk中定义了数据排放的地址

LDSCRIPT := $(SRCTREE)/board/$(VENDOR)/$(BOARD)/u-boot.lds   TEXT_BASE = 0x83F00000

 

在 u-boot.lsd中定义了排放顺序

. = 0x00000000; #从config.mk知，下面的数据从TEXT_BASE = 0x83F00000开始排放       . = ALIGN(4);     .text     :     { #代码段排放顺序      board/freescale/mx25_3stack/dcdheader.o (.text)      cpu/arm926ejs/start.o    (.text)      *(.text)     } #所有文件的只读数据段     . = ALIGN(4);     .rodata : { *(.rodata) } #所有文件的数据段     . = ALIGN(4);     .data : { *(.data) }       . = ALIGN(4);     .got : { *(.got) }       . = .;     __u_boot_cmd_start = .; #所有文件的u_boot_cmd段，u-boot自定义的段     .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }     __u_boot_cmd_end = .;       . = ALIGN(4);     __bss_start = .;     .bss : { *(.bss) }     _end = .;

 

从上面得知，我们的代码将会从

 

我们代码的运行顺序是 dcdheader.s => start.s => *

所以我们，从dcdheader.s 和 start.s 开始分析

(4)、分析第一阶段start.s分析

第一阶段：dcdheader.s和start.s分析

cdcheader.s中主要是对开发板的一些内存MDDR,DDR2等的一些初始化，看不懂可以跳过

.extern reset   #define DCDGEN(i,type, addr, data) \ dcd_##i:            ;\ .long type            ;\ .long addr            ;\ .long data   .globl _initheader _initheader:     b    reset     .org 0x400 app_code_jump_v:    .long reset app_code_barker:    .long 0xB1 app_code_csf:        .long 0 hwcfg_ptr_ptr:        .long hwcfg_ptr super_root_key:        .long 0 hwcfg_ptr:        .long dcd_data app_dest_ptr:        .long TEXT_BASE dcd_data:        .long 0xB17219E9   #ifdef MXC_MEMORY_MDDR dcd_len:        .long 12*15 #else dcd_len:        .long 12*24 #endif   /* WEIM config-CS5 init -- CPLD */ DCDGEN( 1, 4, 0xB8002050, 0x0000D843) /* CS5_CSCRU */ DCDGEN( 2, 4, 0xB8002054, 0x22252521) /* CS5_CSCRL */ DCDGEN( 3, 4, 0xB8002058, 0x22220A00) /* CS5_CSCRA */ #ifdef MXC_MEMORY_MDDR /* MDDR init */ DCDGEN( 4, 4, 0xB8001010, 0x00000004) /* enable mDDR */ DCDGEN( 5, 4, 0xB8001000, 0x92100000) /* precharge command */ DCDGEN( 6, 1, 0x80000400, 0x12344321) /* precharge all dummy write */ DCDGEN( 7, 4, 0xB8001000, 0xA2100000) /* auto-refresh command */ DCDGEN( 8, 4, 0x80000000, 0x12344321) /* dummy write for refresh */ DCDGEN( 9, 4, 0x80000000, 0x12344321) /* dummy write for refresh */ DCDGEN(10, 4, 0xB8001000, 0xB2100000) /* Load Mode Reg command - cas=3 bl=8 */ DCDGEN(11, 1, 0x80000033, 0xda)    /* dummy write -- address has the mode bits */ DCDGEN(12, 1, 0x81000000, 0xff) /* dummy write -- address has the mode bits */ DCDGEN(13, 4, 0xB8001000, 0x82216880) DCDGEN(14, 4, 0xB8001004, 0x00295729) #else /* DDR2 init */ DCDGEN( 4, 4, 0xB8001004, 0x0076E83A)    /* initial value for ESDCFG0 */ DCDGEN( 5, 4, 0xB8001010, 0x00000204)    /* ESD_MISC */ DCDGEN( 6, 4, 0xB8001000, 0x92210000)    /* CS0 precharge command */ DCDGEN( 7, 4, 0x80000f00, 0x12344321)    /* precharge all dummy write */ DCDGEN( 8, 4, 0xB8001000, 0xB2210000)    /* Load Mode Register command */ DCDGEN( 9, 1, 0x82000000, 0xda)        /* dummy write Load EMR2 */ DCDGEN(10, 1, 0x83000000, 0xda)        /* dummy write Load EMR3 */ DCDGEN(11, 1, 0x81000400, 0xda)        /* dummy write Load EMR1; enable DLL */ DCDGEN(12, 1, 0x80000333, 0xda)        /* dummy write Load MR; reset DLL */   DCDGEN(13, 4, 0xB8001000, 0x92210000)    /* CS0 precharge command */ DCDGEN(14, 1, 0x80000400, 0x12345678)    /* precharge all dummy write */   DCDGEN(15, 4, 0xB8001000, 0xA2210000)    /* select manual refresh mode */ DCDGEN(16, 4, 0x80000000, 0x87654321)    /* manual refresh */ DCDGEN(17, 4, 0x80000000, 0x87654321)    /* manual refresh twice */   DCDGEN(18, 4, 0xB8001000, 0xB2210000)    /* Load Mode Register command */ DCDGEN(19, 1, 0x80000233, 0xda)        /* Load MR; CL=3, BL=8, end DLL reset */ DCDGEN(20, 1, 0x81000780, 0xda)        /* Load EMR1; OCD default */ DCDGEN(21, 1, 0x81000400, 0xda)        /* Load EMR1; OCD exit */ DCDGEN(22, 4, 0xB8001000, 0x82216080)    /* normal mode */ DCDGEN(23, 4, 0x43FAC454, 0x00001000)    /* IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_DDRTYPE(1-5) */ #endif   DCDGEN(99, 4, 0x53F80008, 0x20034000) /* CLKCTL ARM=400 AHB=133 */ card_cfg:    .long UBOOT_IMAGE_SIZE

 

start.s主要的功能就是：

关闭看门狗，初始化时钟，初始化SDRAM，设置栈，读出内核，跳到内核启动的C函数开始启动内核。

.globl reset reset: /** set the cpu to SVC32 mode 设置为SVC32管理模式*/     mrs    r0,cpsr     bic    r0,r0,#0x1f     orr    r0,r0,#0xd3     msr    cpsr,r0 / * CPU的初始化 屏蔽中断 初始化SDRAM 设置时钟*/ bl    cpu_init_crit   /*重定位 */ relocate:                /* relocate U-Boot to RAM     */     adr    r0, _start        /* r0 <- current position of code */     ldr    r1, _TEXT_BASE        /* test if we run from flash or RAM */     cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */     beq stack_setup /* 设置栈 */       ldr    r2, _armboot_start     ldr    r3, _bss_start     sub    r2, r3, r2        /* r2 <- size of armboot */     add    r2, r0, r2        /* r2 <- source end address */ /* 拷贝代码 flash => SDRAM */ copy_loop:     ldmia    r0!, {r3-r10}        /* copy from source address [r0] */     stmia    r1!, {r3-r10}        /* copy to target address [r1] */     cmp    r0, r2            /* until source end addreee [r2] */     ble    copy_loop /* 设置栈 */ /* Set up the stack                         */ stack_setup:     ldr    r0, _TEXT_BASE         /* upper 128 KiB: relocated uboot */     sub    r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN    /* malloc area */     sub    r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ     sub    r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) #endif     sub    sp, r0, #12        /* leave 3 words for abort-stack */ /* 清除bss段 */ clear_bss:     ldr    r0, _bss_start        /* find start of bss segment */     ldr    r1, _bss_end        /* stop here */     mov    r2, #0x00000000        /* clear */   bl coloured_LED_init //调用心脏LED灯初始化 bl red_LED_on //点亮红色LED灯 /* 跳转到第二阶段，用C语言实现的更多的功能*/ ldr    pc, _start_armboot

无论从NOR Flash启动还是从NAND Flash启动

地址0处为指令 "b Reset",机器码为 0XEA00000B

对于从 NAND Flash启动的情况，起开始4KB的代码会复制到CPU内部4K内存中

对于从 NOR Flash启动的情况，NOR Flash的开始地址为0

对于 NOR Flash必须通过一定的命令序列才能实现写数据

所以可以根据这点差别来分辨是从NAND Flash 还是NOR Flash启动；

向地址0写入一个数据，然后读出来，如果地址上的值没有改变的话，也就是零地址不可写，那就是NOR Flash

(5)、分析第二阶段

第二阶段

我们跟踪start_armboot，跳转到根目录的/u-boot/lib_arm/board.c文件中

此阶段我们主要的工作就是 启动内核①从falsh读出内核②启动内核

所以我们必须要有的功能

1.对flash的初始化，读写功能

/* 1.falsh_init()会识别出是falsh的类别 */ /* configure available FLASH banks */     display_flash_config (flash_init ()); /* 2.对flash的初始化，读写功能 */ #if defined(CONFIG_CMD_NAND)     puts ("NAND: ");     nand_init();        /* go init the NAND */ #endif /* 3环境变量的初始化 */ /* initialize environment */     env_relocate (); /* 4串口初始化 */ serial_initialize(); /* 5. 网络IP设置 IP Address */     gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr"); /*6. 最终进过一系列的初始化，进入主循环 ，等要用户在u-boot命令后输入命令*/ /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */     for (;;) {         main_loop ();     } /*主循环中主要就是对命令的接收与解析，运行相应的函数 readline('读入串口输入的命令'); run_command; 所以也可以说U-Boot的核心就是这些命令 */

 

接下来我们打开common/main.c文件

在文件中主要是打印U-Boot中的一些到倒计时，判断开发者输入的命令等

 

启动内核

nand reda.jffs 0x80800000 kernel

boom 0x80800000

 

(6)、分析命令的实现

 

命令的实现，向U-Boot中增加自定义命令

 

我们在u-boot下增加我们自定义hello命令。

首先我们在u-boot的common目录下增加一个cmd_hello.c文件

参照其他命令的书写方式，代码如下

#include <image.h> #include <malloc.h> #include <u-boot/zlib.h> #include <bzlib.h> #include <environment.h> #include <lmb.h> #include <linux/ctype.h> #include <asm/byteorder.h>     int do_hello (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) {     int i = 0;     printf("hello,Lover雪!!!\nthe argcs are \n");     for(i = 0 ; i<argc ; i++)         printf("argv[%d]: %s\n",i,argv[i]);     return 0; }     U_BOOT_CMD(     hello,    CONFIG_SYS_MAXARGS,    1,    do_hello,     "This is a user defined command hello,Lover雪!!!",     "hello,long help ......\n"     );

   

修改common下面的makefile文件，告诉U-Boot编译我们自定义的C文件

参考Makefile中其他文件的定义，加入一句

COBJS-y += cmd_hello.o

 重新make编译 u-boot