uboot学习笔记
Boot概念
- 启动引导，自举程序
由于boot设计比较偏底层，所以根据CPU架构和OS类型可能有所不同
uboot是对CPU架构和OS类型支持得比较多的一种开源引导程序
- s5p6818启动流程
芯片最实是从iROM启动，叫BL0
iROM选择启动的下一阶段引导程序BL1
- 单阶段启动：如果BL1可以完成内核加载，这就是单阶段启动
- 多阶段启动：启动加载内核的工作由BL2之后的程序完成，这就是多阶段启动
为什么BL1不直接加载到DDR
SRAM比DDR更快
DDR需要初始化，而SRAM不需要
- BL1启动Bootloader第二阶段BL2
- BL2启动内核
- 内核加载根文件系统
引导传参
所传数据结构必须约定一至
引导程序与内核之间必须约定一个参数存放的地址DDR Base+0x100
数据格式约定一至
比如用户传给内核的参数：
uboot介绍
uboot分为很多种：
| Bootloader | Monitor | 描述 | X86 | ARM |
| LILO | 否 | Linux磁盘引导程序 | 是 | 否 |
| GRUB | 否 | GNU的LILO替代程序 | 是 | 否 |
| ntldr | 否 | x86上引导windowsNT系列 | 是 | 否 |
| armboot | 是 | 专门为arm架构设计的boot | 否 | 是 |
| ppcboot | 是 | 引导ppc架构操作系统 | 否 | 是 |
| vivi | 是 | 韩国Mizi公司针对三星ARM架构CPU设计 引导程序 | 否 | 是 |
| redboot | 是 | 基于eCos的引导程序 | 是 | 是 |
| u-boot | 是 | 通用引导程序,支持多种CPU架构、多种 操作系统 | 是 | 是 |
uboot目录结构
- arch：体系结构相关，按架构进行分类，如当前架构arch\arm\cpu\slsiap，第一阶段启动代码start.S就在这里,官方源码会包含多种架构和cpu，我们裁剪掉了(整个uboot的C语言起始函数boardinitr也在arch\arm\lib\board.c中)
- board：开发板相关，根据厂商进行分类，本平台裁剪成board\s5p6818\x6818，有的版本会包含初级初始化内容：lowlevelinit.S
- common：各种命令的实现，通常一个命令就是一个C文件
- include：各种头文件和开发板配置文件，如：uboot-v2016.01-s5p6818-ad46cf5-20210307\include\configs\s5p6818_nanopi3.h
- api：用于演示测试用的代码，通常不参与工程编译
- disk：硬盘接口程序，disk驱动分区处理代码，嵌入式不常用
- doc：开发使用文档，主要介绍不同平台的配置编译方法
- drivers：设备驱动，如:网卡、SD卡、USB等
- examples：一些独立运行的实例，通常不参与工程编译
- fs：所能支持的文件系统，如fat、ubifs等，用于访问带文件系统的存储设备
- lib：用于存放库和其他主要支持文件程序，中断处理、启动相关等
- net：独立于网卡驱动的网络协议，如用于下载传输的TFTP协议，网络文件系统中的NFS协议等
- tools：工具软件，如mkimage用于制作内核镜像，scripts用于生成指定的config.mk配置文件，还有支持GDB的调试工具等
- post：上电自检程序，与旧的PPC相关，当前平台下未被编译到工程
- prototype：参与6818开发的三星协作厂商的一些code在这里
- scripts用于生成指定的config.mk配置文件，以及一些检查工具
友善之臂uboot编译：
git clone https://github.com/friendlyarm/u-boot.git cd u-boot git checkout nanopi2-v2016.01 make s5p6818_nanopi3_config make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- // make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- V=1(打印编译显示)
编译中的问题解决：
- Linux.4.4.y u-boot编译遇到问题：
1.openssl/ssl.h这里是库文件缺失，执行命令
$ sudo apt-get install libssl-dev
2./bin/sh: 1:dtc:not found 缺dtc工具，执行命令
$ sudo apt-get install device-tree-compiler
3.dtc: invalidoption – ‘i’ 这里是dtc工具有问题，执行以下命令
$sudo wget -c
https://raw.github.com/RobertCNelson/tools/master/pkgs/dtc.sh
$ sudo chmod 777 dtc.sh
$ ./dtc.sh
编译成功截图：
配置编译原理分析：
用户执行make s5p6818_nanopi3_config，其实是调用了一个conf bin文件去配置：
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig s5p6818_nanopi3_config
scripts/kconfig/Makefile
scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/../configs/s5p6818_nanopi3_defconfig Kconfig
把配置写入了configs/s5p6818_nanopi3_defconfig ？
会生成include/config.h 文件
/* Automatically generated - do not edit */
#define CONFIG_BOARDDIR board/s5p6818/nanopi3
#include
#include
#include
#include
#include
configs/s5p6818_nanopi3.h中裁剪配置宏均以CONFIG_开头
这个会被解析到 include/autoconf.mk文件中
include/autoconf.mk最后又会被Makefile包含决定哪些需要编译
uboot镜像产生：
链接脚本：arch/arm/cpu/armv8/u-boot.lds
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- V=1 可以看到链接过程
aarch64-linux-ld.bfd -pie --gc-sections -Bstatic -Ttext 0x43C00000 -o u-boot -T u-boot.lds arch/arm/cpu/armv8/start.o .........
- 如果链接脚本和命令行都指定了一个段的链接地址，命令行优先
- 裁剪镜像去格式处理：
aarch64-linux-objcopy --gap-fill=0xff -j .text -j .rodata -j .data -j .u_boot_list -j .rela.dyn -j .dtb.init.rodata -O binary u-boot u-boot.bin
- 镜像打包
tools/fip_create/fip_create --dump --bl33 u-boot.bin fip-nonsecure.bin
- fip-nonsecure.img 组成
tools/nexell/SECURE_BINGEN -c S5P6818 -t 3rdboot -l 0x7df00000 -e 0x00000000 -n tools/nexell/nsih/nanopi3.txt -i fip-nonsecure.bin -o fip-nonsecure.img
uboot 命令添加：
static int helloworld(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc,char * const a
rgv[])
{
int i;
for(i=0;i