AT91RM9200的U-BOOT启动烧写过程

Uboot 烧写过程

 

1.一开始令BMS＝1(拔掉跳线)，则系统从片内ROM中启动。内部启动程序初始化调试串口和USB设备接口从外部载入启动程序。在Windows平台下，启动超级终端，发送文件loader.bin和u-boot.bin到SDRAM,成功启动u-boot.

2.启动了u-boot后就利用u-boot的功能，发送boot.bin和u-boot.gz到SDRAM,然后再拷贝到FLASH,那么FLASH里面就固化了启动程序boot.bin和u-boot.gz。

3. 烧写FLASH的过程如下：

 

U-Boot>protect off all (注：清除Flash全部块的写保护)

U-Boot>erase all (注：擦除Flash全部块的内容)

U-Boot>loadb 20000000（注：用KERMIT协议接收boot.bin到SDRAM)

U-Boot>cp.b 20000000 10000000 5fff(注：拷贝boot.bin到Flash)

U-Boot>loadb 21000000(注：用KERMIT协议接收u-boot.gz)

U-Boot>cp.b 21000000 10010000ffff(注：拷贝u-boot.gz到Flash)

U-Boot>protect on all (注：设置Flash全部块的写保护)

4. 这时，插上跳线，令BMS=0,然后重启，那么系统就从FLASH启动了，启动u-boot.

5.启动了u-boot之后，就可以利用它来下载内核文件zImage和Ramdisk.gz映象文件到SDRAM,然后用命令启动linux。

6. 在linux下，利用u-boot的工具程序mkimage将内核映象文件zImage.gz(通过命令：gzip -9zImage>zImage.gz压缩成zImage.gz)和Ramdisk.gz映象文件封装成u-boot格式的映象文件：uImage和uramdisk，然后将他们一起烧写入FLASH，然后就可以实现从FLASH启动u-boot,再启动linux。

7. 烧写完FLASH之后一定要插上跳线，即令BMS＝0，使系统再重启动时从FLASH启动。
8. 系统从FLASH启动时，系统先启动boot，然后解压缩u-boot.gz，然后启动u-boot.

 

 

二.loader.bin, boot.bin, u-boot.bin代码执行流分析.

以上三个文件时at91rm9200启动所需要的三个bin,他们的实现代码并不难。
如果是你是采用at91rm9200的评估版，应该能得到其源码。

2.1 loader.bin 执行流程,这个文件主要在片内启动从串口下载代码时会用到
loader/entry.S init cpu
b main ---> crt0.S
--> copydata --> clearbss --> b boot
main.c --> boot -->
/*Get internel rom service address*/
/* Init of ROM services structure */
pAT91 = AT91C_ROM_BOOT_ADDRESS;

/* Xmodem Initialization */
--> pAT91->OpenSBuffer
--> pAT91->OpenSvcXmodem
/* System Timer initialization */
---> AT91F_AIC_ConfigureIt
/* Enable ST interrupt */
AT91F_AIC_EnableIt
AT91F_DBGU_Printk("XMODEM: Download U-BOOT ");

Jump.S
// Jump to Uboot BaseAddr exec
Jump((unsigned int)AT91C_UBOOT_BASE_ADDRESS)

 

2.2 boot.bin执行流程 该文件会在从片内启动时被下载到板子上，以后还会被烧写到片外Flash中，以便在片外启动时
用它来引导并解压u-boot.gz，并跳转到u-boot来执行。
boot/entry.S
b main --> crt0.S --> copydata --> clearbss --> b boot

T91F_DBGU_Printk(" ");
AT91F_DBGU_Printk("************************************** ");
AT91F_DBGU_Printk("** Welcome to at91rm9200 ** ");
AT91F_DBGU_Printk("************************************** ");

boot/misc.s /* unzip uboot.bin.gz */
----> decompress_image(SRC,DST,LEN) --> gunzip

//jump to ubootBaseAddr exec 这里跳转到解压u-boot.gz的地址处直接开始执行u-boot
asm("mov pc,%0" : : "r" (DST));

2.3 uboot.bin执行流程
u-boot/cpu/at91rm9200/start.S
start --->reset
---> copyex ---> cpu_init_crit
---> /* set up the stack */ --> start_armboot
u-boot/lib_arm/board.c

init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init, /* basic cpu dependent setup */
board_init, /* basic board dependent setup */
interrupt_init, /* set up exceptions */
env_init, /* initialize environment */
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
display_banner, /* say that we are here */
dram_init, /* configure available RAM banks */
display_dram_config,
checkboard,
NULL,
};

---> start_armboot ---> call init_sequence
---> flash_init --> display_flash_config
---> nand_init ---> AT91F_DataflashInit
---> dataflash_print_info --> env_relocate
---> drv_vfd_init --> devices_init --> jumptable_init
---> console_init_r --> misc_init_r --> enable_interrupts
---> cs8900_get_enetaddr --> board_post_init -->

u-boot/common/main.c
for (;;)
{ /* shell parser */
main_loop () --> u_boot_hush_start --> readline
--> abortboot
-->printf("Hit any key to stop autoboot: %2d ", bootdelay);
}

以上是at91rm9200启动并进入u-boot的执行流分析。后面u-boot还会将uImage解压到特定的位置并开始执行内核代码。

三. 综述
总之, 不同厂商的出的Soc片子在启动方式大都提供片内和片外启动两种方式，一般都是在片内固化一段小程序
方便于程序开发而已，在其DataSheet文档中有详尽的描述。若是对at92rm9200有兴趣或玩过的朋友，可以与我共同探讨相互学习。

再进一步解析：

     uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系，包含常见的外设的驱动，是一个功能强大的板极支持包。其代码可以从http://sourceforge.net/projects/u-boot下载。
      在9200上，为了启动uboot，还有两个boot软件包，分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。
      我们知道，当9200系统上电后，如果bms为高电平，则系统从片内rom启动，这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c'，这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动，同时xmodem协议已经启动，用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。
      作为第一步，我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟，sdram和xmodem协议，为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后，超级终端会继续打印：ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。
      接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了，提示符uboot>，用户可以uboot>help看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。
      如果系统上电时bms为低电平，则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出，使得从flash启动后首先执行boot.bin，而要烧写boot.bin。

      要先完成上面我们讲的那些步骤，首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的，假如我们已经启动了uboot,可以这样操作：
      uboot>protect off all
      uboot>erase all
      uboot>loadb 20000000
      uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff
      uboot>loadb 21000000
      uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff

      然后系统复位，就可以看到系统先启动boot，然后boot解压缩uboot.gz，然后启动uboot。注意，这里uboot必须压缩成.gz文件，否则会出错。

      怎么编译这三个源码包呢，首先要建立一个arm的交叉编译环境，关于如何建立，此处不予说明。建立好了以后，分别解压源码包，然后修改Makefile中的编译器项目，正确填写你的编译器的所在路径。
      对于loader和boot，直接make。
      对于uboot：
      第一步：make at91rm9200dk_config   

      第二步：make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件，对uboot.bin，我们还要压缩成.gz文件。

      也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个，有什么区别吗？有区别。
      boot主要完成从flash中启动uboot的功能，他要对uboot的压缩文件进行解压，除此之外，他和loader并无大的区别，你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同，只是他们的使命不同而已。
      特别说明的是这三个软件包都是开放源码的，所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减，打造属于自己系统的bootloder。

 

烧写过程：

1.  内部启动

2. 下载loader.bin 到 内部SRAM

3. 下载uboot.bin  到 外部的SDRAM 并把pc指针调到此处开始执行uboot。

4. 利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中。

      uboot>protect off all
      uboot>erase all
      uboot>loadb 20000000
      uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff
      uboot>loadb 21000000
      uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff

启动过程：

1.选择片外启动

2.boot.bin初始化硬件， 将uboot.gz解压到sdram中

3.启动uboot