U-Boot的移植
U-Boot能够支持多种体系结构的处理器,支持的开发板也越来越多。因为Bootloader是完全依赖硬件平台的,所以在新电路板上需要移植U-Boot程序。
开始移植U-Boot之前,先要熟悉硬件电路板和处理器。确认U-Boot是否已经支持新开发板的处理器和I/O设备。假如U-Boot已经支持一块非常相似的电路板,那么移植的过程将非常简单。
移植U-Boot工作就是添加开发板硬件相关的文件、配置选项,然后配置编译。
开始移植之前,需要先分析一下U-Boot已经支持的开发板,比较出硬件配置最接近的开发板。选择的原则是,首先处理器相同,其次处理器体系结构相同,然后是以太网接口等外围接口。还要验证一下这个参考开发板的U-Boot,至少能够配置编译通过。
以S3C2410处理器的开发板为例,U-Boot-1.1.2版本已经支持SMDK2410开发板。我们可以基于SMDK2410移植,那么先把SMDK2410编译通过。
我们以S3C2410开发板fs2410为例说明。移植的过程参考SMDK2410开发板,SMDK2410在U-Boot-1.1.2中已经支持。
移植U-Boot的基本步骤如下。
(1)在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项,使用已有的配置项目为例。
smdk2410_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
参考上面2行,添加下面2行。
fs2410_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t fs2410 NULL s3c24x0
(2)创建一个新目录存放开发板相关的代码,并且添加文件。
board/fs2410/config.mk
board/fs2410/flash.c
board/fs2410/fs2410.c
board/fs2410/Makefile
board/fs2410/memsetup.S
board/fs2410/u-boot.lds
(3)为开发板添加新的配置文件
可以先复制参考开发板的配置文件,再修改。例如:
$cp include/configs/smdk2410.h include/configs/fs2410.h
如果是为一颗新的CPU移植,还要创建一个新的目录存放CPU相关的代码。
(4)配置开发板
$ make fs2410_config
(5)编译U-Boot
执行make命令,编译成功可以得到U-Boot映像。有些错误是跟配置选项是有关系的,通常打开某些功能选项会带来一些错误,一开始可以尽量跟参考板配置相同。
(6)添加驱动或者功能选项
在能够编译通过的基础上,还要实现U-Boot的以太网接口、Flash擦写等功能。
对于FS2410开发板的以太网驱动和smdk2410完全相同,所以可以直接使用。CS8900驱动程序文件如下。
drivers/cs8900.c
drivers/cs8900.h
对于Flash的选择就麻烦多了,Flash芯片价格或者采购方面的因素都有影响。多数开发板大小、型号不都相同。所以还需要移植Flash的驱动。每种开发板目录下一般都有flash.c这个文件,需要根据具体的Flash类型修改。例如:
board/fs2410/flash.c
(7)调试U-Boot源代码,直到U-Boot在开发板上能够正常启动。
调试的过程可能是很艰难的,需要借助工具,并且有些问题可能困扰很长时间。
6.2.5 添加U-Boot命令
U-Boot的命令为用户提供了交互功能,并且已经实现了几十个常用的命令。如果开发板需要很特殊的操作,可以添加新的U-Boot命令。
U-Boot的每一个命令都是通过U_Boot_CMD宏定义的。这个宏在include/command.h头文件中定义,每一个命令定义一个cmd_tbl_t结构体。
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}
这样每一个U-Boot命令有一个结构体来描述。结构体包含的成员变量:命令名称、最大参数个数、重复数、命令执行函数、用法、帮助。
从控制台输入的命令是由common/command.c中的程序解释执行的。find_cmd()负责匹配输入的命令,从列表中找出对应的命令结构体。
基于U-Boot命令的基本框架,来分析一下简单的icache操作命令,就可以知道添加新命令的方法。
(1)定义CACHE命令。在include/cmd_confdefs.h中定义了所有U-Boot命令的标志位。
#define CFG_CMD_CACHE 0x00000010ULL /* icache, dcache */
如果有更多的命令,也要在这里添加定义。
(2)实现CACHE命令的操作函数。下面是common/cmd_cache.c文件中icache命令部分的代码。
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_CACHE)
static int on_off (const char *s)
{ //这个函数解析参数,判断是打开cache,还是关闭cache
if (strcmp(s, "on") == 0) { //参数为“on”
return (1);
} else if (strcmp(s, "off") == 0) { //参数为“off”
return (0);
}
return (-1);
}
int do_icache ( cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
{ //对指令cache的操作函数
switch (argc) {
case 2: /* 参数个数为1,则执行打开或者关闭指令cache操作 */
switch (on_off(argv[1])) {
case 0: icache_disable(); //打开指令cache
break;
case 1: icache_enable (); //关闭指令cache
break;
}
/* FALL TROUGH */
case 1: /* 参数个数为0,则获取指令cache状态*/
printf ("Instruction Cache is %s\n",
icache_status() ? "ON" : "OFF");
return 0;
default: //其他缺省情况下,打印命令使用说明
printf ("Usage:\n%s\n", cmdtp->usage);
return 1;
}
return 0;
}
……
U_Boot_CMD( //通过宏定义命令
icache, 2, 1, do_icache, //命令为icache,命令执行函数为do_icache()
"icache - enable or disable instruction cache\n", //帮助信息
"[on, off]\n"
" - enable or disable instruction cache\n"
);
……
#endif
U-Boot的命令都是通过结构体__U_Boot_cmd_##name来描述的。根据U_Boot_CMD在include/command.h中的两行定义可以明白。
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}
还有,不要忘了在common/Makefile中添加编译的目标文件。
(3)打开CONFIG_COMMANDS选项的命令标志位。这个程序文件开头有#if语句需要预处理是否包含这个命令函数。
CONFIG_COMMANDS选项在开发板的配置文件中定义。例如:SMDK2410平台在include/configs/smdk2410.h中有
如下定义。
/***********************************************************
* Command definition
***********************************************************/
#define CONFIG_COMMANDS \
(CONFIG_CMD_DFL | \
CFG_CMD_CACHE | \
CFG_CMD_REGINFO | \
CFG_CMD_DATE | \
CFG_CMD_ELF)
按照这3步,就可以添加新的U-Boot命令。