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2011-04-16 09:03:50

原文地址:小结U-Boot移植 作者:HLinuxH

 

U-Boot系统移植

目的

制作一个引导程序可以初始化硬件设备、准备软件环境和调用操作系统(类似PCBios)

 

参考:《嵌入式Linux应用开发完全手册》

 

1、硬件环境:

CPU

S3C2440

 

SDRAM

H57V2562GTR-60C

64M

NandFlash

K9F2G08U0B

256M

NorFlash

EN29LV160AB

2M

lCD

天嵌4.3寸(TQ43)

480*272

网卡

DM9000EP

100M

 

2、软件平台:

系统

Scientific Linux 版本6.0(Carbon)

 内核Linux 2.6.32-71.el6.i686

交叉编译工具

EABI4.3.3

 

源码

U-Boot1.1.6

 

3、源码解压后的目录:(红色平台依赖,绿色通用,黑色应用程序或工具和文档)

Board:

U-boot支持的每个开发板的文件,都会以子目录的形式存放在 baord 目录下。

Common:

存放U-Boot 支持的所有命令。无须大幅度修改,一般是加一些调试信息,打开或关闭一些宏。可增加自己的 u-boot 命令

Cpu:

每个目录对应一个架构的cpu

Disk:

这是要对磁盘的支持。我们只移植 u-boot 的话,那这个对我们也没有意义。

Doc:

参考文档的意思,这是最没用的,也是最有用的。

Driver:

u-boot支持的所有的驱动代码。如果您需要添加自己的驱动代码,也可以放在这里。然后再 makefile 中加入相应的.o 文件名。

Dtt:

数字温度测量器或传感器的驱动

Examples:

可在U-Boot下运行的示例程序;如hello_world.c,timer.c

Fs:

u-boot支持的文件系统。目前 已能支持包括cramfsfatfdosjffs2 等。

Include:

头文件以及对各种硬件平台的系统配置文件。对特定的开发板,都需要修改系统配置文件,它存放在 include 目录下的 configs 子目录中。

Lib_xxx:

这是与体系结构相关的库文件。

Nand_spl:

NAND存储器相关代码

Net:

存放有关网络协议的实现的代码。比如 TFTP 协议的实现就在这里面。

Post:

上电自检的目录。

Rtc:

RTC驱动程序

Tools:

生成 u-boot 的工具的目录。比如创建 bin 镜像文件等。

 

 

4U-Boot的编译过程:

Stage1

#make distclean

清除之前编译产生的文件

Stage2

#make smdk2410_config

分析过程,在toplevel

Makefile

smdk2410_configMakefile的一个目标,定义如下:

/******************************************************************************/

smdk2410_config : unconfig

@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

unconfig:

@rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk \

$(obj)board/*/config.tmp  $(obj)board/*/*/config.tmp

/******************************************************************************/

各项说明如下:

arm: CPU的架构(ARCH)

arm920t: CPU的类型(CPU),其对应于cpu/arm920t子目录

smdk2410: 开发板的型号(BOARD),对应于board/smdk2410目录

NULL: 开发者/或经销商(vender)

s3c24x0: 片上系统(SOC)

 

/******************************************************************************/

MKCONFIG主要完成以下三个任务:

1、在include文件夹下建立相应的软连接

2、生成Makefile包含文件include/config.mk

3、生成include/config.h头文件

/******************************************************************************/

以下几步也在toplevel

Makefile但不是分析编译过程

指定交叉编译器路径:改toplevel Makefile

/******************************************************************************/

ifeq ($(ARCH),arm)               #这里根据ARCH变量,指定编译器前缀。

CROSS_COMPILE = arm-linux-

endif

/******************************************************************************/

 

U-boot需要的目标文件:

/******************************************************************************/

OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o       # 顺序很重要,start.o必须放第一位

/******************************************************************************/

 

需要的库文件:

/******************************************************************************/

LIBS  = lib_generic/libgeneric.a

LIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a

LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a

.............

LIBS += common/libcommon.a

LIBS += $(BOARDLIBS)

LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS))

.PHONY : $(LIBS)

/******************************************************************************/

 

最终生成的各种镜像文件:

/******************************************************************************/

ALL = $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND)

all:  $(ALL)

$(obj)u-boot.hex: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@

$(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@

$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@

/*******************************************************************************/

Stage3

#make

 

5、小结U-Boot ELF文件镜像的生成过程:

@依赖目标depend

 

 

生成各个子目录的 .depend 文件(.depend列出每个目标文件的依赖文件)。生成方法,调用每个子目录的make_depend

/***********************************************************************/

depend dep:

       for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done

/***********************************************************************/

@依赖目标version

 

生成版本信息到版本文件VERSION_FILE中。

/***********************************************************************/

version:

       @echo -n "#define U_BOOT_VERSION \"U-Boot " > $(VERSION_FILE); \

       echo -n "$(U_BOOT_VERSION)" >> $(VERSION_FILE); \

       echo -n $(shell $(CONFIG_SHELL) $(TOPDIR)/tools/setlocalversion \

       $(TOPDIR)) >> $(VERSION_FILE); \

       echo "\"" >> $(VERSION_FILE)

/***********************************************************************/

@伪目标SUBDIRS

 

执行tools ,examples ,post, post\cpu 子目录下面的make文件。

/***********************************************************************/

SUBDIRS = tools \

           examples \

            post \

       post/cpu

.PHONY : $(SUBDIRS)

$(SUBDIRS):

       $(MAKE) -C $@ all

/***********************************************************************/

@依赖目标$(OBJS)

 

目标即cpu/start.o

/***********************************************************************/

$(OBJS):

       $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))

/***********************************************************************/

@依赖目标$(LIBS)

这个目标太多,都是每个子目录的库文件*.a ,通过执行相应子目录下的make来完成

/***********************************************************************/

$(LIBS):

        $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))

/***********************************************************************/

@依赖目标$(LDSCRIPT)

对于smdk2410,LDSCRIPT即连接脚本文件是board/smdk2410/u-boot.lds,定义了连接时各个目标文件是如何组织的。

/***********************************************************************/

LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds

LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)

/***********************************************************************/

@执行连接命令:

start.o和各个子目录makefile生成的库文件按照LDFLAGS连接在一起,生成ELF文件u-boot 和连接时内存分配图文件u-boot.map

/***********************************************************************/

cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \

   --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \

   -Map u-boot.map -o u-boot

/***********************************************************************/

总结:

MAKE工程的编译流程就是通过执行执行一个make *_config传入ARCHCPUBOARDSOC参数,然后mkconfig根据参数将include头文件夹相应的头文件夹连接好,生成config.h。然后执行make分别调用各子目录的Makefile 生成所有的obj文件和obj库文件*.a.最后连接所有目标文件,生成镜像。不同格式的镜像都是调用相应工具由elf镜像生成。

 

 

6U-Boot启动过程:(有两种启动方式:1、启动加载(bootloading) 2、下载downloading)

stage1

过程

调用的文件

1

定义入口

cpu/arm920t/start.s

2

设异常向量表

cpu/arm920t/start.s

           3

设置CPUSVC模式

cpu/arm920t/start.s

4

关看门狗

cpu/arm920t/start.s

5

禁止所有中断

cpu/arm920t/start.s

6

CPU速度和时钟及中断控制寄存器

cpu/arm920t/start.s

7

禁止MMUcache

cpu/arm920t/start.s

8

初始化内存控制器(SDRAM

cpu/arm920t/start.s 调用

board/smdk2410/lowlevel_init.s

9

搬移ROM中代码到RAM

cpu/arm920t/start.s

10

设堆栈

cpu/arm920t/start.s

11

进入C代码

lib_arm/board.c start_armboot( )

stage2

 

 

12

调用一系列初始化函数

 lib_arm/board.cstart_armboot函数

13

初始化内存设备

 

14

初始化内存分配函数

 

15

若有NAND,初始化

flash_init

16

若有显示器,初始化

env_relocate

17

若有网络设备,填写IPMAC地址

 

18

进入命令循环,接受用户命令

command/main.c

1:有些过程并不是必需的,以上是针对一般情况。

2:具体的过程分析可借助Source Insight软件对cpu/arm920t/start.s进行分析。

 

 

 

/**************************************************************************************

未完,待续……

***************************************************************************************/

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