U-BOOT移植心得

最近跑完裸機之後，便開始跑系統，但想著裸機與系統之間隔著個Bootloader，反正以前也沒怎麼深入研究，便說花一到兩周時間來搞搞U-BOOT。

　　參考了fzb和趙春江兩位大牛的，也研究了2010.06版本的 和2011.06版本兩個經典版本，也對比了TQ（我買的板是天嵌的）自己寫的U-BOOT，學到了不少，也發現了很多東西，以下便記錄以下自己的心得吧，以便以後可以自己參考下。

　　U-BOOT的兩個階段啟動過程：（2010.06經典版來說）

　　第一階段：start.S的路徑位於arch\arm\cpu\arm920t\這段彙編代碼一般被稱作第一階段初始化代碼。主要作用是初始化運行環境；初始化記憶體；重新放置UBOOT代碼到記憶體中；跳入到記憶體中執行第二段初始化代碼

　　1、 關閉開門狗，屏蔽所有中斷

　　2、 設定分頻比

　　3、 bl cpu_init_crit() 關MMU，初始化記憶體

　　bl lowlevel_init() 配置記憶體，修改記憶體重新整理率參數等

　　4、 relocate 判斷當前代碼是在NORFLASH還是RAM

　　copy_loop迴圈 將FLASH代碼複製至RAM中

　　5、 stack_setup 棧設定

　　clear_bss _bss_start到_bss_end之間的資料清0

　　6、 ldr pc , start_armboot 跳轉到第二階段

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　　第二階段：board.c的路徑位於arch/arm/lib/board.c，這段代碼為U-BOOT的第二階段初始化代碼。主要作用是初始化兩個重要資料結構，對SDRAM的記憶體配置設定，對各種需要用到的外設進行初始化，最後迴圈跳入main_loop()函數

　　二階段start_armboot分為board_init_f 和 board_init_r兩部分

　　先執行的board_init_f部分：

　　1、為gd資料結構分配地址，並清零

　　2、執行init_fnc_ptr函數指標數組中的各個初始化函數，如下

　　board_early_init_f , timer_init , env_init init_baudrate serial_init

　　console_init_f display_banner dram_init

　　3、A、 分配SDRAM高64KB為TLB，用於U-BOOT

　　B、分配SDRAM下一單元為U-BOOT程式碼片段，資料區段，BSS段

　　（這裡插一句，原來BSS段是用來存放未初始化的全域變數與靜態變數）

　　C、接著開闢malloc空間，存bd , gd , 3個字大小的異常堆空間

　　4、將relorate的地址值賦給gd結構體相應變數（2011.06版本的，用於返回start.S）

　　後執行的board_init_r部分：

　　1、對gd , bd 資料結構賦值初始化

　　2、各種外設初始化：

　　初始化NORFLASH, NANDFLASH, 初始化ONENAND FLASH

　　初始化環境變數 初始化PCI 設定IP地址 初始化各類外設:IIC、LCD、鍵盤、USB 初始化控制台 建立IRQ中斷堆棧 初始化乙太網路

　　初始化跳轉表（定義了U-Boot中基本的常用函數庫）。。這不算外設

　　3、一個死迴圈執行 main_loop()函數

　　/**********************************

　　兩個版本的U-BOOT啟動對比：

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

　　其實在總體上都差不多，只不過相對於經典版（2010.06版），新版之後都變噁心了

　　主要有這樣的區別：

　　1、原版本第一階段的第5步棧設定被放到第4步relorate前（這個沒什麼）

　　2、原版第二階段的board_init_f被放到第一階段第4步relorate前，就是說執行完

　　stack_setup 棧設定後變進入了第二階段的部分初始化，然後通過4、將relorate的地址值賦給gd結構體相應變數（2011.06版本的，用於返回start.S）又返回來第一階段。。。感覺新版改後很亂，很沒條理（開源的每年改，就是煩呀，哈哈）

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　　以下列出兩個階段可能要用到的函數的路徑，方便以後找：(按2011.06版本)

　　一階段：

　　lowlevel_init函數，它是在board/samsung/smdk2410目錄下的lowlevel_init.s檔案中定義

　　二階段：

　　gd是一個儲存在ARM的r8寄存器中的gd_t結構體的指標，它是在/include/asm目錄下的global_data.h檔案內被定義的

　　bd結構體的資料原型為bd_t資料結構，它表示的是“板級資訊”結構體，它是在/include/asm目錄下的u-boot.h檔案中定義的。

　　init_fnc_ptr函數指標數組中的各個初始化函數：

　　board_early_init_f函數在board/samsung/smdk2410目錄下的smdk2410.c檔案內timer_init函數在arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0目錄下的timer.c檔案內

　　env_init函數在common目錄下的env_flash.c檔案內

　　init_baudrate函數在arch/arm/lib目錄下的board.c檔案內

　　serial_init函數在drivers/serial目錄下的serial_s3c24x0.c檔案內，在include/configs/smdk2410.h中定義了CONFIG_S3C24X0_SERIAL

　　console_init_f函數在common目錄下的console.c檔案內

　　display_banner函數在arch/arm/lib目錄下的board.c檔案內

　　dram_init函數在board/samsung/smdk2410目錄下的smdk2410.c檔案內

　　各種外設的初始化：

　　flash_init函數是在drivers/mtd目錄下的cfi_flash.c檔案內（因為include/configs/smdk2410.h中定義了CONFIG_FLASH_CFI_DRIVER）

　　nand_init函數是在divers/mtd/nand目錄下的nand.c檔案內定義的

　　env_relocate函數是在common目錄下的env_common.c檔案中定義的

　　stdio_init ()在common目錄下的stdio.c檔案中定義的

　　jumptable_init ()在common目錄下的exports.c檔案中定義的

　　console_init_r ()是在common目錄下的console.c檔案中定義的

　　interrupt_init () enable_interrupts ()都是在arch/arm/lib目錄下的interrupts.c檔案中定義

　　eth_initialize()函數是在net目錄下的eth.c檔案的第209行至第298行定義的

　　main_loop()在common目錄下的main.c檔案內定義的

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　　天嵌與自己移植的U-BOOT的差別分析和領悟

　　先列出天嵌公司裡研發人員寫的 和 我們自己移植（小移植）的最大不同：

　　對比了一下，發現最大的不同在於common/main.c檔案中，即在兩階段啟動過程基本一樣

　　不同點：（行數按天嵌版本的）

　　abortboot()函數（在main_loop()中被調用）

　　Ln239: printf ( “ Press Space key to Download Mode ! ” ) ;

　　Ln303 :在檢測是否 a key press 時,加入了顯示LOGO程式：embedsky_tq_logo();

　　main_loop()函數

　　Ln 381: LCD初始化程式

　　Ln481 :分支選擇 下載 OR 載入 模式：if ( BootFrmNORFLASH() )

　　run_command (“menu”,0 );

　　else

　　{

　　Printf (“ Booting Linux \n ”);

　　run_command (“boot_zImage”,0 );

　　}

　　解析一下：

　　前面幾點都是關於LCD和LOGO顯示的不多說（因為自己移植是沒弄到LCD的移植）

　　說一下main_loop()函數中Ln481 :分支選擇 下載 OR 載入 模式

　　首先，run_command 這個是執行命令函數，一看名字就知道，也是在/common/main.c中定義的

　　說說最重要的“menu”和“boot_zImage”吧

　　1、 If從NORFLASH進行啟動，則為下載模式，則執行menu()這個函數，在/common/cmd_menu.c中定義

　　開啟cmd_menu.c檔案會發現，裡面都是一些串口選項列表，我們開啟2440電摘要搜索的下載列表都是從 main_menu_usage()函數中列印出來的，而選擇的項又通過menu_shell()通過控制台執行各種我們的選項，每個選項的如何執行過程都列得很清楚，感覺就像跑裸機時，自己按照fzb的串口控制台弄出來一樣

　　2、 Else 從NANDFLASH進行啟動， 則為載入模式，進行LINUX系統的配置和啟動。

　　在lib_arm /boot_zImage.c 檔案：裡的boot_zImage( )函數

　　函數執行的內容大概如下：

　　1、 copy kernel image

　　2、setup linux parameters

　　3、get machine type

　　4、GO -> call-linux

　　對比後的一些感悟：

　　雖說自己也跟著移植過U-BOOT，也能建立自己的板級支援包，能實現基本的串口控制台，NAND OR NOR FLASH，DM9000網路，JFFS2檔案系統等準系統，但比起天嵌這個，能下載 和 載入 模式，還是有很多不足

　　所以說，自己移植只是感覺其中的方法，領悟之後還是在天嵌的基礎上再加進一步移植吧，感覺沒必要從頭到尾都自己搞一遍，方法懂了，架構熟悉了就好

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　　移植過程的一個簡單舉例：

　　因為移植很多都是基於smdk2410來改的，首先要對2410和2440的區別有一定瞭解，再者就是自己在裸機上是編寫過改外設的驅動的，這樣移植起來就比較舒服，不會說什麼都跟著做，感覺很虛，學不到東西。

　　就舉讓U-BOOT支援NANDFLASH的讀寫

　　1、 先是在總的宏定義標頭檔中加上你外設所需的宏定義

　　總的宏定義路徑為 /include /configs / XX.h/ (最後這個.h檔案一般是以板的名稱命名)

　　添加宏定義，如：#define CONFIG_NAND_BASE 0

　　。。。 等等

　　那怎麼知道添加什麼宏定義呢？一般來說看對外設初始化函數，和U-BOOT二階段啟動函數要用到哪些就定義哪些。。。

　　2、 改相應的初始化函數:如board_nand_init函數和s3c2440_hwcontrol函數

　　因為U-BOOT裡初始化函數基本基於2410的，而2440的NAND配置參數和它不同，需要改部分地方

　　3、 添加初始化函數到第二階段board_init_r處，一般來說基本外設都已添加了，看你是否定義宏來讓其編譯這函數

　　移植一些規律總結：

　　其實多移植幾次就會發現，UBOOT的移植修改還是遵循著一定的規律。即是先在配置標頭檔中開啟相關宏定義支援，在到板級初始化（一般是第二階段初始化過程）代碼中添加需要支援功能的初始化函數。

　　如果初始化函數對應的板版本不相容或不存在，就要自己編寫了。

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　　最後，說說U-BOOT的編譯吧

　　說到編譯，建議去看《從庖丁解牛說uboot如何編譯》，說得很好。

　　而說到編譯的執行過程，建議看看

　　http://hi.baidu.com/serial_story/blog/item/871fc30311670783d53f7c74.html

　　《詳細分析make uboot 最後的編譯連結的具體執行過程》

　　最後談談編譯不通過的問題，如果是內部自己程式出錯，可以通過提示資訊查出

　　如果是出現ERROR一百多個，或者什麼arm-linux-ld的問題，那應該是編譯器版本不相容問題，建議換換新的版本或更舊的版本再試試。

　　好，到這裡算是可以繼續下一步系統的移植和驅動的編寫了，而最近503的肥仔說想了個有關投影儀與網路攝影機的項目想做，剛好我對影像處理這方面比較感興趣，而且覺得他創意很好

　　可能去做了哦，GO

　　頭很暈，歇幾天啦~~