2020-01-02 19:11:29 weiqifa0 阅读数 30
  • uboot学习前传-2.1.uboot和系统移植第1部分

    本期课程为uboot学习的前导课程,主要目标是向大家引入uboot并让大家学会使用uboot,包括uboot的工作方式、环境变量、常用命令、uboot和主机的网络连接等。学完本课程将可以使用uboot(虽然还不懂原理)

    11394 人正在学习 去看看 朱有鹏

这篇文章是一个读者昨晚发给我的,文章很长,里面的细节也比较多,但是微信公众号只能发 50000 字的文章,如果想阅读全文。

请发送「 uboot和Linux内核移植 」到公众号后台获取下载链接。


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一、uboot学习前传 1

  • 1.1为什么要有uboot 1

  • 1.1.1.计算机的主要部件 1

  • 1.1.2 .PC机的启动过程 1

  • 1.1.3.典型嵌入式linux系统启动过程 1

  • 1.1.4. android系统启动过程 1

  • 1.1.5.总结:uboot到底是干嘛的 1

  • 1.2 为什么是uboot 2

  • 1.2.1 .uboot从哪里来 2

  • 1.2.2 .uboot的发展历史 2

  • 1.2.3. uboot的版本号问题 2

  • 1.2.4. uboot的可移植性的正确理解 2

  • 1.2.5.总结:时势造英雄,任何牛逼的东西都是时代的产物 2

  • 1.3 uboot必须解决哪些问题 2

  • 1.3.1.能自身开机直接启动 2

  • 1.3.2.能引导操作系统内核启动并给内核传参 2

  • 1.3.3.能提供系统部署功能 3

  • 1.3.4.能进行SoC级和板级硬件管理 3

  • 1.3.5.uboot的生命周期 3

  • 1.4 uboot的工作方式 3

  • 1.4.1.从裸机程序镜像uboot.bin说起 3

  • 1.4.2.uboot的命令行式shell界面 4

  • 1.4.3.掌握uboot使用的2个关键点:命令和环境变量 4

  • 1.4.4.思考:结合ARM裸机部分进行理解和印证 4

  • 1.5 uboot的常用命令 4

  • 1.5.1.类似linux终端的行缓冲命令 4

  • 1.5.2.有些命令有简化的别名 4

  • 1.5.3.有些命令会带参数(注意格式是固定的) 5

  • 1.5.4.命令中的特殊符号(譬如单引号) 5

  • 1.5.5.有些命令是一个命令族(譬如movi) 5

  • 1.5.6.第一个命令:printenv/print 5

  • 1.5.7.设置(添加/更改)环境变量:setenv/set 5

  • 1.5.8.保存环境变量的更改:saveenv/save 5

  • 1.5.9.网络测试指令:ping 6

  • 1.5.10.tftp下载指令:tftp 6

  • 1.5.11.SD卡/iNand操作指令movi 7

  • 1.5.12.NandFlash操作指令nand 7

  • 1.5.13.内存操作指令:mm、mw、md 7

  • 1.6 开发板和主机的ping通 8

  • 1.6.1.开发板运行linux下和主机Windows的ping通 8

  • 1.6.2.开发板运行linux下和虚拟机ubuntu的ping通 8

  • 1.6.3.开发板运行uboot下和主机Windows的ping通 8

  • 1.6.4.开发板运行uboot下和虚拟机ubuntu的ping通 9

  • 1.7 uboot的常用环境变量 9

  • 1.7.1.环境变量如何参与程序运行 9

  • 1.7.2.自动运行倒计时:bootdelay 9

  • 1.7.3.网络设置:ipaddr serverip 9

  • 1.7.4.自动运行命令设置:bootcmd 9

  • 1.7.5.uboot给kernel传参:bootargs 9

  • 1.7.6.新建、更改、删除一个环境变量的方法 10

  • 1.7.7.注意:环境变量更改后的保存 10

  • 1.8 uboot中对Flash和DDR的管理 10

  • 1.8 .1.uboot阶段Flash的分区 10

  • 1.8 .2.uboot阶段DDR的分区 11

二、Shell和Makefile 11

  • 2.1 Shell介绍 11

  • 2.1.1.Shell是什么? 11

  • 2.1.2.shell概指一类编程语言(在shell中用于编写程序的语言) 11

  • 2.1.3.shell脚本的运行机制:解释执行(没有编译和链接的过程) 11

  • 2.2 写shell程序 12

  • 2.2.1.文本编辑器 12

  • 2.2.2.shell程序的运行方法 12

  • 2.2.3.shell程序注意事项: 12

  • 2.2.4.shell不神秘 12

  • 2.3 shell编程学习 13

  • 2.3.1.shell中的变量定义、初始化、赋值和引用 13

  • 2.3.2.shell中无引号、单引号、双引号的区别 13

  • 2.3.3.shell中调用linux命令 14

  • 2.4 shell中的选择分支结构 14

  • 2.5 shell中的循环结构 15

  • 2.6 Makefile基础回顾 17

  • 2.6.1.Makefile的作用和意义 17

  • 2.6.2.目标、依赖、命令 17

  • 2.6.3.通配符%和Makefile自动推导(规则) 18

  • 2.6.4.Makefile中定义和使用变量 18

  • 2.6.5.伪目标(.PHONY) 18

  • 2.6.6.Makefile的文件名 18

  • 2.6.7.Makefile中引用其他Makefile(include指令) 18

  • 2.7 Makefile补充学习 18

  • 2.7.1.Makefile中的注释 # 18

  • 2.7.2.命令前面的@用来静默执行 18

  • 2.7.3.Makefile中几种变量赋值运算符 19

  • 2.7.4.Makefile的环境变量 20

  • 2.7.5.Makefile中的通配符 20

  • 2.7.6.Makefile的自动变量 20

三、零距离体验uboot 20

  • 3.1 X210官方uboot配置编译实践 20

  • 3.1.1.找到官方移植好的uboot(BSP概念) 21

  • 3.1.2.在linux源生目录下配置编译 21

  • 3.1.3.配置 21

  • 3.1.4.编译得到uboot.bin 21

  • 3.2 uboot的源码目录分析 22

  • 3.2.1.九鼎官方uboot和三星原版uboot对比 22

  • 3.2.2.各文件介绍 22

  • 3.2.3.各文件夹介绍 23

  • 3.3 SourceInsight的基本使用 25

  • 3.3.1.为什么要使用SourceInsight 25

  • 3.3.2.建立工程及添加文件 25

  • 3.3.3.解析工程文件 26

  • 3.3.4.常用技巧 26

四、uboot配置和编译过程详解 26

  • 4.1 uboot主Makefile分析 26

  • 4.1.1.uboot version确定(Makefile的24-29行) 26

  • 4.1.2.HOSTARCH和HOSTOS 26

  • 4.1.3.静默编译(50-54行) 27

  • 4.1.4.两种编译方法 27

  • 4.1.5.OBJTREE、SRCTREE、TOPDIR 27

  • 4.1.6.MKCONFIG(Makefile的101行) 27

  • 4.1.7.include $(obj)include/config.mk(133行) 28

  • 4.1.8.ARCH CROSS_COMPILE 28

  • 4.1.9.$(TOPDIR)/config.mk(主Makefile的185行) 29

  • 4.1.10.第一个目标all(主Makefile的第291行) 30

  • 4.2 uboot配置过程mkconfig详解 30

  • 4.3 uboot的u-boot.lds链接脚本 32

五、uboot源码分析1-启动第一阶段 33

  • 5.1 start.S的引入 33

  • 5.1.1. u-boot.lds中找到start.S入口 33

  • 5.1.2. SI中如何找到文件 33

  • 5.1.3. SI中找文件技巧 33

  • 5.2 start.S解析 33

  • 5.2.1.不简单的头文件包含 34

  • 5.2.2.启动代码的16字节头部 34

  • 5.2.3.异常向量表的构建 35

  • 5.2.4.有点意思的deadbeef 35

  • 5.2.5.TEXT_BASE等 36

  • 5.2.6.(107行)CFG_PHY_UBOOT_BASE 36

  • 5.2.8.设置CPU为SVC模式(149行) 36

  • 5.2.9.设置L2、L1cache和MMU 36

  • 5.2.10.识别并暂存启动介质选择 36

  • 5.2.11.设置栈(SRAM中的栈)并调用lowlevel_init 37

  • 5.3 lowlevel_init.S解析 37

  • 5.3.1.检查复位状态 37

  • 5.3.2.IO状态恢复 37

  • 5.3.3.关看门狗 38

  • 5.3.4.一些SRAM SROM相关GPIO设置 38

  • 5.3.5.供电锁存 38

  • 5.3.6.判断当前代码执行位置 38

  • 5.3.7.system_clock_init 39

  • 5.3.8.mem_ctrl_asm_init 39

  • 5.3.9.uart_asm_init 40

  • 5.3.10.tzpc_init 40

  • 5.3.11.pop {pc}以返回 40

  • 5.4 回到start.S解析 40

  • 5.4.1.再次设置栈(DDR中的栈) 40

  • 5.4.2.再次判断当前地址以决定是否重定位 41

  • 5.5 uboot重定位详解 41

  • 5.6 start.S继续解析1 42

  • 5.6.1.关于虚拟地址和物理地址 42

  • 5.6.2.地址映射原理 43

  • 5.6.3.什么是页表(转换表)呢? 43

  • 5.6.4.uboot中虚拟地址映射采用了段模式 43

  • 5.6.5.uboot中的映射页表 46

  • 5.6.6.MMU单元的作用 46

  • 5.6.7.地址映射的额外收益1:访问控制 46

  • 5.6.8.地址映射的额外收益2:cache 46

  • 5.7 start.S继续解析2 47

  • 5.7.1.使能域访问(cp15的c3寄存器) 47

  • 5.7.2.设置TTB(cp15的c2寄存器) 47

  • 5.7.3.使能MMU单元(cp15的c1寄存器) 47

  • 5.7.4.找到映射表待分析 48

  • 5.8 start.S继续解析3 48

  • 5.8.1.再三次设置栈 48

  • 5.8.2.清理bss 48

  • 5.8.3. ldr pc, _start_armboot 48

  • 5.8.4.总结:uboot的第一阶段做了哪些工作 49

六、uboot源码分析2-启动第二阶段 50

  • 6.1.start_armboot函数简介 50

  • 6.1.2.一个很长的函数组成uboot第二阶段 50

  • 6.1.3. 宏观分析:uboot第二阶段应该做什么 50

  • 6.1.4.思考:uboot第二阶段完结于何处? 50

  • 6.2 start_armboot解析1 51

  • 6.2.1. init_fnc_t 51

  • 6.2.2. DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR 51

  • 6.3内存使用排布 52

  • 6.3.1.为什么要分配内存 52

  • 6.3.2.内存排布 52

  • 6.3.3. uboot运行过程中的存储分布图解 52

  • 6.4 start_armboot解析2 53

  • 6.4.1. for循环执行init_sequence 53

  • 6.4.2. int cpu_init(void) 55

  • 6.4.3. int board_init(void) 55

  • 6.4.4. int interrupt_init(void) 57

  • 6.4.5. int env_init(void) 58

  • 6.4.6. int init_baudrate(void) 59

  • 6.4.7. int serial_init(void) 59

  • 6.4.8. int console_init_f(void) 59

  • 6.4.9. int display_banner(void) 59

  • 6.4.10 int print_cpuinfo(void) 60

  • 6.4.11. int checkboard(void) 60

  • 6.4.12. int init_func_i2c(void) 61

  • 6.4.13. int dram_init(void) 61

  • 6.4.14. int display_dram_config(void) 61

  • 6.4.15. CFG_NO_FLASH 61

  • 6.4.16. 初始化堆管理器 mem_malloc_init 62

  • 6.4.17. 开发板独有初始化:mmc初始化 62

  • 6.4.18. env_relocate 62

  • 6.4.19. IP地址、MAC地址的确定 63

  • 6.4.20. int devices_init (void) 63

  • 6.4.21. void jumptable_init (void) 63

  • 6.4.22. console_init_r () 63

  • 6.4.23. void enable_interrupts (void) 64

  • 6.4.24. loadaddr、bootfile两个环境变量 64

  • 6.4.25. board_late_init (void) 64

  • 6.4.26. int eth_initialize(bd_t *bis) 64

  • 6.4.27. x210_preboot_init(void)(LCD和logo显示) 64

  • 6.4.28. check menukey to update from sd 65

  • 6.4.29. main_loop(uboot的归宿) 65

  • 6.4.30. 启动过程特征总结 66

七、uboot源码分析3-uboot如何启动内核 66

  • 7.1 uboot和内核到底是什么 66

  • 7.1.1. uboot是一个裸机程序 66

  • 7.1.2.内核本身也是一个"裸机程序" 66

  • 7.1.3.部署在SD卡中特定分区内 66

  • 7.1.4.运行时必须先加载到DDR中链接地址处 67

  • 7.1.5.内核启动需要必要的启动参数 67

  • 7.2. 启动内核第一步:加载内核到DDR中 67

  • 7.2.1.静态内核镜像在哪里? 67

  • 7.2.2.镜像要放在DDR的什么地址? 67

  1. 3.zImage和uImage的区别联系 67

  • 7.3.1. bootm命令对应do_bootm函数 68

  • 7.3.2. vmlinux和zImage和uImage 68

  • 7.4 zImage启动细节 69

  • 7.4.1. LINUX_ZIMAGE_MAGIC 69

  • 7.4.2. image_header_t 69

  • 7.5 uImage启动 70

  • 7.6 do_bootm_linux函数 70

  • 7.6.1.找到do_bootm_linux函数 70

  • 7.6.2.镜像的entrypoint 70

  • 7.6.3.机器码的再次确定 70

  • 7.6.4.传参并启动概述 70

  • 7.7传参详解 71

  • 7.7.1. tag方式传参 71

  • 7.7.2. x210_sd.h中配置传参宏 71

  • 7.7.3.移植时注意事项 71

  • 7.8 uboot启动内核的总结 71

  • 八、uboot源码分析4-uboot的命令体系 72

    • 8.1 uboot命令体系基础 72

    • 8.1.1.使用uboot命令 72

    • 8.1.2. uboot命令体系实现代码在哪里 72

    • 8.1.3.每个命令对应一个函数 72

    • 8.1.4.命令参数以argc&argv传给函数 72

    • 8.2 uboot命令解析和执行过程分析 72

    • 8.2.1.从main_loop说起 72

    • 8.2.2关键点分析 73

    • 8.3 uboot如何处理命令集1 73

    • 8.3.1.可能的管理方式 73

    • 8.3.2.命令结构体cmd_tbl_t 73

    • 8.3.2. uboot实现命令管理的思路 74

    • 8.4 uboot如何处理命令集2 74

    • 8.4.1. uboot命令定义具体实现分析 74

    • 8.4.2. find_cmd函数详解 75

    • 8.5 uboot中添加自定义命令 76

    • 8.5.1.在已有的c文件中直接添加命令 76

    • 8.5.2.自建一个c文件并添加命令 76

    九、uboot源码分析5-uboot的环境变量 77

    • 9.1 uboot的环境变量基础 77

    • 9.1.1.环境变量的作用 77

    • 9.1.2.环境变量的优先级 77

    • 9.1.3.环境变量在uboot中工作方式 77

    • 9.2.环境变量相关命令源码解析 78

    • 9.2.1. printenv 78

    • 9.2.2. setenv 79

    • 9.2.3. saveenv 80

    • 9.2.4. getenv 80

    • 9.2.5. getenv_r 81

    十、uboot源码分析6-uboot的硬件驱动部分 81

    • 10.1 uboot与linux驱动 81

    • 10.1.2. uboot的虚拟地址对硬件操作的影响 81

    • 10.1.3. uboot借用(移植)了linux驱动 81

    • 10.2 iNand/SD驱动解析 82

    • 10.2.1.从start_armboot开始 82

    • 10.2.2. mmc_initialize 82

    • 10.2.3. cpu_mmc_init 82

    • 10.2.4. smdk_s3c_hsmmc_init 82

    • 10.2.5. s3c_hsmmc_initialize 82

    • 10.2.6. find_mmc_device 83

    • 10.2.7. mmc_init 83

    • 10.2.8. 总结 83

    • 10.2.9. struct mmc 84

    • 10.2.10.分离思想 84

    • 10.2.11.分层思想 84

    十一、uboot的移植1-从三星官方uboot开始移植 84

    • 11.1移植前的准备工作 84

    • 11.1.1.三星移植过的uboot源代码准备 85

    • 11.1.2. SourceInsight准备 85

    • 11.1.3.便捷的文件传输工具sshsecureshell 85

    • 11.2 ubuntu14.04上网及安装openssh 85

    • 11.2.1. ubuntu14.04上网问题 85

    • 11.2.2.搭建openssh环境 86

    • 11.3 移植初体验 86

    • 11.3.1.直接编译三星移植版uboot尝试运行 86

    • 11.3.2.代码分析&问题查找 86

    • 11.4时钟和DDR的配置移植 87

    • 11.4.1.确认时钟部分的配置 87

    • 11.4.2. DDR配置信息的更改 87

    • 11.5 将DDR端口0地址配置为30000000开头 87

    • 11.4.1. DDR初始化参数更改 87

    • 11.4.2. smdkv210single.h中相关宏定义修改 88

    • 11.4.3.虚拟地址映射表中相应修改 88

    • 11.4.4.修改DMC0的配置参数 88

    • 11.4.5.修改修改虚拟地址到物理地址的映射函数 89

    • 11.5 iNand驱动问题的解决 89

    • 11.5.1.先从现象出发定位问题 89

    • 11.5.2.网络搜索解决方案 89

    • 11.5.3.尝试修改代码解决问题 89

    • 11.5.4.推测和实验验证(SD卡和iNand的区别) 90

    • 11.6 一些小问题的修补 90

    • 11.6.1控制台串口更换为串口0 90

    • 11.6.2修改默认网络地址设置 90

    • 11.6.3修改行提示符 91

    • 11.6.1总结 91

    一、uboot学习前传

    1.1为什么要有uboot

    1.1.1.计算机的主要部件

    • (1)计算机系统就是由CPU来做核心进行运行的系统。典型的计算机系统有:PC机(台式机+笔记本)、嵌入式设备(手机、平板电脑、游戏机)、单片机(家用电器像电饭锅、空调)。

    • (2)计算机系统的组成部件非常多 ,不同计算机的组成部件也不同。但是所有的计算机系统运行时都需要的主要核心部件都是3个东西:CPU + 外部存储器(Flash/ 硬盘) + 内部存储器(DDR SDRAM/ SDRAM/ SRAM)。

    1.1.2 .PC机的启动过程

    • (1)典型的PC机的部署:BIOS程序部署在PC机主板上(随主板出厂时就已经预制了),操作系统部署在硬盘上,内存在掉电时无作用,CPU在掉电时不工作。

    • (2)启动过程:PC上电后先执行BIOS程序(实际上PC的BIOS保存在NorFlash),BIOS程序负责初始化DDR内存,负责初始化硬盘,然后从硬盘上将OS镜像读取到DDR中,然后跳转到DDR中去执行OS直到启动(OS启动后BIOS就无用了)。

    1.1.3.典型嵌入式linux系统启动过程

    • (1)嵌入式系统的部署和启动都是参考的PC机的。只是设备上有一些差别。

    • (2)典型嵌入式系统的部署:uboot程序部署在Flash(能作为启动设备的Flash上),OS部署在Flash(嵌入式系统中使用了Flash代替了硬盘),内存在掉电时无作用,CPU在掉电时不工作。

    • (3)启动过程:嵌入式系统上电后先执行uboot,然后ubbot负责初始化DDR、初始化Flash,然后将OS从Flash中读取到DDR中,然后启动OS(OS启动后uboot无用了)。

    总结:嵌入式系统和PC机的启动过程几乎没有两样,只是BIOS成了uboot,硬盘成了Flash。

    1.1.4. android系统启动过程

    • (1)android系统的启动和linux系统(前面讲的典型的嵌入式系统启动)几乎一样。几乎一样意思就是前面完全一样,只是在内核启动后加载根文件系统不同了。

    • (2)可以认为启动分为2个阶段:第一个阶段是uboot到OS启动;第二个阶段是OS启动后到rootfs加载到命令行执行;现在我们主要研究第一个阶段,android的启动和linux的差别在第二阶段。

    1.1.5.总结:uboot到底是干嘛的

    • (1)uboot主要作用是用来启动操作系统内核的。

    • (2)uboot还主要负责部署整个计算机系统。

    • (3)uboot中还有操作Flash等板子上硬盘的驱动。

    • (4)uboot还得提供一个命令行界面供人机交互。

    1.2 为什么是uboot

    1.2.1 .uboot从哪里来

    • (1)uboot是SourceForge上的开源项目

    • (2)uboot项目的作者:是由一个德国人最早发起的

    • (3)uboot就是由一个人发起,然后由整个网络上所有感兴趣的人共同维护发展而来的一个BootLoader

    1.2.2 .uboot的发展历史

    • (1)自己使用的小开源项目。

    • (2)被更多人认可使用

    • (3)被SoC厂商默认支持。总结:uboot经过多年发展,已经成为事实上的业内bootloader标准。现在大部分的嵌入式设备都会默认使用uboot来做为bootloader。

    1.2.3. uboot的版本号问题

    • (1)早期的uboot的版本号类似于这样:uboot1.3.4。后来版本号便成了类似于uboot-2010.06。

    • (2)uboot的核心部分几乎没怎么变化,越新的版本支持的开发板越多而已,对于一个老版本的芯片来说,新旧版本的uboot并没有差异。

    1.2.4. uboot的可移植性的正确理解

    • (1)uboot就是universal bootloader(通用的启动代码),通用的意思就是在各种地方都可以用。所以说uboot具有可移植性。

    • (2)uboot具有可移植性并不是说uboot在哪个开发板都可以随便用,而是说uboot具有在源代码级别的移植能力,可以针对多个开发板进行移植,移植后就可以在这个开发板上使用了。

    1.2.5.总结:时势造英雄,任何牛逼的东西都是时代的产物

    uboot的出现是一种必然,如果没有uboot也会有另一个bootloader来代替。

    1.3 uboot必须解决哪些问题

    1.3.1.能自身开机直接启动

    • (1)一般的SoC都支持多种方式启动,譬如SD卡启动、NorFlash启动、NandFlash启动等……  uboot要能够开机启动,必须根据具体的SoC的启动设计来设计uboot

    • (2)uboot必须进行和硬件相对应的代码级别的更改和移植,才能够保证可以从相应的启动介质启动。uboot中第一阶段的start.S文件就是具体处理了这一块。

    1.3.2.能引导操作系统内核启动并给内核传参

    • (1)uboot的终极目标就是启动内核

    • (2)linux内核在设计的时候,设计为可以被传参。也就是说我们可以在uboot中事先给linux内核准备一些启动参数放在内存中特定的位置然后传给内核,内核启动后会到这个特定的位置去取uboot传给它的参数,然后在内核中解析这些函数,这些函数将来被用来指导linux内核的启动过程。

    1.3.3.能提供系统部署功能

    • (1)uboot必须能够被人借助而完成整个系统(包括uboot、kernel、rootfs等的镜像)在Flash上的烧录下载工作。

    • (2)裸机中刷机就是利用uboot中的fastboot功能将各种镜像烧录到iNand中,然后从iNand启动。

    1.3.4.能进行SoC级和板级硬件管理

    • (1)uboot中实现了一部分硬件的控制能力(uboot中初始化了一部分硬件),因为uboot为了完成一些任务必须让这些硬件工作。譬如uboot要实现刷机必须能驱动iNand,譬如uboot要在刷机时LCD上显示进度条就必须能驱动LCD,譬如uboot能够通过串口提供操作界面就必须驱动串口,譬如uboot要实现网络功能就必须驱动网卡芯片。

    • (2)SoC级(譬如串口)就是SoC内部外设,板级就是SoC外面开发板上面的硬件(譬如 网卡、iNand)

    1.3.5.uboot的生命周期

    • (1)uboot的生命周期就是指:uboot什么时候开始运行,什么时候结束运行。

    • (2)uboot本质上是一个裸机程序(不是操作系统),一旦uboot开始SoC就会单纯运行uboot(意思就是uboot运行的时候别的程序是不可能同时运行的),一旦uboot结束运行则无法再回到uboot(所以uboot启动了内核后,uboot本身就死了,要想再次看到uboot界面只能重启系统。重启并不是复活了刚才的uboot,重启只是uboot的另一生)。

    • (3)uboot的入口和出口。uboot的入口就是开机自动启动,uboot的唯一出口就是启动内核。uboot还可以执行很多别的任务(譬如烧录系统),但是其他任务执行完后都可以回到uboot的命令行下继续执行uboot命令,而启动内核命令一旦执行就回不来了。

    总结 :一切都是为了启动内核。


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    2019-03-27 09:43:29 zwtxy1231010 阅读数 91
    • uboot学习前传-2.1.uboot和系统移植第1部分

      本期课程为uboot学习的前导课程,主要目标是向大家引入uboot并让大家学会使用uboot,包括uboot的工作方式、环境变量、常用命令、uboot和主机的网络连接等。学完本课程将可以使用uboot(虽然还不懂原理)

      11394 人正在学习 去看看 朱有鹏

    转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6859cadf0101k1ce.html

     

    uBoot和Linux内核中涉及到的几个地址参数的理解

     

     

     

    *************************************************

    arch/arm/Makefile   

    //内核运行虚拟地址TEXTADDR = 0xC0008000

    *************************************************

    arch/arm/boot/Makefile       

    //内核加载地址ZRELADDR     = 0x20008000

    *************************************************

    arch/arm/boot/compressed/Makefile

    //自解压程序地址ZTEXTADDR   = 0x00000000

    (linux-2.4.19-rmk7内核的自解压函数gunzip位于

    /lib/inflate.c中,为gzip-1.0.3版本,现在在PC上使用gzip

    函数压缩出来的文件不能被gzip-1.0.3版本的gunzip识别,所以linux-2.4.19-rmk7

    内核自解压的功能等于不能使用,默认值ZTEXTADDR= 0x00000000

    表示不使用。(只能通过uBoot的gunzip解压加载)

    ***********************************************

    //uImage存放地址           = 0x21000000

    ***********************************************

    mkimage -A arm -O linux -C gzip -a 0x20008000 -e 0x20008000 -d linux.bin.gz uImage

     

    这里解释一下参数的意义:  
            -A ==> set architecture to 'arch'
            -O ==> set operating system to 'os'
            -T ==> set image type to 'type'
            -C ==> set compression type 'comp'
            -a ==> set load address to 'addr' (hex)
            -e ==> set entry point to 'ep' (hex)
            -n ==> set image name to 'name'
            -d ==> use image data from 'datafile'
            -x ==> set XIP (execute in place)

     

    -A:CPU类型

    -O:操作系统

    -C:采用的压缩方式

    -a:内核加载地址

    -e:内核入口地址

    ***********************************************

    uBoot的do_bootm(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]);

    函数将检验存放到0x21000000地址处的经过mkimage格式化的uImage数据的头部

    typedef struct image_header {

    uint32_t ih_magic;

    uint32_t ih_hcrc;   

    uint32_t ih_time;   

    uint32_t ih_size;   

    uint32_t ih_load;   

    uint32_t ih_ep;     

    uint32_t ih_dcrc;

    uint8_t ih_os;     

    uint8_t ih_arch;

    uint8_t ih_type;

    uint8_t ih_comp;

    uint8_t ih_name[IH_NMLEN];

    }image_header_t;

    (ih_ep值为0x20008000,ih_load值为0x20008000)

    如果头部各个域值和crc合法,那么do_bootm将调用如下gunzip解压函数对

    0x21000000 +sizeof(image_header_t)地址处的压缩内核进行解压:

    gunzip((void*)ntohl(hdr->ih_load),0x400000,data,(int*)&len);

    1.hdr->ih_load   为输出数据地址0x20008000

    2.0x400000       为gunzip解压输出数据上限值-4M

    3.data           为输入数据地址data=0x21000000 +sizeof(image_header_t);

    4.Len            为输入数据长度len = ntohl(hdr->ih_size );

                       解压完成后将会存储解压后数据的实际大小

    压缩的Linux内核文件uImage,经由gunzip解压函数后,通过

    do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,addr, len_ptr, verify);

    函数向Linux内核传递内核运行所需的5个参数

    kernel = (void (*)(bd_t *, ulong, ulong, ulong, ulong))hdr->ih_ep ;

    1.hdr->ih_ep     为0x20008000

     

    (*kernel) (kbd, initrd_start, initrd_end, cmd_start, cmd_end);

    这样完成了Linux系统启动所需要5个参数的传递,至此uBoot的工作已经结束,Linux将在0x20008000地址处正式运行。

    http://fangjian0518.blog.163.com/blog/static/55919656201122593331584/

     

    编译完内核之后,会产生zImage,而把它直接导入0x30008000,会出现 Bad Magic Number.

        查明是需要将内核加一个0x40大小的头,由mkimage工具来添加.mkimage在编译u-boot时在u-boot-1.1.6/tools下生成,可以为编译的内核添加头信息的.在bootm命令中会解析这个头,获得参数.zImage在编译内核时,在arch/arm/boot目录下生成。我们需要把zImage用mkimage工具处理一下。

    mkimage 参数的意义如下:

            -A == set architecture to 'arch'

            -O == set operating system to 'os'

            -T == set image type to 'type'

            -C == set compression type 'comp'

            -a == set load address to 'addr' (hex)

            -e == set entry point to 'ep' (hex)

            -n == set image name to 'name'

            -d == use image data from 'datafile'

            -x == set XIP (execute in place)

        首先可以把zImage 拷贝到 u-boot-1.1.6/tools目录下,在此目录下,执行如下命令:

    ./mkimage -n 'linux-2.6.26' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30007fc0 -e 0x30008000 -d zImage uImage

    输出信息如下:

    Image Name:   linux-2.6.26

    Created:      Tue Jul 28 18:50:26 2009

    Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

    Data Size:    1655648 Bytes = 1616.84 kB = 1.58 MB

    Load Address: 0x30007FC0

    Entry Point:  0x30008000

    可以看出加载地址是 0x30007fc0,而入口地址是 0x30008000.

    GEC2410 # tftp 30008000 uImage

    TFTP from server 192.168.0.50; our IP address is 192.168.0.100

    Filename 'uImage'.

    Load address: 0x30008000

    Loading: #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             ################################################################

    done

    Bytes transferred = 1655712 (1943a0 hex)

    GEC2410 # bootm 30008000

    ## Booting image at 30008000 ...

       Image Name:   linux-2.6.26

       Created:      2009-07-28  10:50:26 UTC

       Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

       Data Size:    1655648 Bytes =  1.6 MB

       Load Address: 30007fc0

       Entry Point:  30008000

       Verifying Checksum ... OK

    OK

     

    Starting kernel ...(卡死在这儿了)

     

    GEC2410 # tftp 30008000 uImage

    TFTP from server 192.168.0.50; our IP address is 192.168.0.100

    Filename 'uImage'.

    Load address: 0x30008000

    Loading: #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             ################################################################

    done

    Bytes transferred = 1655712 (1943a0 hex)

    GEC2410 # bootm 30007fc0

    ## Booting image at 30007fc0 ...

    Bad Magic Number

     

    GEC2410 # tftp 30007fc0 uImage

    TFTP from server 192.168.0.50; our IP address is 192.168.0.100

    Filename 'uImage'.

    Load address: 0x30007fc0

    Loading: #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             ################################################################

    done

    Bytes transferred = 1655712 (1943a0 hex)

    GEC2410 # bootm 30008000

    ## Booting image at 30008000 ...

    Bad Magic Number

    GEC2410 #

     

    GEC2410 # tftp 0x30007fc0 uImage

    TFTP from server 192.168.0.50; our IP address is 192.168.0.100

    Filename 'uImage'.

    Load address: 0x30007fc0

    Loading: #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             #################################################################

             ################################################################

    done

    Bytes transferred = 1655712 (1943a0 hex)

    GEC2410 # bootm 30007fc0

    ## Booting image at 30007fc0 ...

       Image Name:   linux-2.6.26

       Created:      2009-07-28  10:50:26 UTC

       Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

       Data Size:    1655648 Bytes =  1.6 MB

       Load Address: 30007fc0

       Entry Point:  30008000

       Verifying Checksum ... OK

       XIP Kernel Image ... OK

     

    Starting kernel ...

     

    Uncompressing Linux............................................................................................................ done, booting the kernel.

    ………………….

    (一大堆信息)

    从上面可以看出,tftp下载的地址和bootm引导的地址是同一个地址,且是mkimage的参数 -a 的地址,即加载地址,而不是入口地址。

     

    ./mkimage -n 'linux-2.6.26' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -d zImage uImage

    Created:      Tue Jul 28 19:21:15 2009

    Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

    Data Size:    1655648 Bytes = 1616.84 kB = 1.58 MB

    Load Address: 0x30008000

    Entry Point:  0x30008000

    入口地址和加载地址一样的时候,

    我在做这个尝试的时候,导致开发板重启……。

     

    现在能正确引导内核啦,但是GEC2410的网卡芯片是CS8900A的芯片,要能正确的启动Linux系统,还必须添加CS8900A的驱动……

    http://blog.chinaunix.net/uid-20754930-id-1877575.html

    2013-05-07 20:14:36 teamossp 阅读数 374
    • uboot学习前传-2.1.uboot和系统移植第1部分

      本期课程为uboot学习的前导课程,主要目标是向大家引入uboot并让大家学会使用uboot,包括uboot的工作方式、环境变量、常用命令、uboot和主机的网络连接等。学完本课程将可以使用uboot(虽然还不懂原理)

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     uboot和linux机器码说明 2012-02-07 09:06:41

    分类: LINUX

     

    这篇文章从网上down下来的,不知道原作者是谁了,不想侵权,就是贴出来给像我一样的菜鸟一些帮助,在此感谢原作者,希望原作者看到可以留言,如果您感觉侵权我会将帖子删除。
    uboot和linux机器码说明
    启动u-boot后,用bootm命令来引导内核(执行bootm 0x30008000),但是执行后,卡住了,无法启动内核,现象如下:
    Starting kernel ...
    Uncompressing Linux.............................................................
    Error: unrecognized/unsupported machine ID (r1 = 0x000000c1).
    Available machine support:
    ID (hex) NAME
    000000** ****
    从这里的提示信息可知,是u-boot的机器码和linux的不相同造成的,u-boot是0x000000c1(193),内核是0x000000**。大多数都是修改的linux内核的机器码,让它们一致即可。
    先看u-boot的机器码和linux的机器码是在什么地方决定的。
    1、u-boot的机器码是在u-boot的board/fs2410/fs2410.c文件里决定的:
    gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410;
    参照查看u-boot的include/asm-arm/mach-types.h文件,有:
    #define MACH_TYPE_SMDK2410 193
    这就是我们上面看到r1 = 0x000000c1(193)的原因。
    2、而linux内核的机器码是由arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c下面的MACHINE_START(SMDK2410, "SMDK2440")中的第一个参数SMDK2410(关键字)决定的:
    MACHINE_START(SMDK2410, "SMDK2410")
    .phys_io = S3C2410_PA_UART,
    .io_pg_offst = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
    .boot_params = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,
    .map_io = smdk2410_map_io,
    .init_irq = s3c24xx_init_irq,
    .init_machine = smdk2410_init,
    .timer = &s3c24xx_timer,
    MACHINE_END
    参照查看内核目录下的arch/arm/tools/mach-types.h文件,有:
    smdk2410 ARCH_SMDK2410 SMDK2410 193
    只要保持两个文件(u-boot的board/fs2410/fs2410.c与linux内核的arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c)参照对象的码值一样就可以了!
    2018-11-16 10:09:38 Egean 阅读数 467
    • uboot学习前传-2.1.uboot和系统移植第1部分

      本期课程为uboot学习的前导课程,主要目标是向大家引入uboot并让大家学会使用uboot,包括uboot的工作方式、环境变量、常用命令、uboot和主机的网络连接等。学完本课程将可以使用uboot(虽然还不懂原理)

      11394 人正在学习 去看看 朱有鹏

    1. 介绍

    最近在移植uboot的时候我想根据当前的.config文件创建自己的defconfig文件到configs/目录中,开始以为是直接拷贝.config文件然后重命名即可,然后想了想uboot的Makefile文件中应该是有这个功能的,但是百度时没有人提到,最后翻墙用google终于发现确实有这个功能,于是在这里记录一下。

    2. 使用make命令创建defconfig文件

    总结一下现在的情况:在移植uboot时,我们通常是从一个已有的相近的板子上移植,所以开始是make xxx_defconfig,此时会在源码目录下多出一个.config的配置文件;在移植过程中可能会对当前的配置进行一些修改,一般在使用make menuconfig修改,此时再重新编译时.config文件已经改变了;当我移植完成时需要将当前的配置生成一个新的defconfig文件加入到configs/目录中。此时执行:

    make savedefconfig
    

    即可在源码目录生成当前的defconfig文件。

    3. 总结

    因为uboot是仿照linux kernel开发的,所以linux kernel中能够使用的make命令子在uboot中一般都能使用。
    最后使用make help命令可以查看当前所有能够使用的make命令。

    2011-06-14 15:35:00 lahnet 阅读数 1287
    • uboot学习前传-2.1.uboot和系统移植第1部分

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