NAND 的初始化 : 环境变量 :env_relocate () 环境变量从哪里来 : 以上经过如下 : 分析 :uboot 启动内核 : 从 flash 上读出内核 启动 即 : UBOO

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1 网名 鱼树 的学员聂龙浩, 学习 韦东山 Linux 视频第 2 期 时所写的笔记很详细, 供大家参考 也许有错漏, 请自行分辨 目录 UBOOT 配置过程 先创建了链接文件 : 创建 config.mk 这个文件 : 创建开发板相关的头文件 : UBOOT 编译过程 举例说明 : 总结 : UBOOT 命令实现 按上面的分析, 增加一个 hello 命令, 使其打印 hello world: 按 Cmd_bootm.c 中的结构来写 在 Cmd_bootm.c 中有 : 仿照着定义一个 U_BOOT_CMD 宏 (Cmd_bootm.c 有类似的 ) 总结 : UBOOT 第一阶段系统初始化 硬件相关初始化 : 初始化 : 若程序很大, 还要将程序从 NAND 拷贝到 SDRAM 中去 要设置栈 (sp), 因为要调用 C 函数时, 必须用到栈 UBOOT 运行的第一个文件是 :cpu/arm920t/start.s( 从程序的链接脚本中知道 ). 28 下面是 Clock_init 函数 ( 初始化时钟 ): 以上过程如下 : uboot 第二阶段 从 flash 拷贝代码到 SDRAM 中的函数 : 判断从 NOR 还是 NAND 启动 : 第二阶段启动内核过程 单板初始化 : 要从 FLASH 读出内核 : Board.c 中有如下初始化 :... 44

2 NAND 的初始化 : 环境变量 :env_relocate () 环境变量从哪里来 : 以上经过如下 : 分析 :uboot 启动内核 : 从 flash 上读出内核 启动 即 : UBOOT 基本命令 一, 下载文件 : , 通过 TFTP 下载文件 : ,loadb : 通过串口下载二进制文件 二, 内存操作 : , 显示内存内容 : , 修改内存中内容 : 三,Flash 操作 : ,flinfo 查看 FLASH 盲区信息 : , protect Flash 写保护 : ,erase 擦除 flash 扇区 : ,cp 数据拷贝 : , 程序的执行 : 四, 开发板信息 : ,bdinfo : 显示开发板信息 五, 自动启动 : , 设置自动启动 : 如要烧写一个测试程序, 可以如下 : , 烧写内核 : , 文件系统 : U-BOOT 的常用命令详解 : bootm bootp cmp cp crc echo erase flinfo go minfo loadb loads mw nfs... 61

3 15 nm printenv protect rarpboot run setenv sleep tftpboot NFS: 下载内核与挂载文件系统 一 系统网卡设置 : , 还回口 : , 以太网接口 : 二,LINUX 中 NFS 支持设置 : ,IP 地址的设置 : , 安装 NFS : , 配置 NFS 挂载环境 :Vim /etc/exports , 重启 NFS 服务 : 开启 NFS 服务并关闭系统防火墙 , 测试挂载共享目录的状态 : ,UBOOT 下载内核 : , 通过 "UBOOT" 下载 uimage linux 内核 : , 开发板 UBOOT 挂接 NFS 文件系统 : 三, 可能遇到的问题 : , NETDEV WATCHDOG: eth0: transmit timed out 错误 ( 网卡已工作了 ): 一, 由于我用的并不 100ask 的标准 2440 开发板, 所以曾经遇到过的错误 : 二, 设置 NFS 挂载 : 三, 配置 UBOOT 内核启动方式 :... 72

4 UBOOT 配置过程 单片机程序 UBOOT 补丁文件中修改过的代码表示 : --- 表示是原来代码 ,0 - 表示没有修改过的代码 ; + 表示修改后的代码原来代码的从 34 行始, 往下共 6 行 修改之后的代码也是从 34 行始, 但修改完后是往下 8 行 原来的 6 行是 1,2,3,6,7,8 行 中间 4,5 两行前面有 + 表示增加的内容 补丁打到哪里去 : 显示是打到 u-boot-1.1.6/cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c 这个原代码中去 打补丁时一般已经是进到 u-boot 这个目录下了, 所以 path 时便忽略去目录 u-boot 用到参数 -p1 是指忽略去第一个 / UBOOT 命令 : print : 打印出环境变量 set bootdelay 10 : 设置 倒数计时 为 10 秒 加 save 命令保存,reset 重启后可见到 倒数计时 UBOOT 目标是启动内核 : 从 flash 上读出内核到 SDRAM 中去 启动内核 硬件相关的初始化 : 关 看门狗 初始化时钟 初始化 SDRAM 从 FLASH 读出内核 启动内核 增强功能 : 烧写 FLASH( 从网卡或从 USB) 串口 ( 通过串口写命令 ) 1, 读 flash: 2, 初始化 SDRAM: 初始化时钟, 单板上电后是以 12M 运行的 ( 晶振为 12M) 初始化串口 为开发方便要写 flash 功能 ( 通过网络或 USB 烧镜像到单板上 ).

5 3, 启动内核 : UBOOT 的源码中的 README 中说要先配置再编译 1. 先配置 make xx_config: 在 Makefile 中搜索 100ask24x0_config 2.make make 100ask24x0_config 时相当于执行 $(@:_config=) arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 将其中的变量替换出来 : 是指 make 时不输出 make 信息 ( 开头, 则 该行命令的输出被抑制 ) $(MKCONFIG) 变量表示 MKCONFIG 的 mkconfig 文件 ) := $(SRCTREE)/mkconfig( 从名字上知是源码树下 确实有这个文件 这时上面就变成 : mkconfig $(@:_config=) arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 $@ 是指表示目标, 即 :100ask24x0_config _config= 就替掉换 $@ 目标中 _config 这部分为空 (_config= 后是空 ) 则 $(@:_config=) 就表示 100ask24x0 变量中有个高级用法,$(var:a=b), 意思为把变量 var 中所有 a 字串结尾的 a 替换成 b 字串 由上推断 :$@=smdk2410_config, "_config=" 意为 _config 等于空字符, 也就相当于把 _config 结尾的字符串用空字符替代, 即删除 就是将 $@ 中的 _config 替换为空, 也就是删掉目标中 _config 这个子串 这样整体就变成 mkconfig 100ask24x0 arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 则最后 : make 100ask24x0_config 便相当于执行下面这个脚本 : mkconfig 100ask24x0 arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 打开 mkconfig shell 脚本文件 :

6 这是分析它 ( 指 mkconfig 传进来的参数 ) 传入的参数 1, 有没有 --,-a,-n 或 * 参看脚本命令和参数发现都没有, 则这 8 行可以去掉 mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 参 0($0) 参 1($1) 参 2($2) 参 3($3) 参 4($4) 参 5($5) 参 6($6) ===> 相当于 BOARD_NAME=100ask24x0 如果 BOARD_NAME 已经定义了 就不执行 BOARD_NAME="$1" 若没定义则执行 BOARD_NAME="$1 或 的关系 而之前 可见 BOARD_NAME 是空的, 故这里执行 :BOARD_NAME="$1" LINUX 脚本中, 用 $0 表示第一个参数或命令 $# 表示参数的个数 这里除去命令外, 看上面参数是 6 个 ($1-6). 这里是说参数小于 4 个 则退出, 参数大于 6 个也是退出 mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 这是我们的命令和参数, 显然不会退出 故这两条也可以去除 接着打印一句话 : 在终端操作时可见 :

7 "$SRCTREE"!= "$OBJTREE" 源码树与 OBJ 树是否相等 从 Makefile 中可知相等 : OBJTREE := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR)) 意思是 : 若定义了 BUILD_DIR 则 OBJTREE 就等于 BUILD_DIR, 若没定义 BUILD_DIR, 则 OBJTREE 等于 当前目录 CURDIR ( 当前目录 ) 而在 Makefile 中,BUILD_DIR 没定义 : 是在命令行中定义 这里使用了函数 origin 它只是获取此变量 ( 参数 ) 相关的信息, 告诉我们这个变量的出 处 ( 定义方式 ) 函数 origin 返回值有几种, 若返回是 command line 时, 表示 origin 的变量 VARIABLE 在命令行中定义 这里表示变量 o 是在 命令行 中定义 所以上面 OBJTREE" 等于 CURDIR ; 而 SRCTREE 也等于 CURDIR 则这里因为二者相等 "$SRCTREE"!= "$OBJTREE" 是不成立的 则执行 else 分支 进入 UBOOT 当前的 include 目录删除 asm 文件 最后做一个 链接 文件, 链接文件叫 asm $2 是 arm ln -s asm-arm asm 链接文件 asm 指向 asm-arm.

8 make 100ask24x0_config 后的 UBOOT 源码中确实如下做了链接 include 目录下有很多 asm 不同架构的目录 这样临时生成的原因是避免每次都要配置 如 #inclue <asm-arm/type.h> 是包含 arm 下的 type.h 头文件, 若是 #include <asm-i386/type.h> 是包含 i386 架构下的 type.h 头文件 这样临时建立链接文件到相应的架构下 这样直接写成 #include <asm/type.h> 即可, 到时用到哪个架构下的 type.h 则, 直接 ln -s arm-$( 参数位置 ) asm 这样指向某个架构即可 if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; 如果 $6 第 6 个参数 s3c24x0 为空 ( -z ), 或 ( -o ) 等于 NULL, 这里显然不为空也不为 NULL 这时执行 else 分支 ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch LNPREFIX 没有定义, 在 mkconfig 和 Makefile 中都没有 即为空 这句话即 : ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch 首先是在 asm-arm 目录下建立 arch 链接文件, 它指向 arch-s3c24x0, 验证如下 : 若 $2 等于 arm, 这里刚好成立, 则执行下面的两条命令 建立一个链接文件 : ln -s proc-armv asm-arm/proc, 链接文件名是 asm-arm 目录下的 proc 下面生成 config.mk 配置文件 :

9 从注释知道这是创建一个配置文件, 是 config.mk 文件 > 尖括号表示新建一个文件 表示追加内容到文件 mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 参 0($0) 参 1($1) 参 2($2) 参 3($3) 参 4($4) 参 5($5) 参 6($6) echo "ARCH = $2" > config.mk echo "CPU = $3" >> config.mk echo "BOARD = $4" >> config.mk 这 3 条语句最后创建了文件 config.mk, 其内容是 : ARCH = arm CPU = arm920t BOARD = 100ask24x0 [ "$5" ] && [ "$5"!= "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk 意思是 :$5 第 5 个参数存在, 并且这个参数不等于 NULL 时, 则再增加一个内容到 config.mk 文件中去 这里 $5 第 5 个参数存在却等于 NULL, 则是 : VENDOR = $5 不用加到配置文件 config.mk 中去 [ "$6" ] && [ "$6"!= "NULL" ] && echo "SOC = $6" >> config.mk $6 第 6 个参数存在并且要求 $6 不等于 NULL 时, 就添加内容 SOC=$6 到配置文件中去 即加 SOC = s3c24x0 到 config.mk 中去 可见完全和配置的一样 创建单板相关的头文件 :

10 定义了变量 APPEND=no 故条件不成立, 执行 else 部分 意思是新建一个文件 config.h,> 尖括号 就是创建新文件, 这个文件的内容是下面 echo 追加到里面去的内容 显然 100ask24x0.h 是我们的源码要用到的文件, 这个头文件是配置支持哪些东西, 如支持 哪些命令 总结 make 100ask24x0_config 所做的事情 : 1. 先创建了链接文件 : 2. 创建 config.mk 这个文件 :

11 3. 创建开发板相关的头文件 : 这 4 个结果可以知道, 要在 Board 目录下新建一个开发板 <board_name> 的目录, 则在 include/config 目录下也要建立一个文件 <board_name>.h, 里在存放的就是开发板 <board_name> 的配置信息

12 Uboot 编译过程 编译 : 直接 make 还是分析 Makefile 文件 ( 从头看起 ) 包含 include 目录下的 config.mk 文件 这个文件是就 makd 100ask24x0_config 与 mkconfig 文件一起生成的 include/config.mk 中定义的东西在 Makefile 中用的到 这就是配置过程和编译过程整合一起的 这里是包含了 include/config.mk 配置文件后,export 导出 ARCH CPU BOARD VENDOR SOC 这 5 个平台相关的变量 在 Makefile 中,export 是导出给下级的 Makefile 用 接着就根据上面包含的 config.mk 中的 ARCH=arm 信息匹配这行, 没有定义交叉编译器, 则要定义它 如果等于 ifeq: 如果 ARCH 变量的值等于 arm 时, 则交叉编译器是 arm-linux-. OBJS 很重要 这里从上分析知 $(CPU) 是 arm920t. 由于 start.s 是我们启动代码, 所以首先编译.OBJ=cpu/arm920t/start.o 这个 addprefix 是将 OBJS 赋值给 obj 如下 : $(addprefix src/,foo bar) 结果 :src/foo src/bar 有了两个文件 这是添加静态库 替换其中的变量可知 :

13 举例说明 : 意思是将 cpu/arm920t 目录下的所有涉及到的文件编译好后, 打包成一个库文件 libarm920t.a LIBS 的意思便是打包成库 make 编译时, 若不指定目标, 则 make 就找第一个目标去生成这个目标 all 是这里的第一个目标 这终的目的是要生成 u-boot.bin 这个二进制文件, 则找到这个目标, 找它的依赖, 一 级一级找下去 u-boot 这个 ELF 格式的文件又依赖于下面这些文件 : cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $( OBJS) \ 进入 $(LNDIR) 目录,$(LD) 进行链接,$(LDFLAGS) 这是链接的参数 $$UNDEF_SYM $( OBJS) 这是所有的.o 文件 --start-group $( LIBS) 所有的库 --end-group $(PLATFORM_LIBS)-Map u- boot.map -o u-boot 分析 Makefile, 将它们一一展开 另一种方法可以清楚的知道它们做了什么 在 UBOOT 顶层目录执行 make 后, 可以见到执行过程, 最下面有这个详细的展开文件

14 cd /work/arm920t/sourcecode/u_boot/u-boot && 这是进入 $(LNDIR) arm-linux-ld -Bstatic -T /work/arm920t/sourcecode/u_boot/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/u-boot.lds - Ttext 0x33F80000 这是链接,-T, 链接了链接脚本 u-boot.lds, 还链接了个代码段的基地址 -Ttext 0x33F80000 这个链接文件依赖于: 1. 上面这个链接脚本 : -T /work/arm920t/sourcecode/u_boot/u-boot /board/100ask24x0/u-boot.lds -Ttext 0x33F 另一个就是依赖下面的源材料 :.o 和.a 的文件 这些源材料如何组织成一个 UBOOT 哪个放在最前面 这要看链接脚本:u-boot.lds 下面这些是原材料 start.s 是我们启动代码, 所以首先编译. OBJ=cpu/arm920t/start.o $UNDEF_SYM cpu/arm920t/start.o 下面是所有的 lib 库 --start-group lib_generic/libgeneric.a board/100ask24x0/lib100ask24x0.a cpu/arm920t/libarm920t.a cpu/arm920t/s3c24x0/libs3c24x0.a lib_arm/libarm.a fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a net/libnet.a

15 disk/libdisk.a rtc/librtc.a dtt/libdtt.a drivers/libdrivers.a drivers/nand/libnand.a drivers/nand_legacy/libnand_legacy.a drivers/usb/libusb.a drivers/sk98lin/libsk98lin.a common/libcommon.a --end-group -L /work/arm920t/sourcecode/crosstool/gcc glibc-2.3.6/bin/../lib/gcc/arm-linux/ lgcc -Map u-boot.map -o u-boot 这些源材料如何组织成一个 UBOOT 哪个放在最前面 这要看链接脚本:u-boot.lds SECTIONS {. = 0x ; // 当前地址等于 0, 这个 0 地址会加上 0x33F80000, 意即下面的文件会排放在从 Ox33f80000 开始的地方 // 最先排放 cpu/arm920t/start.o 这个文件的代码段. = ALIGN(4);.text : { cpu/arm920t/start.o (.text) //(.text) 指这个 cpu/arm920t/start.o 的代码段 board/100ask24x0/boot_init.o (.text) // 接着再排放这个 boot_init.o 文件的代码段 这两个是放在 UBOOT 最前的两个文件 *(.text) // 还有其他所有文件的代码段 }. = ALIGN(4);.rodata : { *(.rodata) } 段 // 接着是.rodata 是只读数据段 ; *(.rodata) 是指所有文件的只读数据. = ALIGN(4);.data : { *(.data) } // 所有文件的数据段. = ALIGN(4);.got : { *(.got) }

16 . =.; u_boot_cmd_start =.;.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } UBOOT 定义了这个段 u_boot_cmd_end =.; // 所有文件的.u_boot_cmd 段 这个段一般文件里不存在 这里是. = ALIGN(4); bss_start =.;.bss : { *(.bss) } _end =.; } 可知 UBOOT 中放在最前面的两个文件是 :( 这两个文件的代码段 ) cpu/arm920t/start.o (.text) board/100ask24x0/boot_init.o (.text) 链接地址是 0x33f80000, 意思是这个 UBOOT 运行时应该位于 0x33f8000 这里 一开始运行的文件是 cpu/arm920t/start.o 分析 UBOOT 时, 便是从 start.s 这个汇编文件 总结 : 分析 Makefile 得到 : 1.uboot 从 0x33f80000 处开始运行第一个文件 cpu/arm920t/start.s( 从这个文件分析 UBOOT 的功能 ) 从这个 start.s 看下来可以看通整个 UBOOT 2. 链接地址是如何定义的 board/100ask24x0/u-boot.lds 这样一个链接脚本 这个链接脚本的第一个代码段文件从 0x33f80000 处开始运行 ( 当前地址 0 加上 0x33f80000, 即放 UBOOT 放在 64M SDRAM 的最上边 512K 空间处 ) 这个 0x33f80000 从何定义? 可以在源代码目录搜索到 [root@ian u-boot-1.1.6]# grep "33F80000" -nr./*./board/smdk2410/config.mk:25:text_base = 0x33F80000./board/sbc2410x/config.mk:23:TEXT_BASE = 0x33F80000./board/mpl/vcma9/config.mk:24:TEXT_BASE = 0x33F80000./board/100ask24x0/config.mk:25:TEXT_BASE = 0x33F80000./u-boot.srec:2:S31533F EA14F09FE514F09FE514F09FE526./u-boot.srec:12195:S31533FAF9F0E4F9FA33F F6F /u-boot.srec:12400:S70533F80000CF $(LD) $(LDFLAGS) 中的 LDFLAGS 上可知, 在 UBOOT 源码树的根目录下有个 config.mk 文件, 在 189 行定义如下 :LDFLAGS 等于后面的部分

17 $(LD) 等于 arm-linux-ld ; $(LDFLAGS) 等于 -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS) 最后替换相关变量后, 结果如下 : arm-linux-ld -Bstatic -T /work/arm920t/sourcecode/u_boot/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/u-boot.lds - Ttext 0x33F80000 这两行是很相似的 -Ttest 后的 $(TEXT_BASE) 在 u-boot-1.1.6/board/100ask24x0 目录下的 config.mk 下 若想你的 UBOOT 放在另一个地址, 则可以修改这个值 如这里单板有 64MSDRAM, 将 UBOOT 放在这 64M SDRAM 的最上边 若是生成的 UBOOT 超过 512K, 则把这个 TEXT_BASE 放到下面点, 保证上面放 UBOOT 的 空间即可 若内存没有 64M, 则这个值也要修改 从 0 地址开始的话只有 4k 的 SRAM 可用, 从 0x 开始的话就有 64M 的 SDRAM 可 用 RAM 的地址范围是从 0x 到 0x 共 64MByte

18 uboot 命令实现 md.w 0 是打印内存 0 地址的内容 1. 从串口上输入 字符串 --- 即 命令名字 ( 根据命令名字可以找到类似的函数 ) 2. 有了些动作 : 即程序中的某些函数 故 UBOOT 中不会只有一个命令, 会有一个命令结构体, 成员为 命令 和 函数 这些 结构体会放在一块 以 run_command 为例 : 根据这个名字与结构体中的 命令 名字一一比较 若找到匹配则 调用相应的函数 在 common 目录的 Main.c 中有很多 run_command 函数. 分析这个 函数 下面代码是 run_command 函数的部分内容 :

19 这是解析串口输入的命令 将命令一个一个提取出来 如有两个命令的话, 会有 ; 隔开 这里同时输入两个命令, 有分号隔开了 处理 宏 如从网口或 USB 口下载文件到内存时, 会临时生成一些环境变量或者宏 parse_line 解析这些文字 如解析 md.w 0 这个命令和参数要被解析一下 argv[0] = "md.w" argv[1] = "0" 这里便将 argv[0] 存起来了 argv[0] 放的是命令 argv[0] 是命令的名字,find_cmd 是查找这 个命令的函数.cmdtp 是一个命令的结构体

20 其中的 cmdtp 是一个结构体标识 结构体原型是 : 至少有 名字 和 函数 这里有 *name 名字 ; maxargs 最大的参数个数 ; repeatable 是否重复 ( 意思是上一次执行过, 下次再想执行进, 直接 确定 键即可 ) int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]) ; 这是一个 函数指针 命令执行时要调用什么函数 *usage 是简短的帮助信息, 如直接输入 help, 命令后面跟着的就是 短的帮助信息 *help 是长的帮助信息 这里根据 argv[0] 的命令名字找到 cmdtp 这个结构体, 用 find_cmd(0) 来找

21 其中 搜遍源代码都找不着, 只能看链接脚本 在 C 语言里, 链接脚本也可以 传入这些值 ( 查看链接脚本 u-boot.lds) 分析 UBOOT 时, 得到它第一个启动的文件 第二它的链接脚本.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) } 这里是放 u_boot_cmd 代码段 先比较命令的名字, 若比较成功, 则返回这个结构体 若上面没有比较成功, 则往一下个去 ( 上面的 for 中有 cmdtp++) 看看.u_boot_cmd 段是什么 : #define Struct_Section attribute ((unused,section (".u_boot_cmd"))) bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0 输入 bootm 后, 会调用函数, 可以在源代码里搜索到

22 刚好是在串口输入 help 后可以见到的信息 这里有一个宏 U_BOOT_CMD. 在 Command.h 中有这个宏的定义 : 下面定义了 U_BOOT_CMD 这个宏 : #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} 将下面的 U_BOOT_COMD 宏, 用上面定义时真正的部分 cmd_tbl_t u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help} 替换回来 下面是要替换的内容 : U_BOOT_CMD( bootm, CFG_MAXARGS, 1, do_bootm, "bootm - boot application image from memory\n", "[addr [arg...]]\n - boot application image stored in memory\n" "\tpassing arguments 'arg...'; when booting a Linux kernel,\n" "\t'arg' can be the address of an initrd image\n" #ifdef CONFIG_OF_FLAT_TREE "\twhen booting a Linux kernel which requires a flat device-tree\n" "\ta third argument is required which is the address of the of the\n" "\tdevice-tree blob. To boot that kernel without an initrd image,\n" "\tuse a '-' for the second argument. If you do not pass a third\n" "\ta bd_info struct will be passed instead\n" #endif ); 将 U_BOOT_CMD 宏展开后, 看上面这部分的具体内容 1. 首先定义 U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) 宏时 : 参 1--name :bootm 参 2--maxargs:CFG_MAXARGS 参 3--rep :1 参 4--cmd :do_bootm 参 5--usage :"bootm - boot application image from memory\n"

23 参 6--help :"[addr [arg...]]\n - boot application image stored in memory\n" "\tpassing arguments 'arg...'; when booting a Linux kernel,\n" "\t'arg' can be the address of an initrd image\n" #ifdef CONFIG_OF_FLAT_TREE "\twhen booting a Linux kernel which requires a flat device-tree\n" "\ta third argument is required which is the address of the of the\n" "\tdevice-tree blob. To boot that kernel without an initrd image,\n" "\tuse a '-' for the second argument. If you do not pass a third\n" "\ta bd_info struct will be passed instead\n" 参数间的内容是用, 逗号 隔开的 cmd_tbl_t u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help} 变成如下 : cmd_tbl_t u_boot_cmd_bootm attribute ((unused,section (".u_boot_cmd")))= {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help} #define Struct_Section attribute ((unused,section (".u_boot_cmd"))) ## 是连词符 u_boot_cmd_##name 则变成 : u_boot_cmd_bootm( 这是一个结构体, 结构体类型 : cmd_tbl_t: 命令 table,t 表示结构体 ) 这个结构体 ( u_boot_cmd_bootm) 有个属性 ( attribute ), 强制把它 section 段属性设 置成 :.u_boot_cmd 这个段属性在 u-boot.lsd 链接脚本里 = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help} 这是里面的内容 将 U_BOOT_CMD 这个宏内容替换进来 如 #name 为 bootm 最后的代码是 : cmd_tbl_t u_boot_cmd_bootm attribute ((unused,section (".u_boot_cmd")))= { bootm, CFG_MAXARGS, 1, do_bootm, "bootm - boot application image from memory\n", "[addr [arg...]]\n - boot application image stored in memory\n" "\tpassing arguments 'arg...'; when booting a Linux kernel,\n" "\t'arg' can be the address of an initrd image\n" #ifdef CONFIG_OF_FLAT_TREE "\twhen booting a Linux kernel which requires a flat device-tree\n" "\ta third argument is required which is the address of the of the\n" "\tdevice-tree blob. To boot that kernel without an initrd image,\n" "\tuse a '-' for the second argument. If you do not pass a third\n" "\ta bd_info struct will be passed instead\n"

24 } 故在代码中, 所有用 U_BOOT_CMD 宏定义的东西, 最终都会定义上面 cmd_tbl_t u_boot_cmd_##name attribute () 这样的结构体, 这个结构体的特别在于有一个属性 就是将它的段强制指定为.u_boot_cmd 所以说所有的命令, 最终都会被集中在 中去 它的开始是 u_boot_cmd_start =. 结束地址是 u_boot_cmd_end =. 按上面的分析, 增加一个 hello 命令, 使其打印 hello world: 1. 按 Cmd_bootm.c 中的结构来写 新建一个 hello_cmd.c, 包含 Cmd_bootm.c 中头文件 与 Cmd_bootm.c 一样放在 UBOOT 源码的 common 目录下 2. 在 Cmd_bootm.c 中有 : int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) { printf ("## Booting image at %08lx...\n", addr); 后面也有返回值 } 我们仿制成 : 加了参数打印 int do_hello (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) { int i; printf("hello World!,%d\n",argc); for (i = 0;i < argc;i++) { printf("argv[%d]:%s\n",i,argv[i]); } return 0; } 3. 仿照着定义一个 U_BOOT_CMD 宏 (Cmd_bootm.c 有类似的 ) Cmd_bootm.c 中的 :

25 U_BOOT_CMD( bootm, CFG_MAXARGS, 1, do_bootm, "bootm - boot application image from memory\n", "[addr [arg...]]\n - boot application image stored in memory\n" "\tpassing arguments 'arg...'; when booting a Linux kernel,\n" "\t'arg' can be the address of an initrd image\n" #ifdef CONFIG_OF_FLAT_TREE "\twhen booting a Linux kernel which requires a flat device-tree\n" "\ta third argument is required which is the address of the of the\n" "\tdevice-tree blob. To boot that kernel without an initrd image,\n" "\tuse a '-' for the second argument. If you do not pass a third\n" "\ta bd_info struct will be passed instead\n" #endif ); 改成如下 : U_BOOT_CMD( hello, CFG_MAXARGS, 1, do_hello, "hello - just for test\n", "hello, long help...\n" ); 完整代码如下 :

26 4. 代码写好了 接着放进 UBOOT 源码去编译 a. 先将代码拷贝进去 : 在 Project 菜单 --- Add and Remove ProjectFile 后, 再源码 hello_cmd.c 上右键 :Cope List 后如上选择 Copy selected item(s) 5. 将 hello_com.c 放到 linux 下的 UBOOT 源码的 common 目录 修改这个 common 目录 下的 Makefile. 直接在 OBJ 后面加上 cmd_hello.o 即可 重新 make 生成 bin 文件

27 总结 : UBOOT 接收串口输入时, 会根据串口输入的字符去查找相应的处理函数 最简单的方法就 是做一个结构体, 这个结构体里面有名字, 还有相应的处理函数 结构体的名字 :cmd_tbl_t(),tbl 是 table,t 表 示结构体

28 uboot 第一阶段系统初始化 硬件相关初始化 : 1. 初始化 : 关看门狗 初始化时钟初始化 SDRAM 2. 若程序很大, 还要将程序从 NAND 拷贝到 SDRAM 中去 3. 要设置栈 (sp), 因为要调用 C 函数时, 必须用到栈 ---> 设置栈就是让 SP 寄存器指向某块内存 设置好栈后就会调用 C 函数 -----> 函数再读出内核, 启动内核 这是硬件程序 UBOOT 是比较复杂的单片机程序 4.UBOOT 运行的第一个文件是 :cpu/arm920t/start.s( 从程序的链接脚本中知道 ) 1. 第一条指令跳转到 reset. 2.reset 做的事 : a. 管理模式 :set the cpu to SVC32 mode 将 CPU 设置为 SVC32 管理模式 b. 关闭看门狗 :

29 c. 关中断 : 屏蔽所有的中断 d.cpu 的一些初始化 : adr 是读地址指令, 当前 _start 这段代码位于哪里 一开始如上电运行的话, 这段代码是从 NADN 中自动拷贝到片内 4K 内存去的 那么这个地址就是 0x 这个 r0 就是 0x 若程序是通过仿真器, 调试器之类直接下载到 SDRAM 中去的放, 那这时 r0 就等于它的链接地址, 即 0x33F r1 等于 _TEXT_BASE cmp r0,r1 是判断这两个值是否相等 若不等, 则 SDRAM 还没有谁去初始化它 cpu_init_crit 做的事情 : 先关 flush 清 caches 再关 MMU:

30 还有去 lowlevel_init 这个函数 : 这时跳转到 lowlevel_init 去看看执行的是什么 这个文件要找 board\100ask24x0 下的 lowlevel_init.s.globl lowlevel_init lowlevel_init: /* memory control configuration */ /* make r0 relative the current location so that it */ /* reads SMRDATA out of FLASH rather than memory! */ ldr r0, =SMRDATA ldr r1, _TEXT_BASE sub r0, r0, r1 ldr r1, =BWSCON /* Bus Width Status Controller */ add r2, r0, #13*4 0: ldr r3, [r0], #4 str r3, [r1], #4 cmp r2, r0 bne 0b /* everything is fine now */ mov pc, lr.ltorg /* the literal pools origin */ SMRDATA:.word (0+(B1_BWSCON<<4)+(B2_BWSCON<<8)+(B3_BWSCON<<12)+(B4_BWSCON<<16)+(B5_BWSCON<<20)+( B6_BWSCON<<24)+(B7_BWSCON<<28)).word ((B0_Tacs<<13)+(B0_Tcos<<11)+(B0_Tacc<<8)+(B0_Tcoh<<6)+(B0_Tah<<4)+(B0_Tacp<<2)+(B0_PMC)).word ((B1_Tacs<<13)+(B1_Tcos<<11)+(B1_Tacc<<8)+(B1_Tcoh<<6)+(B1_Tah<<4)+(B1_Tacp<<2)+(B1_PMC)).word ((B2_Tacs<<13)+(B2_Tcos<<11)+(B2_Tacc<<8)+(B2_Tcoh<<6)+(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC))

31 .word ((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+(B3_Tah<<4)+(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC)).word ((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+(B4_Tah<<4)+(B4_Tacp<<2)+(B4_PMC)).word ((B5_Tacs<<13)+(B5_Tcos<<11)+(B5_Tacc<<8)+(B5_Tcoh<<6)+(B5_Tah<<4)+(B5_Tacp<<2)+(B5_PMC)).word ((B6_MT<<15)+(B6_Trcd<<2)+(B6_SCAN)).word ((B7_MT<<15)+(B7_Trcd<<2)+(B7_SCAN)).word ((REFEN<<23)+(TREFMD<<22)+(Trp<<20)+(Trc<<18)+(Tchr<<16)+REFCNT).word 0xb1.word 0x30.word 0x30 这段代码是初始化存储控制器 经过这要的初始化后, 内存才可以使用 e. 设置栈

32 /* Set up the stack*/ 设置栈 stack_setup: ldr r0, _TEXT_BASE 使 r0=_text_base(0x33f80000, 这是以前定义的,u-boot /board/100ask24x0 目录下的 config.mk) sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN 使 r0= 上面的 r0(0x33f80000)-cfg_malloc_len, 则 r0 指向了减过 CFG_MALLOC_LEN 长 度的新内存地址处 则这时内存中有一段是 CFG_MALLOC_LEN sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE 此时的 r0 新指的地址, 又是上次的 r0 减去一个 #ifdef CONFIG_USE_IRQ sub 如果有定义 CONFIG_USE_IRQ r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) 则 r0 又指另一个减去 CONFIG_USE_IRQ 和 FIQ 大小之后的新地址 #endif sub sp, r0, #12 这时 r0 指向一个再减去一个 12 之后的地址 这个地址就是栈指针 SP 所指处, 如下就 bl C 函数了 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT

33 bl clock_init SP 指向了 r0-12 这个地址, 栈设置好了, 可以调用 C 函数

34 uboot 会放在 0x33F80000 处, 以下的诸如 IRQ,FIQ 这个栈各有用途 从内存往下排, 最后 排上 SP 栈指针, 这时便可以调用 C 函数了 下面是 Clock_init 函数 ( 初始化时钟 ): void clock_init(void) { S3C24X0_CLOCK_POWER *clk_power = (S3C24X0_CLOCK_POWER *)0x4C000000; /* support both of S3C2410 and S3C2440, by */ if (iss3c2410) { /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */ clk_power->clkdivn = S3C2410_CLKDIV;

35 /* change to asynchronous bus mod */ asm ( "mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0\n" /* read ctrl register */ "orr r1, r1, #0xc \n" /* Asynchronous */ "mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0\n" /* write ctrl register */ :::"r1" ); /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */ clk_power->locktime = 0xFFFFFFFF; /* configure UPLL */ clk_power->upllcon = S3C2410_UPLL_48MHZ; 这是 USB 的时钟 /* some delay between MPLL and UPLL */ delay (4000); /* configure MPLL */ clk_power->mpllcon = S3C2410_MPLL_200MHZ; 整个系统的时钟 /* some delay between MPLL and UPLL */ delay (8000); } else { /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8 */ clk_power->clkdivn = S3C2440_CLKDIV; /* change to asynchronous bus mod */ asm ( "mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0\n" /* read ctrl register */ "orr r1, r1, #0xc \n" /* Asynchronous */ "mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0\n" /* write ctrl register */ :::"r1" ); /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */ clk_power->locktime = 0xFFFFFFFF; /* configure UPLL */ clk_power->upllcon = S3C2440_UPLL_48MHZ; /* some delay between MPLL and UPLL */ delay (4000);

36 /* configure MPLL */ clk_power->mpllcon = S3C2440_MPLL_400MHZ; /* some delay between MPLL and UPLL */ delay (8000); } } f. 说完 clock_init(void) 后, 继续看 cpu/arm920t/start.s 之后的代码 : 这是将代码从 flash 中读到 SDRAM 中去, 是读到 SDRAM 的链接地址中去 链接地址表示 程序运行的时候应该处于链接地址 g. 拷贝完程序后, 清 bss 段 以上过程如下 : 1. 进入 SVC 管理模式 2. 关看门狗 3. 屏蔽中断 4. 做些初始化 ( 主要是 SDRAM 的初始化 ) 5. 设置调用 C 函数的 SP 栈 6. 时钟 7. 重定位 ( 从 FLASH 拷代码到 SDRAM), 函数 :CopyCode2Ram 8. 清 bss 段 bss 段是初始值为 0 的静态的或全局的变量, 或是没有初始化的静态或全局变 量 它们就放在 bss 段里面 它们全部的初始值都被弄成 0 显然这些变量就没必要保存在程序里面了, 清 bss 段后就是清了它们, 这样节省空间 要运行的时候, 再去把这些变量相关的位置清 0 就可以再用它们了 看下链接文件 u-boot.lds 但可以知道

37 bss 段从 bss_start =. 到 _end =. 这里开始 首先 : bss_start =. 是等于当前地址 这个当前地址会随着放的东西变多一起增加这些当前 地址 然后 :.bss : { *(.bss)} 放所有文件的 bss 段 9. 最后调用 C 函数 start_armboot: 其他更复杂的功能就在这里面去实现 以上便是 2440 硬件的相关初始化, 若是换成其他 CPU, 初始化的具体内容不一样, 但有 相似处 我们把这些东西叫作 UBOOT 的第一阶段 uboot 第二阶段 UBOOT 第二阶段就是从 start_armboot 函数开始 功能 : 串口 烧写读取 flash, 网卡 USB, 启动内核等

38 从 flash 拷贝代码到 SDRAM 中的函数 : NOR 是和内存接口一样的芯片, 它可以像读内存一样去读, 函数中可见, 如果是从 NOR flash 中拷贝代码的话就很简单 直接从源拷贝到目标去 pdwdest[i] = pdwsrc[i]; 从 NAND 拷贝的话就要做的事比较多, 参看硬件教程部分

39 判断从 NOR 还是 NAND 启动 : 这个函数就是判断是否 NOR 启动, 若是 NOR 启动, 则 0 地址就对应于 NOR flash NORflash 不能像内存一样去写 若从 NAND 启动, 则 0 地址就对应于片内的内存, 这时 0 地址是可以写的 volatile unsigned int *pdw = (volatile unsigned int *)0; unsigned int dwval; } dwval = *pdw; 首先读出 0 地址中的内容 *pdw = 0x ; 然后去修改这个 0 地址 给它写一个值 if (*pdw!= 0x ) 再去读这个值, 看是否可正确读出来 { return 1; 如果将现在的 *pdw 0 地址读出来不等于写进去的值, } 便表明这个 0 地址是不可写的 不可写表明从 NOR 启动的 else { *pdw = dwval; 这个 0 地址可写的话, 说明是从 NAND 启动的 return 0; } int CopyCode2Ram(unsigned long start_addr, unsigned char *buf, int size) { unsigned int *pdwdest; unsigned int *pdwsrc; int i; if (bbootfrmnorflash()) {

40 pdwdest = (unsigned int *)buf; pdwsrc = (unsigned int *)start_addr; /* 从 NOR Flash 启动 */ for (i = 0; i < size / 4; i++) { pdwdest[i] = pdwsrc[i]; } return 0; } else { /* 初始化 NAND Flash */ nand_init_ll(); /* 从 NAND Flash 启动 */ nand_read_ll_lp(buf, start_addr, (size + NAND_BLOCK_MASK_LP)&~(NAND_BLOCK_MASK_LP)); return 0; } } static inline void delay (unsigned long loops) { asm volatile ("1:\n" "subs %0, %1, #1\n" "bne 1b":"=r" (loops):"0" (loops)); }

41 第二阶段启动内核过程 UBOOT 最终目标 : 启动内核 从 FLASH 读出内核 ---> 启动 cpu/arm920t/start.s 第二阶段开始 在 Board.c 中读代码 gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t)); 是分配一个类型为 gd_t* 这样的结构体指针的内存空间给 gd,gd 是指向下面 128 字节这块内存 即 : 这个 128 处

42 0x SDRAM NOR Flash _end bss_start u_boot_cmd_end u_boot_cmd_start 0x33F x33F x33F4FF80 0x33F4FF7C 0x33F4EF7C 0x33F4DF7C 0x33F4DF74 0x x x000F0000 u_boot_cmd_end u_boot_cmd_start 0x BSS 段 代码段 192K K 4K 8 环境参数 代码段 512K CFG_MALLOC_LEN CFG_GBL_DATA_SIZE CONFIG_STACKSIZE_IRQ CONFIG_STACKSIZE_FIQ SP CFG_ENV_ADDR 函数指针组成的数组 init_sequence 其中有如下相关指向相关初始化函数的指针 CPU 初始化, 不能管 目标是从 FLASH 读出内核启动内核

43 单板初始化 : 以上是 2440 相关管脚的初始化 其中有 机器 ID 的设置 其中有两个如下的设置 : /* arch number of SMDK2410-Board */ gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440; /* 值为 193 */ gd 指向 128K 的内存处 图 U-BOOT 内存使用情况 机器 ID, 这个机器 ID 在讲解内核时用的着 /*address of boot parameters*/ gd->bd->bi_boot_params = 0x ; 这是启动参数, 就是启动内核的时候会传些参数 这些参数存在 0x 这个地址 讲解内核时便知道以上两个参数的设置意义 要从 FLASH 读出内核 : 初始化 FLASH

44 则要 : 1. 支持 FLASH 的读 NOR 的读和内存的读一样 不需要做什么 2. 这开发方便增加 : 写 NOR 要写首先识别它是哪种 FLASH NAND 的也要先初始化识别它是哪种 FLASH Board.c 中有如下初始化 : NOR_FLASH 的初始化 这是对 NOR_FLASH 的初始化 flash_init() 会识别是哪种 NOR_FLASH UBOOT 是单片机的程序, 从内存上分配些空间等函数都得自已实现 : mem_malloc_init 是从内存上分配空间 它对应内存上的如下块 :192K 空间 这个函数在这块内存上实现了堆的分配和释放 NAND 的初始化 :

45 有了以上几个函数,UBOOT 已有能力读写 flash 了 环境变量 :env_relocate () 单板启动后, 可以按 4 进入 UBOOT 命令中,printenv 命令会显示 环境变量 一个变量的等于号后面是变量的值 环境变量从哪里来 : 1. 代码里默认写死的 2. 在 FLASH 上的, 可以修改, 则要保存 UBOOT 是启动后先看 FLASH 上看是否有可用的环境变量, 若没有则用 默认 的环境变量 这是环境变量的初始化 在 UBOOT 中输入 print 会显示当前的环境变量信息

46 =========================================================== ============================ PreLoadedONRAM 意思是指事先装载进内存中去的 若用调试器下载的话, PreLoadedONRAM 这个值就会被值成 1 =========================================================== ============================ 这里有个死循环 以上经过如下 : start_armboot----flash_init----nand_init----main_loop( 主循环 ) 在 UBOOT 上输入命令等等, 都是在这个主循环之中 我们输入什么,UBOOT 就解析什么 如 :UBOOT 中的环境变量中有个 bootdelay 这是在 main_loop 主循环中, 进入主循环后等待我们输入, 上面这个是 bootdelay. getenv() 获得环境变量, 这里将 bootdelay 取出来, 这里取的是 10, 是字符串 转换成数字 s = geten( bootcmd ) 想知道是怎么启动, 有一个 s = geten( bootcmd )boot 是启动,cmd 是命令 即 启动 命令

47 这是倒数计时 如果在这个倒数计时没到达到 0 之前, 没有输入空格键, 就会打印下面的信 息 : run_command(s,0) 这个命令哪里来的, 就是上面 s = getenv( bootcmd ) 这样子来的 从 这里可见, 如何从 FLASH 读出内核, 如何启动内核, 取决于 s = getenv("bootcmd") 这条命令 bootcmd 是环境变量 在 UBOOT 启动后, 这个环境变量 bootcmd 是如下内容 : bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0 分析 :uboot 启动内核 : 1. 从 flash 上读出内核 从 bootcmd 可知 : 用命令 nand read.jffs2 将内核读到内存 0x30007FC0 处 从哪里读? 从 kernel 读, 这是个分区 2. 启动 第二条命令 :bootn 0x30007FC0 可知内核的启动依赖 bootcmd 这个环境变量 这个环境变量里定义了两个命令, 一个是从 FLASH 上读出内核, 一个是启动内核 如果倒数计时到 0 之有, 按下了空格, 则是执行接着的如下 : 这些 ifdef,endif 是黑色表示是没有定义的, 代码可以直接往下走 应该是 SI 中宏颜色为黑 色, 则表示没有定义吧

48 这个 menu 就是有个菜单的原因 没有修改的 UBOOT 没有这个菜单 接着又是一个死循环 这个循环表现在如下位置 黑色处就是这个循环 它是等待读取串口的输入 会解析我们的输入 读取串口输入 然后运行 我们启动内核时, 也是一个 run_command(s,0) 所以 UBOOT 的核心就是这些命令 即 : 1. 启动内核 : s = getenv("bootcmd") 获取环境变量

49 run_command(s,) 2. 在 u-boot 控制界面 readline 读入串口的数据 run_command() UBOOT 的核心就是这些 " 命令 " run_commnd(). 故只有分析了这些命令的实现之后, 才能明白内核的加载与启动

50 uboot 基本命令 一, 下载文件 : 1, 通过 TFTP 下载文件 : 先配置好网络连通 : 在 TFTP 服务器上有这个 uimage 文件 内存是从 地址处开始的, 这里可以把内核下载到 处, 或 处, 这是自已定义的 2,loadb : 通过串口下载二进制文件 Loadb 后,UBOOT 就处理阻塞状态 接着从菜单下 发送文件, 选择一个文件下载 如这里下载 uimage. 用串口下载可能 要 25 分钟, 所以最好使用 TFTP 网络下载, 很快 (5 秒左右 )

51 二, 内存操作 : 1, 显示内存内容 : md 显示内存区的内容 md 采用十六进制和 ASCII 码两种形式来显示存储单元的内容 这条命令还可以采用长度标识符.I,.W 和.b: md[,b,.w,.i]address md.w : f6f e 312e : d d 上面是以 4 字节一组的方式显示内存中的内容 2, 修改内存中内容 : mm 修改内存, 地址自动递增 mm [.b,.w,.i]address mm 提供了一种互动修改存储器内容的方法 它会显示地址和当前值, 让后提示用户输入 如果你输入了一个合法的十六进制数, 这个新的值将会被写入该地址 让后提示下一个地址 如果你没有输入任何值, 只是按了一下回车, 那么该地址的内容保持不变 如果想结束输入, 则输入空格让后回车 => mm : ? : ? AABBCCDD 若接下去不再修改时, 就在? 处 空格 + 回车 即退出了 "mm".

52 三,Flash 操作 : 1,flinfo 查看 FLASH 盲区信息 : Flash 的大小是 2MB 型号是 :SST SST39VF1601. 磁盘的扇区一般都是固定大小为 512 字节, 而 flash 的扇区大小可以不相同 ( 有的是固定 大小 ) 这是硬件决定的而非软件可更改 上面 uniform sector size 表示这块 flash 的扇区 是固定大小的 32 Sectors :32 个区域 可以数下面的区域为 32 个 下面是每个 sectors 的起始地 址 用相邻区域起始地址相减就是一个扇区的大小, 可以发现 32 个扇区的大小是一样的 2, protect Flash 写保护 : protect Flash 写保护 打开或关闭扇区写保护用法 : protect off all protect on all protect off start end 个扇区的结束地址 ) protect on start end 关闭所有扇区的写保护 打开所有的扇区写保护 关闭从 start 到 end 扇区的写保护 (start 为要关闭的第 1 个扇区的起始地址,end 为要关闭的最后一 打开从 start 到 end 扇区的写保护 如 U 盘可以写保护 这里是在 UBOOT 中对 FLASH 进行 写保护 对某个或某几个连续的扇区写保护 : start 是起始地址,end 是扇区的结束地址 ( 后一个扇区始地址减 1)

53 3,erase 擦除 flash 扇区 : erase 擦除 flash 扇区用法 : erase start end 擦除从 start 到 end 扇区,start 为要擦除的第一个扇区的起始地址,end 为要擦除的最后一个扇区的结束地址 ( 在使用 cp 命令向 Nor 型 Flash 写入数据之前必须先使用 erase 命令擦除 Flash, 因为 nor flash 按字节写入时, 无法写入 1, 所以必须通过擦除来写人 1). 例 :erase effff NOR flash 有一个硬件特性, 就是无法以位或字节方式往里面写入 1 在操作内存时, 对某一个字节或某一个位进行 1 的赋值是可以的, 但 NOR Flash 不行 擦除是把一个扇区全部写成 1 之后就可以去写 0 所以对 NOR Flash 进行操作赋值时, 就要先擦除再赋值 4,cp 数据拷贝 : cp 数据拷贝 cp [.b,.w,.i] saddress daddress len cp 提供了一种内存与内存, 内存与 Flash 之间数据拷贝的方法 Cp 可以在 flash 和 flash 之间,"flash 和 内存 等之间进行数据拷贝 默认是以.l 32 位来拷贝的, 即 cp.l. saddress 是数据原来的地址 daddress 是要把数据拷贝到的地址 len 是要拷贝的数据的长度 例 : cp.b d0000 将内存地址 0x 处的数据 ( 长度为 0xd0000) 拷贝到地址 0x50000 处 (Flash 中 ) 计算知道是位于 flash 上的 所以这里是把内存中的数据往 flash 上去拷贝 这里对 NOR 的操作还要先擦除一下 所以要擦除从 处开始往后 d0000 大小的空间, 看这跨越了几个扇区, 要把它们先擦除下 cp.b c0000 将内存地址 0x 处的数据 ( 长度为 0xc0000) 拷贝到地址 0x 处 (Flash 中 ) 5, 程序的执行 : go 执行内存中的二进制代码, 一个简单的跳转到指定地址 go addr [arg ]

54 start application at address addr,padding arg as arguments go+ 程序所在的地址 bootm 执行内存中二进制代码 bootm [addr[arg ]] -boot application image stored in memory passing arguments arg ;when booting a Linux kernel, arg can be the address of an initrd image 这里 addr 有 [] 表示可以不需要 这是说 UBOOT 中有一个 bootm 启动的默认地址 若 是加上 addr 似乎和 go 命令一样, 但 bootm 要求二进制代码有固定格式的文件头 四, 开发板信息 : 1,bdinfo : 显示开发板信息 bdinfo 命令 ( 简写为 bdi) 将在终端显示诸如内存地址和大小, 时钟频率,MAC 地址等信息 这些信息在传递给 Linux 内核一些参数时可能会用到 这些信息很多在 环境变量 中也看的到 没多大实际意义 五, 自动启动 : 1, 设置自动启动 : bootcmd 后面是接想要开机运行的命令, 如上 :

55 Setenv bootcmd tftp uimage \; bootm 上面是设置了两条命令, 一条是 :tftp uimage 是指把 uimage 下载到 处 二条是 :bootm 是指从 处启动 两条命令间用 空格 +\+;+ 空格 连接, 多条命令也是如此 设置好 uboot 中的 ip 地址后, 因为 uboot 不会回 ping 包, 所以只能从 uboot 里 ping 服务端电脑的 IP 要注意烧写的二进制文件要看它是否支持 NOR 的运行, 有些 uboot 只能烧到 NAND FLASH 中 毕竟 flash 的操作在 UBOOT 中, 要它支持才行 如要烧写一个测试程序, 可以如下 : 1, 在 PC 端创建 tftp 服务 2, 在 UBOOT 中设置好 IP 参数后 : 下载程序 Tftp lcd.bin 这样即可将 lcd.bin 烧写到 地址处 3. 烧写程序 : 先擦除 上面是对 nand 的分区 可能擦除 bootload 分区 Nand erase bootloader 这样就擦除了这个分区 其实就是后面的大小, 从 0 地址到 0x40000 这个地址 再烧写 Nand write 是烧写 是将这个地址处的内容烧写到后面的 bootloader 分区 4, 烧写内核 : tftp: tftp uimage 将内核下载到这个 地址

56 nand erase kernel 先擦除这个会存放内核的空间 nand write.jffs kernel 再 处的内核烧写到内核空间地址处 write.jffs2 后面有 jffs2 是指 nand 的特性可能会有位反转的错误, 这是烧写时的校验的功能 5, 文件系统 : dnw: 在菜单里输入 y, 然后使用 dnw.exe 发送 yaffs2 文件 或 dnw: 在菜单里输入 j, 然后使用 dnw.exe 发送 jffs2 文件, 再参考使用手册 P44 设置 bootargs tftp: tftp fs_qtopia.yaffs2 nand erase root nand write.yaffs x $(filesize) or: tftp fs_qtopia.jffs2 nand erase root nand write.jffs x $(filesize) // 这里没有使用 root( 表示这么大的空间 ), 是因为 可能 tftp fs_qtopia.jffs2 下载的文件很小 ( 当然这个 fs_qtopia.jffs2 很大 ), 当 nand write. jffs2 时, 烧写那么大时,root 文件系统就被破坏了 所以这里可以直接用一个 变量 来表 示要烧写的大小 后面 $(filesize) 即是代表着刚才下载过的 fs_qtopia.jffs2 的大小 当不想使用 root 命令来操作时, 可以如下 : Sudo chown ian:ian /work/ram 这样可以将这个目录修改权限 用 nfs 下载文件系统到 NAND 上 : 开发板上 uboot 中的配置 : set bootargs noinitrd root=/dev/nfs nfsroot= :/work/nfs_root/tmp/fs_mini_mdev ip= : : : ::eth0:off init=/linuxrc console=ttysac0 PC 端 nfs 服务配置 : nfsroot=[<server-ip>:]<root-dir>[,<nfs-options>] ip=<client-ip>:<server-ip>:<gw-ip>:<netmask>:<hostname>:<device>:<autoconf> 1, 下载 : Nfs :/work/nfs_root/tmp/fs.yaffs2 从虚拟机上下载文件系统

57 2, 擦除 : Nand erase root 擦除 root 分区 3, 烧写 : Nand write.yaffs $(filesize) 将 处的内容烧写到 0x 地址处, 大小为 $(filesize).

58 U-Boot 的常用命令详解 : U-Boot 还提供了更加详细的命令帮助, 通过 help 命令还可以查看每个命令的参数说明 由于开发过程的需要, 有必要先把 U-Boot 命令的用法弄清楚 接下来, 根据每一条命令的帮助信息, 解释一下这些命令的功能和参数 1 bootm bootm [addr [arg...]] - boot application image stored in memory passing arguments 'arg...'; when booting a Linux kernel, 'arg' can be the address of an initrd image bootm 命令可以引导启动存储在内存中的程序映像 这些内存包括 RAM 和可以永久保存的 Flash 第 1 个参数 addr 是程序映像的地址, 这个程序映像必须转换成 U-Boot 的格式 第 2 个参数对于引导 Linux 内核有用, 通常作为 U-Boot 格式的 RAMDISK 映像存储地址 ; 也可以是传递给 Linux 内核的参数 ( 缺省情况下传递 bootargs 环境变量给内核 ) 2 bootp bootp [loadaddress] [bootfilename] bootp 命令通过 bootp 请求, 要求 DHCP 服务器分配 IP 地址, 然后通过 TFTP 协议下载指定的文件到内存 第 1 个参数是下载文件存放的内存地址 第 2 个参数是要下载的文件名称, 这个文件应该在开发主机上准备好 3 cmp cmp [.b,.w,.l] addr1 addr2 count - compare memory cmp 命令可以比较 2 块内存中的内容.b 以字节为单位 ;.w 以字为单位 ;.l 以长字为单位 注意 :cmp.b 中间不能保留空格, 需要连续敲入命令 第 1 个参数 addr1 是第一块内存的起始地址 第 2 个参数 addr2 是第二块内存的起始地址 第 3 个参数 count 是要比较的数目, 单位按照字节 字或者长字 4 cp cp [.b,.w,.l] source target count - copy memory cp 命令可以在内存中复制数据块, 包括对 Flash 的读写操作 第 1 个参数 source 是要复制的数据块起始地址

59 第 2 个参数 target 是数据块要复制到的地址 这个地址如果在 Flash 中, 那么会直接调用写 Flash 的函数操作 所以 U-Boot 写 Flash 就使用这个命令, 当然需要先把对应 Flash 区域擦干净 第 3 个参数 count 是要复制的数目, 根据 cp.b cp.w cp.l 分别以字节 字 长字为单位 5 crc32 crc32 address count [addr] - compute CRC32 checksum [save at addr] crc32 命令可以计算存储数据的校验和 第 1 个参数 address 是需要校验的数据起始地址 第 2 个参数 count 是要校验的数据字节数 第 3 个参数 addr 用来指定保存结果的地址 6 echo echo [args..] - echo args to console; c suppresses newline echo 命令回显参数 7 erase erase start end - erase FLASH from addr 'start' to addr 'end' erase N:SF[-SL] - erase sectors SF-SL in FLASH bank # N erase bank N - erase FLASH bank # N erase all - erase all FLASH banks erase 命令可以擦 Flash 参数必须指定 Flash 擦除的范围 按照起始地址和结束地址,start 必须是擦除块的起始地址 ;end 必须是擦除末尾块的结束地址 这种方式最常用 举例说明 : 擦除 0x x3ffff 区域命令为 erase ffff 按照组和扇区,N 表示 Flash 的组号,SF 表示擦除起始扇区号,SL 表示擦除结束扇区号 另外, 还可以擦除整个组, 擦除组号为 N 的整个 Flash 组 擦除全部 Flash 只要给出一个 all 的参数即可 8 flinfo flinfo - print information for all FLASH memory banks flinfo N

60 - print information for FLASH memory bank # N flinfo 命令打印全部 Flash 组的信息, 也可以只打印其中某个组 一般嵌入式系统的 Flash 只 有一个组 9 go go addr [arg...] - start application at address 'addr' passing 'arg' as arguments go 命令可以执行应用程序 第 1 个参数是要执行程序的入口地址 第 2 个可选参数是传递给程序的参数, 可以不用 10 minfo iminfo addr [addr...] - print header information for application image starting at address 'addr' in memory; this includes verification of the image contents (magic number, header and payload checksums) iminfo 可以打印程序映像的开头信息, 包含了映像内容的校验 ( 序列号 头和校验和 ) 第 1 个参数指定映像的起始地址 可选的参数是指定更多的映像地址 11 loadb loadb [ off ] [ baud ] - load binary file over serial line with offset 'off' and baudrate 'baud' loadb 命令可以通过串口线下载二进制格式文件 12 loads loads [ off ] - load S-Record file over serial line with offset 'off' loads 命令可以通过串口线下载 S-Record 格式文件 13 mw mw [.b,.w,.l] address value [count] - write memory

61 mw 命令可以按照字节 字 长字写内存,.b.w.l 的用法与 cp 命令相同 第 1 个参数 address 是要写的内存地址 第 2 个参数 value 是要写的值 第 3 个可选参数 count 是要写单位值的数目 14 nfs nfs [loadaddress] [host ip addr:bootfilename] nfs 命令可以使用 NFS 网络协议通过网络启动映像 15 nm nm [.b,.w,.l] address - memory modify, read and keep address nm 命令可以修改内存, 可以按照字节 字 长字操作 参数 address 是要读出并且修改的内存地址 16 printenv printenv - print values of all environment variables printenv name... - print value of environment variable 'name' printenv 命令打印环境变量 可以打印全部环境变量, 也可以只打印参数中列出的环境变量 17 protect protect on start end - protect Flash from addr 'start' to addr 'end' protect on N:SF[-SL] - protect sectors SF-SL in Flash bank # N protect on bank N - protect Flash bank # N protect on all - protect all Flash banks protect off start end - make Flash from addr 'start' to addr 'end' writable protect off N:SF[-SL] - make sectors SF-SL writable in Flash bank # N protect off bank N - make Flash bank # N writable protect off all

62 - make all Flash banks writable protect 命令是对 Flash 写保护的操作, 可以使能和解除写保护 第 1 个参数 on 代表使能写保护 ;off 代表解除写保护 第 2 3 参数是指定 Flash 写保护操作范围, 跟擦除的方式相同 18 rarpboot rarpboot [loadaddress] [bootfilename] rarboot 命令可以使用 TFTP 协议通过网络启动映像 也就是把指定的文件下载到指定地址, 然后执行 第 1 个参数是映像文件下载到的内存地址 第 2 个参数是要下载执行的映像文件 19 run run var [...] - run the commands in the environment variable(s) 'var' run 命令可以执行环境变量中的命令, 后面参数可以跟几个环境变量名 20 setenv setenv name value... - set environment variable 'name' to 'value...' setenv name - delete environment variable 'name' setenv 命令可以设置环境变量 第 1 个参数是环境变量的名称 第 2 个参数是要设置的值, 如果没有第 2 个参数, 表示删除这个环境变量 21 sleep sleep N - delay execution for N seconds (N is _decimal_!!!) sleep 命令可以延迟 N 秒钟执行,N 为十进制数 22 tftpboot tftpboot [loadaddress] [bootfilename] tftpboot 命令可以使用 TFTP 协议通过网络下载文件 按照二进制文件格式下载 另外使用这个命令, 必须配置好相关的环境变量 例如 serverip 和 ipaddr 第 1 个参数 loadaddress 是下载到的内存地址 第 2 个参数是要下载的文件名称, 必须放在 TFTP 服务器相应的目录下

63 这些 U-Boot 命令为嵌入式系统提供了丰富的开发和调试功能 在 Linux 内核启动和调试过程中, 都可以用到 U-Boot 的命令 但是一般情况下, 不需要使用全部命令 比如已经支持以太网接口, 可以通过 tftpboot 命令来下载文件, 那么还有必要使用串口下载的 loadb 吗? 反过来, 如果开发板需要特殊的调试功能, 也可以添加新的命令

64 Nfs: 下载内核与挂载文件系统 一 系统网卡设置 : 1, 还回口 : 平时不开开发板时, 作为 APUE_UNP 程序的编写桥接网卡 这样就不用到 有线的以太网卡 也隔离了 WIFI 的互联网 没有网线连接的环境里也能通过 还回口 来作 宿主机 与 LINUX 虚拟机 间的连接 2, 以太网接口 : 用于 宿主机 与 LINUX 开发环境 开发板 三者间的 NFS 文件系统的挂载

65 二,LINUX 中 NFS 支持设置 : 0,IP 地址的设置 : 1, 安装 NFS : Sudo apt-get install nfs-kernel-server 2, 配置 NFS 挂载环境 :Vim /etc/exports 以上配置了 5 个目录, 方便下载 内核 和挂接 文件系统 前面是要 共享的目录 * : 允许所有的网段访问 要与后面的 () 间无空格 rw: 读写权限

66 No_root_squash:nfs 客户端共享目录使用者权限 3, 重启 NFS 服务 : 开启 NFS 服务并关闭系统防火墙 Sudo /etc/init.d/portmap restart Sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart $sudo ufw status 如果为 active 则可以通过 $sudo ufw disable 关闭 Ubuntu Fire Wall 防火墙 4, 测试挂载共享目录的状态 : Showmount -e 5,UBOOT 下载内核 : UBOOT 支持 uimage : u-boot 在引导 kernel img 时需要读取 img 的前 64 字节的相关信息, 所以想用 u-boot 引导内核还必须制作 uimage(uboot Image) 1, 用 make menuconfig 获得 zimage; 2, 用 u-boot tools 中的 mkimage 处理 zimage: mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x e 0x n kernel d zimage uimage mkimage -n 'linux ' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x e 0x d zimage.bin UImage.bin mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x e 0x n kernel d zimage uimage 3, 参数说明 : -A arm Architecture 架构是 arm -O linux OS 操作系统是 linux -T kernel Type 映像类型是 kernel -C none Compressed 压缩类型为无压缩 -a image 的载入地址 (hex) -e entry 内核的入口地址 (hex) -n kernel name image 的名字 -d zimage ---- 原始的 image 文件名 uimage ---- u-boot 使用的 image 文件

67 以上是转换格式 遇到错误时, 注意下面两点 : a. 内核的类型不对,mach-type 不一致 ; b. uimage 中的入口地址不对, 因为 mkimage 处理后会加入 64 字节 (0x40) 的额外信息, 所以将上方的 -e 选项后, 改为 0x , 通过 "UBOOT" 下载 uimage linux 内核 : 开启 2440 开发板 电源上电, 按 空格键 :

68 进入 UBOOT 设置菜单, 命令 :nfs :/home/niehao/work/ARM/nfs_uImages_arm/uImage_xc.bin 7, 开发板 UBOOT 挂接 NFS 文件系统 : set bootargs noinitrd root=/dev/nfs nfsroot= :/home/niehao/work/arm/nfs_romfs_2440 ip= : : : ::eth0:off init=/linuxrc console=ttysac0 nfs 服务配置 : nfsroot=[<server-ip>:]<root-dir>[,<nfs-options>] ip=<client-ip>:<server-ip>:<gw-ip>:<netmask>:<hostname>:<device>:<autoconf> 上面分别是 单板 IP, 服务器 IP, 网关, 子网掩码, hostname 不关心不用写 device, 如 eth0 等 ( 这是单板上的设备名 ) 最后的 off 是指 atuoconf 不需要 init=/linuxrc :init 脚本是 NFS 系统上的 linuxrc. console=ttysac0: 串口终端是 ttysac0.

69 下面是内核挂载 NFS 文件系统时的状态 : 三, 可能遇到的问题 : 1, NETDEV WATCHDOG: eth0: transmit timed out 错误 ( 网卡已工作了 ): 这并不是 NETDEV WATCHDOG 的问题, 把它关闭时, 关后网卡就不能工作了 找到了自已原来开发板的内核移植手册, 发现里面移植 DM9000 时中断号和当前 DM9000 的平台设备定义中的不一样, 所以修改了提供的内核中的代码, 更改如下 重新编译固件后就可以了 linux/arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c 在其中 DM9000 平台设备结构中修改了中断引脚 1, 调整中断号 : 参照原开发板的驱动

70 上面的宏 S3C2410_CS4 的值, 有的是其他值, 而我这里是 0x , 这是 DM9000 基地址设置 一般都是设置成片选 CS4 的基地址 0x 若这个基地址设置不正确, 则网卡无法工作 2, 在单板上通过 NFS 复制 PC 机上较大文件到目标板上的时候遇到的问题 : nfs: server *** not responding, still trying NFS 是用 UDP 传输的, 不可靠, 若是改成 TCP 传输可以避免此问题 但下面可以通过修改 读写 BUF 的大小 修改方法 : nfs mount 时候出现的 NFS 崩溃, 按照以下的方式 mount mount -t nfs -o intr,nolock,rsize=1024,wsize=1024 这样, 在 PC 端写的 ARM 架构程序可以拿到单板上运行了, 但这不是从 NFS 文件系统启动 的, 所以需要配置 UBOOT 启动参数, 来改变文件系统的挂载 一, 由于我用的并不 100ask 的标准 2440 开发板, 所以曾经遇到过的错误 : NETDEV WATCHDOG: eth0: transmit timed out 错误 ( 网卡已工作了 ), 这并平是 NETDEV WATCHDOG 的问题, 把它关闭时, 关后网卡不能工作 找到了自已原来开发板的内核移植手册, 发现里面移植 DM9000 时中断号和老大的 DM9000 的平台设备定义中的不一样, 所以修改了老 大提供的内核中的代码, 更改如下 重新编译固件后就可以了 linux/arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c 在其中 DM9000 平台设备结构中修改了中断 引脚

71 1, 调整中断号 : 参照原开发板的驱动 : 上面的宏 S3C2410_CS4 的值, 有的是 0x , 而我这里是 0x , 这是 DM9000 基地址设置 一般都是设置成片选 CS4 的基地址 0x 若这个基 地址设置不正确, 则网卡无法工作 2, 在单板上通过 NFS 复制 PC 机上较大文件到目标板上的时候遇到的问题 : nfs: server *** not responding, still trying 修改方法 : nfs mount 时候出现的 NFS 崩溃, 按照以下的方式 mount mount -t nfs -o intr,nolock,rsize=1024,wsize= :/work/somedir /client 二, 设置 NFS 挂载 : 1, 配置 NFS 服务端 :vim /etc/exports * 号和后面的 () 间不能有空格 如只是指定一个 IP 地址来挂接, 则若 : Work/s3c2440/nfs_romfs (rw,sync,no_root_squash) Ip 与后面的参数没有空格 上面只定义了一个可以被挂接的 NFS 目录 这里可以写多个目录

72 下面是 PC 端的 NFS 文件系统目录 : 2, 单板上的挂接 : 这样, 在 PC 端写的 ARM 架构程序可以拿到单板上运行了, 但这不是从 NFS 文件系统启动 的, 所以需要配置 UBOOT 启动参数, 来改变文件系统的挂载 三, 配置 UBOOT 内核启动方式 : 1, 原来的文件系统启动参数 : 2, 修改成如下值 : noinitrd root=/dev/nfs nfsroot= :/work/nfs_root/romfs 服务器 IP 和要被挂载的 NFS 目录 ip= : : : ::eth0:off 上面分别是 单板 IP, 服务器 IP, 网关, 子网掩码, hostname 不关心不用写 device, 如 eth0 等 ( 这是单板上的设备名 ) 最后的 off 是指 atuoconf 不需要

73 init=/linuxrc init 脚本是 NFS 系统上的 linuxrc. console=ttysac0 串口终端是 ttysac0. 3, 内核成功挂载 NFS 文件系统 :