基于jz2440的uboot分析.docx
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基于jz2440的uboot分析
一、一般步骤：
1、拷贝u-boot源文件至目标目录，解压，得到源代码树
2、配置u-boot，执行命令make100ask24x0_config
3、执行make生成可执行的二进制文件u-boot.bin
4、Tftp0x30000000u-boot.bin或者NFS模式
5、Go0x30000000,或者烧写到nandflash中
2、配置过程：
make100ask24x0_config
查找顶层Makefile的100ask24x0_config目标：
100ask24x0_config:
unconfig
@$（MKCONFIG）$（@:
_config=）armarm920t100ask24x0NULLs3c24x0
MKCONFIG：
MKCONFIG:
=$（SRCTREE）/mkconfig
$（@:
_config=）
将目标字符串的_config替代为空格，即$（@:
_config=）为100ask24x0
则上面的一句话变成：
$（@:
_config=）
100ask24x0_config:
unconfig
mkconfig100ask24x0armarm920t100ask24x0NULLs3c24x0
查找源根目录下的文件mkconfig，执行完上述命令后得到：
A、BOARD_NAME=100ask24x0
打印这句话“Configuringfor100ask24x0board..”
B、.创建三个链接：
cd./include
ln-sasm-$2asm，即ln-sasm-armasm，在include目录下创建一个链接asm-arm指向asm
ln-s${LNPREFIX}arch-$6asm-$2/arch，即ln-sarch-s3c24x0asm-arm/arch
ln-s${LNPREFIX}proc-armvasm-$2/proc即ln-sproc-armvasm-arm/proc
C、配置config.mk
#
#CreateincludefileforMake
#
echo"ARCH=$2">config.mk
echo"CPU=$3">>config.mk
echo"BOARD=$4">>config.mk
即在config.mk文件中：
ARCH=arm
CPU=arm920t
BOARD=100ask24x0
SOC=s3c24x0
D、创建相关的头文件
#
#Createboardspecificheaderfile
#创建相关的头文件
#
创建config.h头文件
echo"/*Automaticallygenerated-donotedit*/">>config.h
echo"#include">>config.h
即在头文件config.h中输入；
/*Automaticallygenerated-donotedit*/
#include
”>”表示新建一个文件
三、分析make过程
1、首先指定一些常数，如版本等等，使用前面的配置文件mkconfig,得到一些参数如CPU，arch等。
include$（OBJTREE）/include/config.mk
exportARCHCPUBOARDVENDORSOC
2、指定交叉编译器exportCROSS_COMPILE
3、接着就是一系列需要编译的文件和库文件
OBJS=cpu/$（CPU）/start.o
OBJS:
=$（addprefix$（obj）,$（OBJS））
LIBS=lib_generic/libgeneric.a
LIBS+=....
LIBS:
=$（addprefix$（obj）,$（LIBS））//给$（LIBS）加前缀$（obj），即$（LIBS）=$（obj）$（LIBS），
$（obj）u-boot:
dependversion$（SUBDIRS）$（OBJS）$（LIBS）$（LDSCRIPT）
UNDEF_SYM=`$（OBJDUMP）-x$（LIBS）|sed-n-e's/.*\（__u_boot_cmd_.*\）/-u\1/p'|sort|uniq`;\
cd$（LNDIR）&&$（LD）$（LDFLAGS）$$UNDEF_SYM$（__OBJS）\
--start-group$（__LIBS）--end-group$（PLATFORM_LIBS）\
-Mapu-boot.map-ou-boot
cd/home/linux/soft/u-boot-1.1.6&&arm-linux-ld-Bstatic-T/home/linux/soft/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/u-boot.lds-Ttext0x33F80000$UNDEF_SYMcpu/arm920t/start.o\
--start-grouplib_generic/libgeneric.aboard/100ask24x0/lib100ask24x0.acpu/arm920t/libarm920t.acpu/arm920t/s3c24x0/libs3c24x0.alib_arm/libarm.afs/cramfs/libcramfs.afs/fat/libfat.afs/fdos/libfdos.afs/jffs2/libjffs2.afs/reiserfs/libreiserfs.afs/ext2/libext2fs.anet/libnet.adisk/libdisk.artc/librtc.adtt/libdtt.adrivers/libdrivers.adrivers/nand/libnand.adrivers/nand_legacy/libnand_legacy.adrivers/usb/libusb.adrivers/sk98lin/libsk98lin.acommon/libcommon.a--end-group-L/home/linux/toolchain/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.5-lgcc\
-Mapu-boot.map-ou-boot
从中可以看出链接文件为u-boot.lds
SECTIONS
{
.=0x00000000;//u-boot.bin文件的安放的起始位置
.=ALIGN（4）;
.text:
{
cpu/arm920t/start.o（.text）
board/100ask24x0/boot_init.o（.text）
*（.text）
}
.=ALIGN（4）;
.rodata:
{*（.rodata）}
.=ALIGN（4）;
.data:
{*（.data）}
.=ALIGN（4）;
.got:
{*（.got）}
.=.;
__u_boot_cmd_start=.;
.u_boot_cmd:
{*（.u_boot_cmd）}
__u_boot_cmd_end=.;
.=ALIGN（4）;
__bss_start=.;
.bss:
{*（.bss）}
_end=.;
}
其中：
__u_boot_cmd_start=.;
.u_boot_cmd:
{*（.u_boot_cmd）}
__u_boot_cmd_end=.;
自定义的u_boot_cmd段
#defineStruct_Section__attribute__（（unused,section（".u_boot_cmd"）））
#defineU_BOOT_CMD（name,maxargs,rep,cmd,usage,help）\
cmd_tbl_t__u_boot_cmd_##nameStruct_Section={#name,maxargs,rep,cmd,usage,help}
U_BOOT_CMD（name,maxargs,rep,cmd,usage,help）
展开即是：
cmd_tbl_t__u_boot_cmd_name
__attribute__（（unused,section（".u_boot_cmd"）））={name,maxargs,rep,cmd,usage,help}
即将结构体__u_boot_cmd_name按照给定参数初始化
structcmd_tbl_s{
char*name;/*CommandName*/
intmaxargs;/*maximumnumberofarguments*/
intrepeatable;/*autorepeatallowed?
*/
/*Implementationfunction*/
int（*cmd）（structcmd_tbl_s*,int,int,char*[]）;
char*usage;/*Usagemessage（short）*/
#ifdefCFG_LONGHELP
char*help;/*Helpmessage（long）*/
#endif
#ifdefCONFIG_AUTO_COMPLETE
/*doautocompletiononthearguments*/
int（*complete）（intargc,char*argv[],charlast_char,intmaxv,char*cmdv[]）;
#endif
};
Run_command（）
将所有命令放在u-boot.cmd段中，（以结构体形式存在），run_command（）运行时，根据传进来的参数，find_command（）函数来查找命令，之后进行一系列的处理后运行一些可执行的程序。
自己写u_boot命令：
在comcom目录下仿照其他文件的编写，在修改该目录下的Makefile，增加该文件
环境参数的设置（以此结构体存放）：
typedefstructenvironment_s
{
unsignedlongcrc;/*CRC32overdatabytes*/
#ifdefCFG_REDUNDAND_ENVIRONMENT
unsignedcharflags;/*active/obsoleteflags*/
#endif
unsignedchardata[ENV_SIZE];/*Environmentdata*/
}env_t;
/*最开始，调用env_init函数对环境变量进行初始化，
这里暂时不考虑ENV_IS_EMBEDDED的情况，所以，初始化
工作就是设置env_addr地址，并设置env_valid为有限
*/
intenv_init（void）
初始化环境变量地址为default值之后，调用下面env_relocate函数具体分配内存空间，将环境变量从flash中读到内存中来，完成初始化过程.
前面介绍了环境变量初始化的过程，在完成了初始化之后。
U-boot其它部分的代码在要调用环境变的时候可以调用相应的接口读取。
这个接口就是getenv
Getenv函数就是在gd->env_addr这个buffer中不断的寻找name相对应的字符串，找到这个字符串”name=xxxxxx”之后将第一个x的地址返回。
本文还需要分析一下的就是对环境参数的保存，如果通过u-boot命令setenv修改了环境参数，我们必须还要通过saveenv将修改的参数保存在能在下次启动是继续使用设置的参数
这个函数比较简单，首先就是擦除相应部分的flash，然后将环境变量结构体写到对应的flash部分，我分析的mini2440中环境变量的偏移地址是256K，总共大小为64K.
向linux内核传递参数：
./common/cmd_bootm.c文件调用./uboot/arch/arm/lib/bootm.c文件中的do_nand_boot函数来启动Linuxkernel。
在do_nand_boot函数中：
intdo_nand_boot（cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv[]）
{
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
intret;
bd_t*bd=gd->bd;
ulongaddr,data,len,initrd_start,initrd_end;
void（*theKernel）（intzero,intarch,uintparams）;
intstrlen;
char*commandline=getenv（"bootargs"）;
setup_start_tag（bd）;//初始化第一个kerneltag结构体
setup_serial_tag（¶ms）;
setup_revision_tag（¶ms）;
setup_memory_tags（bd）;
theKernel（0,
machid,
bd->bi_boot_params//传给Kernel的参数＝（structtag*）型的bd->bi_boot_params
）;
}
setup_start_tag和setup_memory_tags函数说明
函数setup_start_tag也在此文件中定义，如下：
staticvoidsetup_start_tag（bd_t*bd）
{
params=（structtag*）bd->bi_boot_params;
/*初始化（structtag*）型的全局变量params为bd->bi_boot_params的地址，
*之后的setuptags相关函数如下面的setup_memory_tags
*就把其它tag的数据放在此地址的偏移地址上。
*/
params->hdr.tag=ATAG_CORE;
params->hdr.size=tag_size（tag_core）;
params->u.core.flags=0;
params->u.core.pagesize=0;
params->u.core.rootdev=0;
params=tag_next（params）;
}
RAM相关参数在函数setup_memory_tags中初始化：
staticvoidsetup_memory_tags（bd_t*bd）
{
inti;
for（i=0;iparams->hdr.tag=ATAG_MEM;
params->hdr.size=tag_size（tag_mem32）;
params->u.mem.start=bd->bi_dram[i].start;
params->u.mem.size=bd->bi_dram[i].size;
params=tag_next（params）;
}//初始化内存相关tag
}
Kernel读取U-boot传递的ATAG参数，
Head.s中最终调用start_kernel
init/main.c中的start_kernel函数中会调用setup_arch函数来处理各种平台相关的动作，包括了u-boot传递过来参数的分析和保存
其中，setup_arch函数在arch/arm/kernel/setup.c文件中实现，如下：
void__initsetup_arch（char**cmdline_p）
{
structtag*tags=（structtag*）&init_tags;
structmachine_desc*mdesc;
char*from=default_command_line;
setup_processor（）;
mdesc=setup_machine（machine_arch_type）;
machine_name=mdesc->name;
if（mdesc->soft_reboot）
reboot_setup（"s"）;
if（__atags_pointer）
//指向各种tag起始位置的指针，定义如下：
//unsignedint__atags_pointer__initdata;
//此指针指向__initdata段，各种tag的信息保存在这个段中。
tags=phys_to_virt（__atags_pointer）;
elseif（mdesc->boot_params）
tags=phys_to_virt（mdesc->boot_params）;
if（tags->hdr.tag!
=ATAG_CORE）
convert_to_tag_list（tags）;
if（tags->hdr.tag!
=ATAG_CORE）
tags=（structtag*）&init_tags;
if（mdesc->fixup）
mdesc->fixup（mdesc,tags,&from,&meminfo）;
if（tags->hdr.tag==ATAG_CORE）{
if（meminfo.nr_banks!
=0）
squash_mem_tags（tags）;
save_atags（tags）;
parse_tags（tags）;
//处理各种tags，其中包括了RAM参数的处理。
//这个函数处理如下tags：
__tagtable（ATAG_MEM,parse_tag_mem32）;
__tagtable（ATAG_VIDEOTEXT,parse_tag_videotext）;
__tagtable（ATAG_RAMDISK,parse_tag_ramdisk）;
__tagtable（ATAG_SERIAL,parse_tag_serialnr）;
__tagtable（ATAG_REVISION,parse_tag_revision）;
__tagtable（ATAG_CMDLINE,parse_tag_cmdline）;
}
init_mm.start_code=（unsignedlong）&_text;
init_mm.end_code=（unsignedlong）&_etext;
init_mm.end_data=（unsignedlong）&_edata;
init_mm.brk=（unsignedlong）&_end;
memcpy（boot_command_line,from,COMMAND_LINE_SIZE）;
boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1]='/0';
parse_cmdline（cmdline_p,from）;//处理编译内核时指定的cmdline或u-boot传递的cmdline
paging_init（&meminfo,mdesc）;
request_standard_resources（&meminfo,mdesc）;
#ifdefCONFIG_SMP
smp_init_cpus（）;
#endif
……
}
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