总览
本文基于 u-boot-1.1.6, 使用jz2440开发板. 若要使用最新的u-boot版本见: u-boot官网 u-boot下载
u-boot 编译过程
解压缩 u-boot-1.1.6
打补丁 针对特定开发板发布的补丁. 打补丁方法uboot目录下$ patch -p1 < ../补丁文件 p1表示忽略补丁目标目录的第一层
配置 make 100ask24x0_config
编译: make, 获取 u-boot.bin 文件
烧录, 多种方式, 可以用jlink烧录到 NOR Flash 中
u-boot功能:
本质是单片机程序
硬件相关初始化
关看门狗
初始化时钟
初始化SDRAM
从Flash读取内核
最终目的: 启动内核
为开发方便, 还支持:
u-boot的README 要了解 u-boot 的架构和设计思路, 建议先看自带的 README 文件. 重要信息如下:
include/configs/<board_name>.h 板级配置头文件make NAME_config 加载配置, 准备编译make or make all 编译生成bin文件Monitor Commands - Overview: u-boot 指令概览Environment Variables: u-boot 环境变量Linux HOWTO: 编译linux uImageBoot Linux: u-boot 启动Linux相关设置
自己设置板级配置的步骤: (位于 README line 2375)
Add a new configuration option for your board to the toplevel
Create a new directory to hold your board specific code. Add any.c”, “flash.c” and “u-boot.lds”.
Create a new configuration file “include/configs/.h” for
If you’re porting U-Boot to a new CPU, then also create a new
Run “make _config” with your new name.
Type “make”, and you should get a working “u-boot.srec” file
Debug and solve any problems that might arise.
u-boot的Makefile 分析 100ask24x0 即jz2440板子的Makefile实现. Linux下可以使用grep搜索.
grep -n 100ask24x0 ./Makefile grep -nr 100ask24x0 * grep -nwr 100ask24x0 * grep -nd skip 100ask24x0 * find ./ -name "Makefile" | xargs grep -nw --color "uboot"
‘make 100ask24x0_config’ 指令分析 make 100ask24x0_config 其指令结构和 make clean 是一样的.100ask24x0_config 为目标的行即可:
1886 100ask24x0_config : unconfig 1887 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 ./mkconfig 100ask24x0 arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
因此, 我们需要去当前文件夹下查找 mkconfig 这个脚本文件.
23 BOARD_NAME="$1 " 28 "Configuring for ${BOARD_NAME} board..." 46 cd ./include 47 rm -f asm 48 ln -s asm-$2 asm 51 rm -f asm-$2 /arch 56 ln -s ${LNPREFIX} arch-$6 asm-$2 /arch 60 rm -f asm-$2 /proc 61 ln -s ${LNPREFIX} proc-armv asm-$2 /proc 67 echo "ARCH = $2 " > config.mk 68 echo "CPU = $3 " >> config.mk 69 echo "BOARD = $4 " >> config.mk 71 [ "$5 " ] && [ "$5 " != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5 " >> config.mk 73 [ "$6 " ] && [ "$6 " != "NULL" ] && echo "SOC = $6 " >> config.mk 82 > config.h 84 echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h 85 echo "#include <configs/$1 .h>" >>config.h
‘make’ 指令分析 make 实际上执行的是 make all, Makefile 中比较重要的几行为:
116 # load ARCH, BOARD, and CPU configuration 117 include $(OBJTREE)/include/config.mk 118 export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC # ./include/config.mk 这个文件由 `make 100ask24x0_config` 指令生成, 可获得如下变量 # ARCH = arm # CPU = arm920t # BOARD = 100ask24x0 # SOC = s3c24x0 164 include $(TOPDIR)/config.mk # u-boot-1.1.6 根目录下的配置文件, 里面有一些变量的定义 169 OBJS = cpu/$(CPU)/start.o 193 LIBS = lib_generic/libgeneric.a 194 LIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a 195 LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a 197 LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a 199 LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a # 加载几个板级参数相关的变量值. 特别注意 start.o 这个文件, 是整个u-boot最先运行的文件 239 ALL = $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) 241 all: $(ALL) # `make` 指令的入口就在这里. 可以根据 ALL 目标后面的依赖开始看这个 make 的过程 262 $(obj)u-boot: depend version $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT) 263 UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\ 264 cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \ 265 --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \ 266 -Map u-boot.map -o u-boot # 比较重要的一个指令. 可以运行 `make`, 在最后会看到这条指令的展开式, 用这种倒推的方式比较方便. 其展开如下: make[1]: Leaving directory '/home/draapho/jz2440/uboot/u-boot-1.1.6/common' # 这句不重要, 但这句的位置很明显, 所以写在这里了. UNDEF_SYM=`arm-linux-objdump -x 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 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 |sed -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\ # 整个语句有点复杂, 用了一系列管道指令, 将最终结果赋值给 UNDEF_SYM 这么一个变量 # 对 "UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\" 的展开 # 其中 "board/100ask24x0/lib100ask24x0.a cpu/arm920t/libarm920t.a cpu/arm920t/s3c24x0/libs3c24x0.a lib_arm/libarm.a" 就是对 $(LIBS) 的展开 cd /home/draapho/jz2440/uboot/u-boot-1.1.6 && # "cd $(LNDIR) &&" 的展开, 进入 u-boot-1.1.6 目录. arm-linux-ld -Bstatic -T /home/draapho/jz2440/uboot/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/u-boot.lds -Ttext 0x33F80000 $UNDEF_SYM cpu/arm920t/start.o \ # "$(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \" 的展开 # $(LD) 就是 arm-linux-ld 链接指令. 其中 "LD = $(CROSS_COMPILE)ld", 定义在 "./config.mk", $(CROSS_COMPILE) 在 Makefile 下面. # $(LDFLAGS) 给出了链接指令的参数, 定义在 "./config.mk", 形式为 "LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)" # 根据 "cpu/arm920t/start.o", 可以知道 start.s 的文件位置, 便于以后查看. (由u-boot.lds可知, 这是u-boot第一个运行的代码段) # !!! 其中 $(LDSCRIPT) 和 $(TEXT_BASE) 很重要 !!! # "LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds", 定义在 "./config.mk". 可以查看链接脚本 # "TEXT_BASE = 0x33F80000", 定义在 "./board/100ask24x0/config.mk". 这个参数明显是板级相关的. 也可以使用 0x33F80000 来搜索. --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 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 /usr/local/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.5 -lgcc \ -Map u-boot.map -o u-boot # 依旧属于 arm-linux-ld 的指令, 这里就是对 "$(__LIBS)" 和 "$(PLATFORM_LIBS)" 的展开, 忽略这一段, 对理解没有影响.
‘u-boot.lds’ 链接脚本分析 根据对 Makefile 的分析, 可以知道uboot代码的偏移地址被设置成了 -Ttext 0x33F80000 这么一个值.给u-boot的代码段分配的空间位于SDRAM最顶部的512K.
链接脚本 ./board/100ask24x0/u-boot.lds 也很重要. 从中可以知道u-boot整个代码段的分配情况. 下面来分析一下:
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") /*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm", "elf32-arm", "elf32-arm")*/ OUTPUT_ARCH(arm) ENTRY(_start) SECTIONS { // . 表示当前位置, 设置当前位置为 0. 实际物理地址需要加上偏移量 0x33F80000 . = 0x00000000; . = ALIGN(4); // 4字节对齐 .text : // 代码段 { cpu/arm920t/start.o (.text) // 第一段代码放 start.s board/100ask24x0/boot_init.o (.text) // 第二段代码放 boot_init.c (非必须) *(.text) // 其它的代码段 } . = ALIGN(4); .rodata : { *(.rodata) } // 只读数据段, RO段 . = ALIGN(4); .data : { *(.data) } // 数据段, RW段 . = ALIGN(4); .got : { *(.got) } // uboot自定义, 非标准段 . = .; __u_boot_cmd_start = .; // 赋值 __u_boot_cmd_start, 命令段起始位置 .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }// uboot 命令段, uboot通过宏定义, 将命令放在该段 __u_boot_cmd_end = .; // 赋值 __u_boot_cmd_end, 命令段结束位置 . = ALIGN(4); __bss_start = .; // 赋值 __bss_start .bss : { *(.bss) } // bss 段 _end = .; // 赋值 _end }
原创于 DRA&PHO