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U-BOOT简介FrancHE课程内容介绍1.u-boot代码结构分析2.代码的编译与链接3.SMDK2410的代码执行流4.UBOOT的基本命令1.u-boot代码结构分析U-boot代码用了一种高度模块化的编程方式，主要包含下面几个目录：board：此目录包括了所有u-boot支持的目标板的子目录，像board/smdk2410/*就是我们所关心的，建立JTAG调试环境必须注意其中的config.mk,u-boot.lds。cpu：此目录包括了u-boot支持的CPU类型，我们只关心cpu/920t，CPU相关的文件主要是初始化一个执行环境，包括象中断的初始化；其中的start.S是整个u-boot.bin目标可执行代码的第一段代码，它们是从Flash开始运行的，它的主要工作就是对整个U-boot目标代码的重定位：即将U-boot和盘端到内存中去运行,这个文件对于如何在RAM里调试意义重大。common：其中包括了u-boot公共的一些命令的实现，像那些以cmd_*.c为名字的文件就是对应U-boot的每个命令的实现代码，我们通常关心cmd_boot.c和cmd_bootm.c（它们和内核的引导相关）。drivers：其中包括了各种外设接口的驱动程序，像smdk2410上的10M以太网卡的驱动程序cs8900.c就在其中。lib_arm：是一些ARM平台公共的接口代码，像board.c中的start_armboot()就是ARM引导的一个主要步骤。include：头文件的公共目录，其中的include/configs/smdk2410.h定义了所有和smdk2410相关的资源的配置参数，我们往往只需修改这个文件就可以配置目标板的参数像波特率、引导参数、物理内存映射等等。

2.代码的编译与链接

U-boot的编译相当简单，只需以下几条命令即可：#cd*/u-boot-1.1.3./#makesmdk2410_config ＃建立针对smdk2410的编译环境；#make最终可以生成一个u-boot.bin的文件，通过sjf2410可以将其烧录到目标板的NANDFLASH的0地址开始的一段空间。而在目标文件链接的过程中，目标代码的链接则是由对应板目录下的u-boot.lds和config.mk文件来控制的，其中的config.mk指定代码段的第一条指令的地址，对于smdk2410板子u-boot的代码段从TEXT_BASE=0x33F80000开始。smdk2410的内存地址从3000‘0000到3400’0000共64M，0x33f80000正好是整个内存的高512K。针对不同的物理内存分布和大小，我们可以修改这个地址来与之配合。_TEXT_BASE

赋值为TEXT_BASE，来自于文件board/smdk2410/config.mk,其中是这么指定的

TEXT_BASE=0x33f80000_armboot_start

赋值为_start，即代码段的起始，实际上也等于TEXT_BASE；_armboot_end_data：赋值为armboot_end_data，由链接程序ld根据链接脚本确定，可参考board/smdk2410/u-boot.lds，其中是这么指定的ENTRY(_start)SECTIONS{.=0x00000000;.=ALIGN(4); .text: { cpu/pxa/start.o (.text) *(.text) }

…… armboot_end_data=.;.=ALIGN(4); bss_start=.;.bss:{*(.bss)} bss_end=.; armboot_end=.;} _bss_start：赋值为bss_start，由链接程序ld根据链接脚本确定；_bss_end：赋值为bss_end，由链接程序ld根据链接脚本确定；_armboot_end：赋值为armboot_end，由链接程序ld根据链接脚本确定。现在我们就可以来画一张u-boot的目标代码内存地址映射图了

3.smdk2410的代码执行流

U-boot代码执行stage1:U-boot的第一段代码位于cpu/smdk2410/start.S中，它主要完成CPU状态的正确设置、中断和内存时序等的初始化，然后确定是否需要对整个u-boot代码重定位，最终从Flash中跳转到定位好的内存位置执行第一个函数_start_armboot

。Start.S大致的执行流： _start: breset->reset:->relocate:->copy_loop:->_start_armboot: .wordstart_armboot这里我们解释一下重定位的概念：我们在调试u-boot时，开始一般是让它在RAM中运行，当RAM运行通过后才将其固化到FLASH中；这样如果我们当前的代码是通过BDI2000等Load到内存直接运行的话，u-boot就不需要去将自己从Flash搬移到内存了；而如果u-boot是固化在Flash中在CPU复位后由第一个片选信号指向开始执行的话，则有一个从Flash搬移到内存的过程。由于这段代码是一个重要的转折点，我们要对它进行一下分析其中最关键的一步就是通过ARM的伪指令adr得到当前代码的地址信息：如果u-boot是从内存开始运行的，则从adrr0,_start得到的地址信息为r0=_start=_TEXT_BASE=TEXT_BASE=0x33f80000；如果u-boot从Flash开始运行，即从smdk2410对应的0x0000地址运行，则r0=0x0000，这时将会执行copy_loop标识的那段代码了。U-boot代码执行流stage2:最终执行流将通过下面的语句跳转到C代码执行了：

ldr pc,_start_armboot _start_armboot:.wordstart_armbootstart_armboot()定义在lib_arm/board.c中，它很类似于Linux内核的start_kernel()，它们都是一种系统初始化的接口函数：在内核的start_kernel中集中完成了内核几乎所有资源的初始化，包括CPU相关的资源和外设接口等；而在start_armboot中则要集中完成以下几件事情(这些事情主要在init_sequence中定义）3.0定义全局结构GD

DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR; #defineDECLARE_GLOBAL_DATA_PTRregistervolatilegd_t*gdasm("r8")

也就是说使用r8存储这个结构的地址信息3.1.CPU的初始化：cpu_init它定义在cpu/smdk2410/cpu.c中，由于在U-boot中我们没有使用smdk2410CPU的慢速中断IRQ和快速中断FIQ机制，不存在一个所谓的中断栈的初始化，因而这个函数实际上是空的。3.2.目标板的初始化：board_init它定义在board/smdk2410/smdk2410.c中，其主要工作就是对一个目标板参数结构gd_t{}的初始化，该结构定义在include/asm-arm/global_data.h中：typedef struct global_data{ bd_t *bd; unsignedlong flags; unsignedlong baudrate; unsignedlong have_console; /*serial_init()wascalled*/ unsignedlong reloc_off; /*RelocationOffset*/ unsignedlong env_addr; /*AddressofEnvironmentstruct*/ unsignedlong env_valid; /*ChecksumofEnvironmentvalid?*/ unsignedlong fb_base; /*baseaddressofframebuffer*/#ifdefCONFIG_VFD unsignedchar vfd_type; /*displaytype*/#endif}gd_t;该数据结构用来传递一些引导的核心参数，从其定义我们就可以看出其中每个参数的意义，我们最关心其第一个参数即目标板配置参数结构bd_t{}，它由include/asm-arm/u-boot.h定义：

typedefstructbd_info{int bi_baudrate; /*serialconsolebaudrate*/unsignedlong bi_ip_addr; /*IPAddress*/unsignedchar bi_enetaddr[6]; /*Ethernetadress*/structenvironment_s *bi_env;ulong bi_arch_number; /*uniqueidforthisboard*/ulong bi_boot_params; /*wherethisboardexpectsparams*/struct /*RAMconfiguration*/{ ulongstart; ulongsize;}bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];}bd_t;那么在board_init对gd中的bi_arch_number域和bi_boot_params域做了设置:

gd->bd->bi_arch_number=MACH_TYPE_SMDK2410;

/*adressofbootparameters*/ gd->bd->bi_boot_params=0x30000100;3.3.中断初始化：interrupt_init定义在cpu/arm920t/s3c24x0/interrupts.c中，U-boot引导S3C2410过程中没有使用中断，函数为空。

3.4.环境变量初始化：env_initU-boot可以支持以下几种环境变量的存放方式：如EEPROM,NVRAM,FLASH等。smdk2410板子使用FLASH来存放环境变量参数，因而会定义CFG_ENV_IS_IN_FLASH；并且它没有实现在Flash中对参数的冗余备份，因而CFG_ENV_ADDR_REDUND是没有定义的，所以我们关心的代码实际位于common/env_flash.c的261行开始在其中要根据一个环境变量的描述结构的全局变量进行操作，该结构简单地就是：

typedef structenvironment_s{ unsignedlongcrc; /*CRC32overdatabytes*/ unsignedchar data[ENV_SIZE]; /*Environmentdata*/

}env_t;实质上就是初始化全局数据区结构gd_t的env_addr指针：env_t*env_ptr=(env_t*)CFG_ENV_ADDR;//L68

gd->env_addr=(ulong)&(env_ptr->data);

这样下面的代码就可以根据这个指针来访问各个环境参数了。

3.5.环境变量之波特率：init_baudrate该函数就定义在lib_arm/board.c中，目的就是对全局参数区结构的gd_t和目标板参数结构bd_t的对应域赋值，该值要从环境参数区中读取出来，如果没有定义该环境参数则用缺省值，缺省值定义在smdk2410.h中：#defineCONFIG_BAUDRATE 115200，对应的参数赋值语句为

gd->bd->bi_baudrate=gd->baudrate=…;3.6.串口初始化：serial_init对于smdk2410来说，串口的初始化定义在cpu/920t/s3c24x0/serial.c中 ，非常简单，它就是根据属性和波特率对与UART相关的配置寄存器UFCON，UMCON，ULCON，UCON，UBRDIV进行设置。3.7.控制台初始化：console_init_f定义在common/console.c中，简单地赋值gd->have_console=1。定义了有串口。3.8.U-boot第一段输出：display_banner该函数也定义在lib_arm/board.c中，它输出一些U-boot的版本信息，如：U-Boot1.1.3(Aug292005-17:35:13)U-Bootcode:A1FE0000->A1FF76DCBSS:->A1FFB0C43.9.SDRAM配置信息：dram_init,display_dram_config定义在board/smdk2410/smdk2410.c中，配置物理内存的起始位置和大小，像smdk2410板其SDRAM从PHYS_SDRAM_1(0x30000000)开始，大小为PHYS_SDRAM_1_SIZE(0x4000000)

gd->bd->bi_dram[0].start=PHYS_SDRAM_1; gd->bd->bi_dram[0].size=PHYS_SDRAM_1_SIZE;最后配置信息通过display_dram_config显示出来，如：DRAMConfiguration:Bank#0:0x3000000064MB3.10.Flash配置信息：flash_init,display_flash_config定义在board/smdk2410/flash.c中，它要完成对flash_info_t{}(/include/flash.h)数据结构的初始化：

typedefstruct{ ulong size; /*totalbanksizeinbytes*/ ushort sector_count; /*numberoferaseunits*/ ulong flash_id; /*combineddevice&manufacturercode*/ ulong start[CFG_MAX_FLASH_SECT];/*physicalsectorstartaddresses*/ uchar protect[CFG_MAX_FLASH_SECT];/*sectorprotectionstatus */}flash_info_t;对于smdk2410来说，才用一片AMD的29LV400芯片，其总共的容量为FLASH_BANK_SIZE（定义为0x100000即1M），总共的块数为CFG_MAX_FLASH_SECT（19块）,sector大小有16K，有8K，还有32K，当完成了flash_info的配置后，我们也要通过flash_protect()将Flash的Monitor段和参数段加以写保护。最后Flash的配置信息通过display_flash_config显示出来，如：Flash:1MB3.11.动态内存分配初始化：mem_malloc_init这个函数是整个u-boot代码的另