移植U-Boot 1.3.4到GT2440（第二版2.0）

文章由LinuxBoy分享于2019-04-01 03:04:05热评（291）

移植U-Boot 1.3.4到GT2440（第二版2.0）

第二版主要是对于第一版的一些错误改正，之前nand flash的移植失败，特在此处使用另一种nand flash移植方法.另外在这里还介绍一下uboot支持yaffs烧写功能的移植（新版里已经支持了），还介绍一下yaffs2文件系统的制作与使用。

移植U-Boot 1.3.4到GT2440（第一版）下载地址

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硬件配置

1、 GT2440\其它开发板

2、其中nand flash为2Kb一页（具体和512byte的有什么区别，参考nand元件手册，或者上网搜一下，对于uboot，主要是读nand时的写地址时序的不一样）

3、串行线

4、 J-link\j-tag（笔者用的是jlink，主要用于uboot的调试，因为你移植马上能用的可能性不大，所以需要调试）

软件配置：

1、u-boot-1.3.4

2、- j-link或者H-jtag

一、从nandflash 启动uboot的原理

Uboot 源码是不支持从nand中启动的，但是2410 2440是支持的，而且对于闪存，nand比较大容量，比较便宜，所以使用nand启动uboot是比较需要的。那么它启动的原理是什么？

其实从nand flash 控制器有一个特殊功能，会自动把nand flash前4K内容复制到4K SRAM中(注意，是只有4k的SRAM而不是SDRAM，超过怎么办，所以要复制到SDRAM中，如下图)中，并把0x00000000设置成内存起始地址，cpu从这个地址开始运行。这个过程不需要程序干涉。在配置NAND启动模式之后,S3C2440上电会先将NAND中的0x0 - 0x1000共4096字节的数据拷贝到位于Bank0中的Boot Internal SRAM上

这4K的内容，主要是保存的uboot的部分功能（拷贝功能），执行后，再把nand里的内容拷贝到SDRAM中，原因有下：

1、 SDRAM运行速度快

2、实际的uboot代码永远大于4Kb的空间，，所以要开辟一个新空间给uboot运行

这就是前4K所在的地方

二、uboot的运行流程

首先先大概分析一下uboot，这样有利于明白，移植的每一步是需要做些什么？

在讲uboot启动前，先讲一下arm启动流程，arm启动是先运行芯片厂家固化的boot block，这段程序是引导块，芯片厂家将boot block地址重映射到片内存储器空间最高处，接近接近2G(0x8000 0000靠MMU映射)。运行完这段程序后，就会运行0x0 地址。看回上面的2440存储映射图，假如是nor的话，就会直接运行Nor 里的内容，如果是nand的话，nand控制器先拷4k到0x0000 0000里的SRAM，然后0x4000000后的内容会被重映射到0x0000 0000的映射,这样就代表前4k直接操作的是bootinternal的SRAM，而不是nand的前4k，可能是因为SRAM速度快.

上个很好的图:

现在看回uboot启动流程:

像网上说的，uboot编译时首先编译的是u-boot-1.3.4\board\你的开发板文件夹\u-boot.lds，看一个2410的例子：

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

. = 0x00000000;

. = ALIGN(4);

.text :

{

cpu\arm920t\start.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 = .;

}

(1) 从ENTRY(_start)可以看出u-boot的入口函数是_start,这个没错

(2) 从. = 0x00000000也许可以看出_start的地址是0x00000000,事实并不是这样的，

.text为代码段,可以看出cpu/arm920t/start.o 在代码段的最前面,所以会先执行start.o 中的代码, 如何设置从0x33f80000开始呢?~这是链接的时候指定的

在根目录下面的config.mk中有下面一句

LDFLAGS +=-Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)

关键就是其中的-Ttext $(TEXT_BASE),这句指明了代码段的起始地址

而TEXT_BASE在 board/smdk2440/config.mk中定义 TEXT_BASE = 0x33F8 0000

为什么是0x33F80000呢?~

这是将NAND中Uboot拷贝到RAM中的起始地址,所以在代码拷贝到RAM之前不能使用绝对地址（链接后都会加上_TEXT_BASE）来寻址数据,只能用相对地址（相对于当前PC）(adr r0, _start可以确定程序在哪里运行，因为adr是基于pc当前值的，假如在内存中0x33f8000就应该是0x33f8000+_start，假如是在flash中，就应该是0+_start )

ARM汇编中，常有两种跳转方法：b跳转指令、ldr指令向PC赋值。 (参考《[NAND]UBOOT从NAND FLASH启动分析》)

要特别注意这两条指令的意思：

（a） b step：b跳转指令是相对跳转，依赖当前PC的值，偏移量是通过该

指令本身的 bit[23:0]算出来的，这使得使用b指令的程序不依赖于要跳到的代

码的位置，只看指令本身。具体是将这24位左移两位加上PC再赋给PC寄存器,得到目标地址

（b） ldr pc, =step ：该指令是一个伪指令编译后会生成以下代码：

ldr pc, 0x30008000

<0x30008000 > step

是从内存中的某个位置（step）读出数据并赋给PC，同样依赖当前PC的值，但

是偏移量是step的连接地址（运行时的地址），所以可以用它实现从Flash到RAM的程

序跳转。

（c）此外，有必要回味一下adr伪指令，U-boot中那段relocate代码就是通过adr实

现当前程序是在RAM中还是flash中：

relocate: /* 把U-Boot

重新定位到RAM*/

adr r0, _start /* r0是代码的当

前位置 */

/* adr伪指令，汇编器自动通过当前PC的值算出这条指令中“_start"的值，执行到_

start时PC的值放到r0中：

当此段在flash中执行时r0 = _start = 0；当此段在RAM中执行时_start = _TEXT_B

ASE(在board/smdk2410/config.mk中指定的值为0x33F80000，即u-boot在把代码拷贝到RAM中去执行的代码段的开始) */

ldr r1, _TEXT_BASE /* 测试判断是从Flash启

动，还是RAM */

/* 此句执行的结果r1始终是0x33F80000，因为此值是链接指定的 */

cmp r0, r1 /* 比较r0和r1，

调试的时候不要执行重定位 */(引用《u-boot.lds解析》)

所以说实际链接时，都是以_TEXT_BASE为基地址，但是运行时会根据现在代码所处的位置去复制uboot代码到内存(因为在复制到内存之前都是用相对地址的)，如果在内存，就直接接着运行即可.具体请参考u-boot根目录下的config.mk.

顺着这个config.lds文件，就开始执行u-boot-1.3.4\cpu\arm920t\start.S

它里面大概执行流程是

（1） CPU为SVC模式

（2） 定义中断向量表

（3） 关闭中断（因为uboot不需要使用中断）

（4） 底层初始化：两个函数cpu_init_crit和lowlevel_init

cpu_init_crit是禁止MMU和CACHE，为什么？因为如果你不禁止，有些数据会残留在cache上，会造成脏数据（《具体也可以参考ARM体系结构与编程》）

lowlevel_init主要是定义部分寄存器以及初始化SDRAM

（5） 然后把代码拷贝到内存中（没修改时为下面代码，修改后使用自��移植的）

#ifndefCONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT

relocate: /* relocate U-Boot to RAM */

adr r0,_start /* r0 <- currentposition of code */

ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */

cmp r0, r1 /* don't relocduring debug */

beq stack_setup

ldr r2, _armboot_start

ldr r3, _bss_start

sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */

add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */

copy_loop:

ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */

stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */

cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */

ble copy_loop

#endif /*CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */

（6） 初始化堆栈（其实就是在内存中开辟一个区域，用于保存数据，其实是栈,经典映射图如下图）

（7） 调用C语言函数入口，start_armboot

到此第一阶段基本完成

注意b 跳转跟 ldr 跳转是不一样的

b跳转，依赖当前PC值，偏移量通过指令bit[23:0]算出

Ldr pc，=label

Ldr 伪指令，将内存值赋给PC，也是依赖于当前PC值，但是偏移量是label的运行时的地址

这就是创建的堆

这就是创建的栈

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