tiny4412編譯與移植U-Boot

tiny4412編譯與移植U-Boot

1.uboot簡介

U-Boot 是一個(gè)主要用于嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序，可以支持多種不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括PPC、ARM、AVR32、MIPS、x86、68k、Nios與MicroBlaze。這也是一套在GNU通用公共許可證之下發(fā)布的自由軟件。

U-Boot本質(zhì)是一個(gè)裸機(jī)程序，是一種普遍用于嵌入式系統(tǒng)中的開源的Bootloader，作用是用來引導(dǎo)操作系統(tǒng)，以及給開發(fā)人員提供測試調(diào)試工具。主要負(fù)責(zé)基本硬件初始化，導(dǎo)啟動(dòng)內(nèi)核啟動(dòng)。

2.選擇U-Boot理由

① 開放源碼；
② 支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android；
③ 支持多個(gè)處理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS；
④ 較高的可靠性和穩(wěn)定性；
⑤ 高度靈活的功能設(shè)置，適合U-Boot調(diào)試、操作系統(tǒng)不同引導(dǎo)要求、產(chǎn)品發(fā)布等；
⑥ 豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等；
⑦ 較為豐富的開發(fā)調(diào)試文檔與強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持；

3.U-Boot主要功能

系統(tǒng)引導(dǎo)支持NFS掛載、RAMDISK(壓縮或非壓縮)形式的根文件系統(tǒng)；支持NFS掛載、從FLASH中引導(dǎo)壓縮或非壓縮系統(tǒng)內(nèi)核；

基本輔助功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)接口功能；可靈活設(shè)置、傳遞多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)給操作系統(tǒng)，適合系統(tǒng)在不同開發(fā)階段的調(diào)試要求與產(chǎn)品發(fā)布，尤以Linux支持最為強(qiáng)勁；支持目標(biāo)板環(huán)境參數(shù)多種存儲(chǔ)方式，如FLASH、NVRAM、EEPROM；

CRC32校驗(yàn)可校驗(yàn)FLASH中內(nèi)核、RAMDISK鏡像文件是否完好；

設(shè)備驅(qū)動(dòng)串口、SDRAM、FLASH、以太網(wǎng)、LCD、NVRAM、EEPROM、鍵盤、USB、PCMCIA、PCI、RTC等驅(qū)動(dòng)支持；

上電自檢功能SDRAM、FLASH大小自動(dòng)檢測；SDRAM故障檢測；CPU型號；

4.U-Boot工作模式

uboot分為啟動(dòng)加載模式和下載模式。啟動(dòng)模式即為正常工作模式，嵌入式產(chǎn)品發(fā)布時(shí)必須工作在啟動(dòng)模式，此時(shí)uboot可以完成操作系統(tǒng)引導(dǎo)，可以將操作系統(tǒng)從flash中拷貝到sram中運(yùn)行，整個(gè)過程自動(dòng)完成；下載模式即可完成系統(tǒng)更新，可以通過各種通訊方式將PC端數(shù)據(jù)拷貝到嵌入式產(chǎn)品中。

5.U-Boot啟動(dòng)流程

uboot多數(shù)BootLoader都分為stage1和stage2兩大部分，U-boot也不例外。stage1主要存放依賴于CPU架構(gòu)代碼，通常是匯編程序。stage2則通常用C語言來實(shí)現(xiàn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。

• stage1作用

stage1代碼通過存放在start.S中，和CPU架構(gòu)相關(guān)，例如tiny4412的.S文件存放路徑：uboot_tiny4412-sdk1506\arch\arm\cpu\armv7。

stage1匯編代碼實(shí)現(xiàn)功能為：

1.定義程序入口，一般入口存放在rom的0x0位置。
2.設(shè)置異常向量，初始化內(nèi)存控制器。
3.拷貝rom中的程序到ram中，初始化堆棧。
4.將指針指向到ram中執(zhí)行。

stage2作用

stage2存放的為C語言代碼，這也是整個(gè)uboot的主程序。該代碼注意實(shí)現(xiàn)功能為：

1.完成基本硬件初始化，如初始化flash;
2.初始化系統(tǒng)內(nèi)存分配函數(shù)。
3.如果目標(biāo)系統(tǒng)擁有 nand 設(shè)備，則初始化 nand 設(shè)備。
4.如果目標(biāo)系統(tǒng)有顯示設(shè)備，則初始化該類設(shè)備。
5.初始化相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，填寫 ip地址等。
6.進(jìn)入命令循環(huán)（即整個(gè) boot 的工作循環(huán)），接受用戶從串口輸入的命令，然后進(jìn)行相應(yīng)的工作。

??tiny4412 從SD卡啟動(dòng)，數(shù)據(jù)在SD卡中存儲(chǔ)格式：
??tiny4412從SD卡啟動(dòng)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存放是從第一個(gè)扇區(qū)開始。

1~16扇區(qū)存放bl1.bin文件，由三星提供。大小為固定8KB。
17~49扇區(qū)存放bl2.bin文件，該扇區(qū)用來存放uboot的前14KB代碼。
49~705扇區(qū)存放完整uboot文件。
705~1025扇區(qū)存放tzsw.bin簽名文件。
從1025扇區(qū)開始存放內(nèi)核鏡像文件，連續(xù)寫12288個(gè)扇區(qū)。
再往后則是根文件系統(tǒng)rootfs

• 系統(tǒng)啟動(dòng)流程

在開發(fā)板上電時(shí)，首先運(yùn)行的是Exynos本身自帶的64KB的flash中的程序，讀取簽名文件，加載uboot前14kb代碼到Exynos本身的256KB的SRAM中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)基本硬件初始化(如初始化外擴(kuò)內(nèi)存)，接著將完整Uboot拷貝到外擴(kuò)內(nèi)存中，將PC指針指向外擴(kuò)內(nèi)存。完成flash初始化、網(wǎng)卡初始化，讀取內(nèi)核、加載根文件系統(tǒng)，引導(dǎo)操作系統(tǒng)啟動(dòng)，最終uboot結(jié)束本次工作，將CPU使用權(quán)交接操作系統(tǒng)，至此，系統(tǒng)啟動(dòng)成功。

6.U-Boot移植與燒寫

PC端系統(tǒng)：ubuntu18.04
交叉編譯器：arm-linux-gcc

#解壓uboot源碼
[wbyq@wbyq src_pack]$ tar xvf /mnt/hgfs/ubuntu/software_pack/uboot_tiny4412-sdk1506.tar
[wbyq@wbyq uboot_tiny4412-sdk1506]$ make distclean
[wbyq@wbyq uboot_tiny4412-sdk1506]$ make clean #清空配置
[wbyq@wbyq uboot_tiny4412-sdk1506]$ make tiny4412_config #配置開發(fā)板
Configuring for tiny4412 board...
[wbyq@wbyq uboot_tiny4412-sdk1506]$ make -j8 #編譯源碼

6.1 ubunut編譯uboot報(bào)錯(cuò)

報(bào)錯(cuò)：libz.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
解決辦法：sudo apt-get install lib32ncurses5 sudo apt-get install lib32z1

6.2 make menuconfig報(bào)錯(cuò)

錯(cuò)誤1：make menuconfig’ requires the ncurses libraries。缺少ncurses庫。
解決辦法：sudo apt-get install libncurses5-dev
錯(cuò)誤2：

??將窗口放大即可。

6.3 燒寫uboot到SD卡

[wbyq@wbyq uboot_tiny4412-sdk1506]$ cd sd_fuse/ 
[wbyq@wbyq sd_fuse]$ make  //編譯生成mkbl2
[wbyq@wbyq sd_fuse]$ cd tiny4412/  
//插上SD卡，燒寫U-boot
[xsw@xsw tiny4412]$ sudo ./sd_fusing.sh /dev/sdb 

6.4 開發(fā)板運(yùn)行uboot

??將SD卡插到開發(fā)板上，選擇從SD卡啟動(dòng)，插上串口線。