uboot源码分析2-启动第二阶段-2.6.uboot和系统移植第6部分

朱有鹏老师 2023-01-12 15:05:27

课程名称	适应人群
uboot源码分析2-启动第二阶段-2.6.uboot和系统移植第6部分	中高级研发工程师

本课程为uboot学习的第6部分，主要内容是uboot启动的第二阶段start_armboot函数。本阶段是开发板级别的硬件初始化及uboot中数据结构的初始化函数集合，经过本轮初始化后uboot就进入了命令行死循环中。

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嵌入式linux核心课程基础资料uboot和linux内核移植linux应用编程和网络编程linux驱动开发等（课件&代码）资料： 0.基础预科 1.ARM裸机全集 2.uboot和linux内核移植 3.linux应用编程和网络编程 4.C语言专题精讲篇 5.linux驱动开发 6.基本项目篇 1.1.ARM裸机第一部分-ARM那些你得知道的事儿 1.2.ARM裸机第二部分-ARM体系结构与汇编指令 1.3.ARM裸机第三部分-开发板、原理图和数据手册 1.4.ARM裸机第四部分-GPIO和LED 1.5.ARM裸机第五部分-SDRAM和重定位relocate 1.6.ARM裸机第六部分-时钟系统 1.7.ARM裸机第七部分-串口通信详解 1.8.ARM裸机第八部分-按键和CPU的中断系统 1.9.ARM裸机第九部分-定时器、看门狗和RTC 1.10.ARM裸机第十部分-SD卡启动详解 1.11.ARM裸机第十一部分-NandFlash和iNand 1.12.ARM裸机第十二部分-I2C通信详解 1.13.ARM裸机第十三部分-ADC 1.14.ARM裸机第十四部分-LCD显示器 1.15.ARM裸机第十五部分-触摸屏TouchScreen 1.16.ARM裸机第十六部分-shell原理和问答机制引入 2.1.uboot和系统移植第1部分-uboot学习前传 2.2.补基础之shell和Makefile 2.3.零距离初体验uboot 2.4.uboot配置和编译过程详解 2.5.uboot源码分析1-启动第一阶段 2.6.uboot源码分析2-启动第二阶段 2.7.uboot源码分析3-uboot如何启动内核 2.8.uboot源码分析4

移植u-boot-1.1.6、linux-2.6.30.4、yaffs2文件系统、tslib、Qt-4.7.3；自己写的一些驱动，另外还有交叉编译工具链（备注：uboot用arm-linux-gcc-3.4.5来编译，其它的用arm-linux-gcc-4.3.3来编译；t….zip项目工程资源经过严格测试可直接运行成功且功能正常的情况才上传，可轻松复刻，拿到资料包后可轻松复现出一样的项目，本人系统开发经验充足（全领域），有任何使用问题欢迎随时与我联系，我会及时为您解惑，提供帮助。【资源内容】：包含完整源码+工程文件+说明（如有）等。答辩评审平均分达到96分，放心下载使用！可轻松复现，设计报告也可借鉴此项目，该资源内项目代码都经过测试运行成功，功能ok的情况下才上传的。【提供帮助】：有任何使用问题欢迎随时与我联系，我会及时解答解惑，提供帮助【附带帮助】：若还需要相关开发工具、学习资料等，我会提供帮助，提供资料，鼓励学习进步【项目价值】：可用在相关项目设计中，皆可应用在项目、毕业设计、课程设计、期末/期中/大作业、工程实训、大创等学科竞赛比赛、初期项目立项、学习/练手等方面

本人移植文档中涉及的文件打包，需要的下载哈

详细介绍linux2.6.38.8 nand 与yaffs2 移植

Linux系统移植目录第一部分前言....................................................................................................................................8 1 硬件环境......................................................................................................................................8 1.1 主机硬件环境.......................................................................................................................8 1.2 目标板硬件环境...................................................................................................................8 1.3 工具介绍...............................................................................................................................8 2 软件环境.......................................................................................................................................8 2.1 主机软件环境.......................................................................................................................8 2.1.1 Windows 操作系统.......................................................................................................8 2.1.2 Linux 操作系统 .......................................................................................................8 2.1.3 目标板最后运行的环境...............................................................................................9 2.2 Linux 下工作用户及环境....................................................................................................9 2.2.1 交叉工具的安装...........................................................................................................9 2.2.2 uboot移植工作目录....................................................................................................9 2.2.3 内核及应用程序移植工作...........................................................................................9 2.3 配置系统服务.....................................................................................................................10 2.3.1 tftp 服务器的配置.......................................................................................................10 2.4 工具使用.............................................................................................................................12 2.4.1 minicom的使用..........................................................................................................12 3 作者介绍....................................................................................................................................13 3.1 策划, 组织, 指导, 发布者...................................................................................................13 3.2 ADS bootloader部分..........................................................................................................13 3.3 交叉工具部分.....................................................................................................................13 3.4 uboot 部分...........................................................................................................................13 3.5 内核部分.............................................................................................................................13 3.6 应用程序部分.....................................................................................................................13 3.7 网卡驱动部分.....................................................................................................................13 3.8 Nand Flash 驱动部分.........................................................................................................13 第二部分系统启动bootloader 的编写(ADS).................................................................................14 1 工具介绍....................................................................................................................................14 1.1 ADS 命令行命令介绍........................................................................................................14 1.1.1 armasm........................................................................................................................14 1.1.2 armcc, armcpp.............................................................................................................14 1.1.3 armlink.........................................................................................................................14 2 基本原理....................................................................................................................................15 2.1 可执行文件组成及内存映射.............................................................................................15 2.1.1 可执行文件的组成.....................................................................................................15 2.1.2 装载过程.....................................................................................................................16 2.1.3 启动过程的汇编部分.................................................................................................17 2.1.4 启动过程的 C部分.....................................................................................................17 3 AXD的使用以及源代码说明...................................................................................................18 3.1 源代码说明.........................................................................................................................18 3.1.1 汇编源代码说明.........................................................................................................18 3.1.2 C语言源代码说明......................................................................................................23 3.1.3 源代码下载.................................................................................................................23 3.2 AXD的使用.......................................................................................................................23 3.2.1 配置仿真器.................................................................................................................23 3.2.2 启动 AXD 配置开发板...............................................................................................23 第三部分 GNU交叉工具链.............................................................................................................25 1 设置环境变量，准备源码及相关补丁...................................................................................25 1.1 设置环境变量.....................................................................................................................25 1. 2 准备源码包............................................................................................................................25 1.2.1 binuils..........................................................................................................................25 1.2.2 gcc...............................................................................................................................25 1.2.3 glibc.............................................................................................................................25 1.2.4 linux kernel..................................................................................................................26 1.3 准备补丁.............................................................................................................................26 1.3.1 ioperm.c.diff................................................................................................................26 1.3.2 flow.c.diff....................................................................................................................26 1.3.3 tlinux.diff....................................................................................................................26 1.4 编译 GNU binutils...........................................................................................................26 1.5 准备内核头文件.................................................................................................................26 1.5.1 使用当前平台的 gcc编译内核头文件......................................................................26 1.5.2 复制内核头文件.........................................................................................................27 1.6 译编glibc头文件.............................................................................................................27 1.7 编译gcc第一阶段............................................................................................................27 1.8 编译完整的glibc..............................................................................................................27 1.9 编译完整的gcc.................................................................................................................28 2 GNU 交叉工具链的下载...........................................................................................................28 2.1 ARM 官方网站...................................................................................................................28 2.2 本文档提供的下载.............................................................................................................28 3 GNU 交叉工具链的介绍与使用...............................................................................................29 3.1 常用工具介绍.....................................................................................................................29 3.2.1 armlinuxgcc的使用.................................................................................................29 3.2.2 armlinuxar 和 armlinuxranlib 的使用..................................................................30 3.2.3 armlinuxobjdump 的使用.........................................................................................30 3.2.4 armlinuxreadelf 的使用............................................................................................31 3.2.6 armlinuxcopydump 的使用......................................................................................32 4 ARM GNU 常用汇编语言介绍.................................................................................................32 4.1 ARM GNU常用汇编伪指令介绍.....................................................................................32 4.2 ARM GNU专有符号.........................................................................................................33 4.3 操作码.................................................................................................................................33 5 可执行生成说明........................................................................................................................33 5.1 lds文件说明.......................................................................................................................33 5.1.1 主要符号说明.............................................................................................................33 5.1.2 段定义说明.................................................................................................................34 第四部分 uboot 的移植...................................................................................................................35 1 uboot的介绍及系统结构.........................................................................................................35 1.1 uboot 介绍.........................................................................................................................35 1.2 获取uboot.........................................................................................................................35 1.3 uboot 体系结构.................................................................................................................35 1.3.1 uboot目录结构..........................................................................................................35 2 uboot的启动过程及工作原理...................................................................................................36 2.1 启动模式介绍.....................................................................................................................36 2.2 阶段1 介绍.........................................................................................................................36 2.2.1 定义入口.....................................................................................................................36 2.2.2 设置异常向量.............................................................................................................37 2.2.3 设置 CPU的模式为SVC模式..................................................................................37 2.2.4 关闭看门狗.................................................................................................................37 2.2.5 禁掉所有中断.............................................................................................................37 2.2.6 设置以 CPU的频率....................................................................................................37 2.2.7 设置 CP15...................................................................................................................37 2.2.8 配置内存区控制寄存器.............................................................................................38 2.2.9 安装 UBOOT 使的栈空间........................................................................................38 2.2.10 BSS 段清 0................................................................................................................38 2.2.11 搬移 Nand Flash 代码...............................................................................................39 2.2.12 进入 C代码部分.......................................................................................................39 2.3 阶段2 的C语言代码部分　.............................................................................................39 2.3.1 调用一系列的初始化函数.........................................................................................39 2.3.2 初始化网络设备.........................................................................................................41 2.3.3 进入主 UBOOT 命令行..............................................................................................41 2.4 代码搬运.............................................................................................................................41 3 uboot的移植过程.......................................................................................................................42 3.1 环境.....................................................................................................................................42 3.2 步骤.....................................................................................................................................42 3.2.1 修改 Makefile..............................................................................................................42 3.2.2 在 board 子目录中建立 crane2410.............................................................................42 3.2.3 在 include/configs/中建立配置头文件......................................................................42 3.2.4 指定交叉编译工具的路径.........................................................................................42 3.2.5 测试编译能否成功.....................................................................................................42 3.2.6 修改 lowlevel_init.S 文件...........................................................................................43 3.2.9 UBOOT 的 Nand Flash 移植......................................................................................45 3.2.8 重新编译uboot..........................................................................................................45 3.2.9 把 uboot烧入flash....................................................................................................45 4 UBOOT 命令的使用................................................................................................................46 4.1 UBOOT命令的介绍.........................................................................................................46 4.1.1 获得帮助信息.............................................................................................................46 4.2 常用命令使用说明.............................................................................................................47 4.2.1 askenv(F).....................................................................................................................47 4.2.2 autoscr.........................................................................................................................47 4.2.3 base ...........................................................................................................................47 4.2.4 bdinfo...........................................................................................................................47 4.2.5 bootp............................................................................................................................47 4.2.8 tftp(tftpboot)................................................................................................................48 4.2.9 bootm...........................................................................................................................48 4.2.10 go...............................................................................................................................48 4.2.11 cmp .........................................................................................................................48 4.2.12 coninfo .....................................................................................................................48 4.2.13 cp...............................................................................................................................48 4.2.14 date............................................................................................................................49 4.2.15 erase(F)......................................................................................................................49 4.2.16 flinfo(F).....................................................................................................................49 4.2.17 iminfo........................................................................................................................49 4.2.18 loadb..........................................................................................................................49 4.2.19 md..............................................................................................................................49 4.2.20 mm ............................................................................................................................50 4.2.21 mtest .......................................................................................................................50 4.2.22 mw.............................................................................................................................50 4.2.23 nm ...........................................................................................................................50 4.2.24 printenv......................................................................................................................50 4.2.25 ping ..........................................................................................................................51 4.2.26 reset...........................................................................................................................51 4.2.27 run ...........................................................................................................................51 4.2.28 saveenv(F).................................................................................................................51 4.2.29 setenv.........................................................................................................................51 4.2.30 sleep...........................................................................................................................51 4.2.31 version.......................................................................................................................51 4.2.32 nand info....................................................................................................................51 4.2.33 nand device ........................................................................................................51 4.2.34 nand bad....................................................................................................................51 4.2.35 nand read...................................................................................................................52 4.2.36 nand erease................................................................................................................52 4.2.37 nand write..................................................................................................................52 4.3 命令简写说明.....................................................................................................................52 4.4 把文件写入NandFlash.......................................................................................................53 4.5 下载提供.............................................................................................................................53 5 参考资料....................................................................................................................................53 第五部分 linux 2.6 内核的移植.......................................................................................................53 1 内核移植过程............................................................................................................................53 1.1 下载linux 内核...................................................................................................................53 1.2 修改Makefile.....................................................................................................................53 1.3 设置flash 分区...................................................................................................................54 1.3.1 指明分区信息.............................................................................................................54 1.3.2 指定启动时初始化.....................................................................................................56 1.3.3 禁止 Flash ECC校验 ................................................................................................56 1.4 配置内核.............................................................................................................................56 1.4.1 支持启动时挂载 devfs................................................................................................56 1.4.2 配置内核产生.config 文件.........................................................................................57 1.4.3 编译内核.....................................................................................................................58 1.4.4 下载 zImage到开发板................................................................................................58 2 创建 uImage................................................................................................................................61 2.1 相关技术背景介绍.............................................................................................................61 2.2 在内核中创建uImage 的方法...........................................................................................61 2.2.1 获取 mkimage工具.....................................................................................................61 2.2.2 修改内核的 Makefile文件.........................................................................................61 3 追加实验记录.............................................................................................................................62 3.1 移植 linux2.6.15.7..............................................................................................................62 3.2 移植 linux2.6.16.21............................................................................................................62 3.3 移植linux2.6.17................................................................................................................62 4 参考资料....................................................................................................................................62 第六部分应用程序的移植..............................................................................................................63 1 构造目标板的根目录及文件系统.............................................................................................63 1.1 建立一个目标板的空根目录.............................................................................................63 1.2 在 my_rootfs 中建立Linux 目录树...................................................................................63 1.3 创建linuxrc文件................................................................................................................63 2 移植 Busybox.............................................................................................................................64 2.1 下载busybox......................................................................................................................64 2.3 编译并安装Busybox..........................................................................................................65 3 移植 TinyLogin...........................................................................................................................66 3.1 下载.....................................................................................................................................66 3.2 修改tinyLogin 的 Makefile................................................................................................66 3.3 编译并安装.........................................................................................................................66 4 相关配置文件的创建................................................................................................................66 4.1 创建帐号及密码文件.........................................................................................................66 4.2 创建profile文件................................................................................................................67 4.4 创建fstab 文件...................................................................................................................67 4.5 创建inetd.conf 配置文件...................................................................................................67 5 移植 inetd....................................................................................................................................67 5.1 inetd 的选择及获取............................................................................................................67 5.1.1 获取 inetd....................................................................................................................67 5.2 编译inetd............................................................................................................................67 5.2.1 修改 configure文件....................................................................................................67 5.2.2 编译 ...........................................................................................................................68 5.3 配置inetd............................................................................................................................68 5.3.1 拷贝 inetd 到根文件系统的usr/sbin 目录中.............................................................68 6 移植 thttpd Web 服务器.............................................................................................................69 6.1 下载.....................................................................................................................................69 6.2 编译thttpd...........................................................................................................................69 6.3 配置.....................................................................................................................................69 6.3.1 拷贝 thttpd 二进制可执行文件到根文件系统/usr/sbin/目录中...............................69 6.3.2 修改 thttpd 配置文件..................................................................................................69 6.3.3 转移到根文件系统目录，创建相应的文件.............................................................69 7 建立根目录文件系统包............................................................................................................70 7.1 建立CRAMFS 包...............................................................................................................70 7.1.1 下载 cramfs 工具........................................................................................................70 7.1.2 制作 cramfs 包............................................................................................................70 7.1.3 写 cramfs 包到Nand Flash.........................................................................................70 8 参考资料....................................................................................................................................70 第七部分 Nand flash 驱动的编写与移植........................................................................................71 1 Nand flash 工作原理..................................................................................................................71 1.1 Nand flash 芯片工作原理..................................................................................................71 1.1.1 芯片内部存储布局及存储操作特点.........................................................................71 1.1.2 重要芯片引脚功能.....................................................................................................71 1.1.3 寻址方式.....................................................................................................................71 1.1.4 Nand flash 主要内设命令详细介绍...........................................................................72 1.2 Nand Flash 控制器工作原理.............................................................................................72 1.2.1 Nand Flash 控制器特性..............................................................................................72 1.2.2 Nand Flash 控制器工作原理......................................................................................72 1.3 Nand flash 控制器中特殊功能寄存器详细介绍 ............................................................72 1.4 Nand Flash 控制器中的硬件ECC介绍............................................................................73 1.4.1 ECC产生方法............................................................................................................73 1.4.2 ECC生成器工作过程................................................................................................74 1.4.3 ECC的运用................................................................................................................74 2 在 ADS下flash 烧写程序.........................................................................................................74 2.1 ADS 下 flash 烧写程序原理及结构...................................................................................74 2.2 第三层实现说明.................................................................................................................74 2.1.1 特殊功能寄存器定义.................................................................................................74 2.1.2 操作的函数实现.........................................................................................................74 2.3 第二层实现说明.................................................................................................................75 2.3.1 Nand Flash 初始化......................................................................................................75 2.3.3 获取 Nand flash ID......................................................................................................75 2.3.4 Nand flash 写入...........................................................................................................76 2.3.5 Nand flash 读取...........................................................................................................77 2.3.6 Nand flash 标记坏块...................................................................................................78 2.3.7 Nand Flash 检查坏块..................................................................................................79 2.3.8 擦除指定块中数据.....................................................................................................79 2.4 第一层的实现....................................................................................................................80 3 在 UBOOT 对Nand Flash 的支持............................................................................................82 3.1 UBOOT对从 Nand Flash 启动的支持.............................................................................82 3.1.1 从 Nand Flash 启动UBOOT 的基本原理................................................................82 3.1.2 支持 Nand Flash 启动代码说明.................................................................................82 3.2 UBOOT对 Nand Flash 命令的支持.................................................................................84 3.2.1 主要数据结构介绍.....................................................................................................84 3.2.2 支持的命令函数说明.................................................................................................85 4 在 Linux 对Nand Flash 的支持.................................................................................................87 4.1 Linux 下Nand Flash 调用关系..........................................................................................87 4.1.1 Nand Flash 设备添加时数据结构包含关系..............................................................87 4.1.2 Nand Flash 设备注册时数据结构包含关系..............................................................87 4.2 Linux 下Nand Flash 驱动主要数据结构说明..................................................................88 4.2.1 s3c2410 专有数据结构...............................................................................................88 4.2.2 Linux 通用数据结构说明..........................................................................................89 4.3.1 注册 driver_register....................................................................................................94 4.3.2 探测设备 probe...........................................................................................................94 4.3.3 初始化 Nand Flash 控制器.........................................................................................94 4.3.4 移除设备.....................................................................................................................94 4.3.5 Nand Flash 芯片初始化..............................................................................................94 4.3.6 读 Nand Flash............................................................................................................95 4.3.7 写 Nand Flash.............................................................................................................95 第八部分 Cs8900a网卡驱动的编写与移植...................................................................................95 1 Cs8900a工作原理......................................................................................................................95 2 在 ADS下cs8900a的实现........................................................................................................95 2.1 在 cs8900a下实现的ping 工具.........................................................................................95 3 在 uboot下cs8900a的支持......................................................................................................96 3.1 uboot 下cs8900a的驱动介绍...........................................................................................96 3.2 uboot 下cs8900a的移植说明...........................................................................................96 4 在 linux 下cs8900a驱动的编写与移植....................................................................................96 4.1 Linux 下cs8900a的驱动说明............................................................................................96 4.2 Linux 下 cs8900a的移植说明...........................................................................................96 4.2.1 为 cs8900a建立编译菜单..........................................................................................96 4.2.2 修改 S3C2410相关信息............................................................................................97 序该文档的目的是总结我们在工作中的一些经验，并把它们分享给喜欢 ARM 和 Linux 的朋友, 如有错误之处,请大家多多指点. 同样, 我们也希望更多人能把自己的工作经验和体会加入该文档,让大家共同进步. 该文档是一份交流性文档, 只供个人学习与交流,不允许公司和企业用于商业行为

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