移植U-BOOT-2016.11到JZ2440详细教程（1）

前言

学习韦东山老师的移植U-BOOT 2012.04.01已经有一段时间了，一直想着自己来移植最新的U-BOOT，看看是否真正的掌握了移植方法。并通过这个过程，学着写一些自己的博客。

至于为什么要选择2016.11版本，而不是最新的2018.09，是因为从U-BOOT 2016.11以后的版本就不再支持S3C2410单板，以目前的能力，我们要移植U-BOOT到开发板上一定是选择当前支持的单板或者至少是相近的。 U-BOOT代码可以从这里下载，链接:[ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/]

因为现在我还没有从头到尾的把2016.11版本的U-BOOT移植成功，并且还在上班，所以接下来以一个模块为一个章节不定时更新。每一个章节结束，我都会附上相应的补丁文件，大家可以直接从补丁文件看到这一章修改了哪些地方。

U-BOOT 2016.11 启动流程分析

一般u-boot要做以下这些事：
a. 初始化硬件：关看门狗、设置时钟、设置SDRAM、初始化NAND FLASH
b. 如果bootloader比较大，要把它重定位到SDRAM
c. 把内核从NAND FLASH读到SDRAM
d. 设置"要传给内核的参数"
e. 跳转执行内核

下面主要列举了部分U-BOOT从上电到调用系统内核过程中的一些函数调用关系，其中加粗和斜体是移植U-BOOT中可能会修改到的函数。对部分函数进行了简单的注释，完整的启动流程分析以及函数注释可以看源代码，或者链接: [http://www.wowotech.net/u-boot/boot_flow_2.html].

• .globl reset (arch\arm\cpu\arm920t\start.S) ¹
  • bl cpu_init_crit ²
    • bl lowlevel_init(\board\samsung\smdk2440\lowlevel_init.S) ³
  • bl _main(\arch\arm\lib\crt0_64.S)
    • bl board_init_f_alloc_reserve (\common\init\board_init.c)⁴
    • bl board_init_f_init_reserve (\common\init\board_init.c)⁵
    • bl board_init_f (\common\board_f.c)
      • initcall_run_list(init_sequence_f)
        • setup_mon_len,⁶
        • initf_malloc,
        • initf_console_record,
        • arch_cpu_init,
        • mach_cpu_init,
        • initf_dm,
        • arch_cpu_init_dm,
        • board_early_init_f, (\board\samsung\smdk2440\smdk2410.c)⁷
        • init_timebase,
        • env_init,(\common\env_mmc.c)⁸
        • init_baud_rate,⁹
        • serial_init,(\drivers\serial\serial.c) ¹⁰
        • console_init_f,
        • display_options,
        • display_text_info,
        • print_cpuinfo,¹¹
        • announce_dram_init,
        • dram_init,
        • reserve_uboot,¹²
        • setup_dram_config,
          • dram_init_banksize() ; (\common\board_f.c) ¹³
        • show_dram_config,¹⁴
        • display_new_sp,
        • setup_reloc,
    • b relocate_code¹⁵
    • b.lo clear_loop¹⁶
    • b board_init_r
      • initcall_run_list(init_sequence_r)
        • board_init,¹⁷
        • run_main_loop,
          • main_loop(); (\common\main.c)
            • bootstage_mark_name(BOOTSTAGE_ID_MAIN_LOOP, “main_loop”);¹⁸
            • cli_init();¹⁹
            • run_preboot_environment_command();²⁰
            • s = bootdelay_process();²¹
            • autoboot_command(s);²²
            • cli_loop();[^23]

根据以上函数调用关系，我们可以总结出U-BOOT从上电到调用系统内核中间经过的大致步骤如下：

1. 初始化底层配置。
2. 设置系统时钟。
3. 初始化内存控制器。
4. 初始化RAM。
5. 分配代码各个部分所需空间。
6. 拷贝代码到RAM并跳转到RAM相应地址继续执行。
7. 清除BSS段。
8. 初始化之前分配的各个空间。
9. 跳转到run_main_loop,然后判断是直接调用系统内核，还是等待传入命令并执行相应的操作。
   我们在移植的时候主要还是主要系统时钟和内存控制器以及RAM的代码，如果这块代码没有问题，那么就离移植U-BOOT成功不远了。

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1. 让CPU运行在SVC32模式即超级用户模式，可以进一步管理计算机；关闭看门狗；关中断；设置系统分频系数。 ↩︎

2. 关闭数据和指令缓存；关闭MMU和caches。 ↩︎

3. 初始化内存控制器。 ↩︎

4. 分配空间给全局变量global_data，并计算剩余地址。 ↩︎

5. 初始化全局变量global_data。 ↩︎

6. 计算整个U-BOOT长度。 ↩︎

7. 设置UPLL和MPLL，S3C2440有两个PLL（phase locked loop）一个是MPLL，一个是UPLL。MPLL用于CPU及其他外围器件。UPLL用于USB，用于产生FCLK， HCLK， PCLK三种频率。设置IO管脚。 ↩︎

8. 初始化系统环境变量。 ↩︎

9. 初始化波特率。 ↩︎

10. 初始化串口。 ↩︎

11. 以上三个函数都是帮助打印调试信息。 ↩︎

12. 分配U-BOOT代码的存储空间。 ↩︎

13. 初始化dram Bank信息。 ↩︎

14. 打印drarm信息。 ↩︎

15. 重定位代码。 ↩︎

16. 清零BSS段。 ↩︎

17. 单板相关初始化。 ↩︎

18. 说明U-BOOT当前阶段。 ↩︎

19. 配置u-boot使用hush shell来作为执行器。初始化相关函数。 ↩︎

20. 从环境变量中获取"preboot"的定义，该变量包含了一些预启动命令，并执行这些命令。 ↩︎

21. 从环境变量中取出"bootdelay",并转化为整型，以及"bootcmd"。 ↩︎

22. 循环处理U-BOOT cmd指令。 ↩︎