xunwei笔记5---uboot开发

//uboot开发
基本概念：
1）uboot是最通用的bootloader，适合x86,arm,powerpc；
2）vivi是三星针对自己的arm芯片（2440）开发的bootloader；
3）irom根据拨码开关决定从哪个外部存储器启动bootloader；
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4）sd卡和emmc都是含有ecc纠错机制的，sd卡连接到ch2，即芯片的mmc2系列引脚；
5）4412芯片具有nandflash纠错能力，硬件产生ECC，软件纠错；
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6）4412无需JTAG，因为irom支持tf卡启动，可以从tf卡启动uboot；jtag是给以前的芯片第一次烧写uboot使用的；
7）除了tf卡，还可以从usb存储器启动uboot；
8）uboot启动以后，才可以使用usb_otg；
9）BL1首先被检查校验和，然后验证数据，然后解码，然后被运行；
10）编译环境搭建和烧写命令：参考三星文档SEC_Exynos4x12_[SSCR][TC4]ICS_Installation_Guide_RTM1.0.2；
11）uboot流程解释文档：exynos4412_irom_secure_booting_guide_ver1.0；
12）BL1不是8kB了，更新为15kB；以《itop4412开发板教程》为准；
13）uboot镜像文件分为四部分：BL1（15K）,BL2（16K）,U-BOOT.bin（328K）,TZSW（小于156K，用户自定义部分）；
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第5讲：uboot源码目录分析：/home/topeet/android4.0/iTop4412_uboot/
1.all00_padding.bin，用0来补全。
2.api，常用的接口
3.board，常用的主板文件。只需要留下samsung/smdkc210目录
4.build_uboot.sh，编译脚本（直接执行该文件，即启动编译）
5.common，通用的文件,与架构无关的文件
6.config.mk，配置文件，后面详细分析
7.cpu，arm_cortexa9保留，其它去掉
8.CREDITS，工作人员名单
9.disk，实现磁盘分区的接口
10.doc，说明的文档
11.drivers，uboot中的驱动，mmc，看门狗，时钟等等
12.E4212，E4412_N.bl1.bin文件（8KB，BL1），可能没有用到它
13.examples，例程
14.fs，文件系统格式，使用ext2（或ext3）。
15.include，头文件，有用的只是asm-arm，其余可删除：
rm -rf asm-avr32 asm-blackfin asm-i386 asm-m68k asm-microblazeasm-mips asm-nios asm-nios2 asm-ppc asm-sh asm-sparc
16.lib*，（lib开头的目录），留下lib_arm，libfdt，lib_generic
rm -rf lib_avr32 lib_blackfin lib_i386 lib_m68k lib_microblaze lib_mips lib_nios lib_nios2 lib_ppc lib_sh lib_sparc
17.MAINTAINERS，MAKEALL不用管。Makefile很重要，mkconfig配置文件要详细分析。mkbl2 编译的时候看一下。
18.onenand_ipl和nand_spl，没用
19.net，网络驱动
20.paddingaa，补丁，作用未知，留着
21.post，自检，应该没什么用，留着
22.rules.mk脚本编译的规则说明；readme.txt,README说明文档
23.sdfuse和sdfuse_q sd卡烧写相关
24.tc4_cmm.cmm和uboot_readme.txt文件，三星tc4开发板的文档
25.tools，编译烧写等等工具
26.CodeSign4SecureBoot_POP和CodeSign4SecureBoot_SCP，对应SCP和POP核心板，uboot中和安全相关的加密文件
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第6讲：uboot编译脚本文件分析：（build_uboot.sh文件）
（编译命令：./build_uboot.sh SCP_1GDDR，也就是执行该文件，再加一个描述参数）
4-10行
脚本的条件判断，判断是否有参数传进去，没有参数，则打印退出。

12-29行
条件判断
配置参数sec_path和CoreBoard_type
以SCP1G为例，脚本的$1 =SCP_1GDDR
sec_path="../CodeSign4SecureBoot_SCP/"
CoreBoard_type="SCP"

32行
CPU核数
ROOT_DIR=CUR_DIR等于当前目录pwd

39-43行
设置distclean参数
删除两个文件

45-50行
clean相关

52-57行
需要../CodeSign4SecureBoot_SCP/
60-91行
条件判断，然后执行
make itop_4412_android_config_scp_1GDDR
Makefile文件（后面详细分析）
93行
make -j4 多核编译，4核，与虚拟机设置配套，虚拟机CPU核心数小于实际电脑核心数
95-101行
判断checksum_bl2_14k.bin是否存在

103-105行
拷贝文件checksum_bl2_14k.bin和u-boot.bin
删除checksum_bl2_14k.bin

107行
进入“../CodeSign4SecureBoot_SCP/”目录

114-128行
CoreBoard_type= SCP
cat生成u-boot-iTOP-4412.bin镜像

130行
拷贝到编译目录

132-134行
删除文件checksum_bl2_14k.bin和u-boot.bin

合并文件，使用cat命令：
cat
E4412_N.bl1.SCP2G.bin 15K
bl2.bin 14K
all00_padding.bin 2K 14K+2K=16K
u-boot.bin 328K
tzsw_SMDK4412_SCP_2GB.bin 155k <=156K
> u-boot-iTOP-4412.bin 514k<515k

pop板的uboot组成：
bl1 =8K（使用老版本BL1）
bl2 = 16K
u-boot.bin 328K
E4412.TZ.SSCR.EVT1.1.bin 87k<=92k

TZSW----trust zone soft ware
各文件大小参见：SEC_Solution_Training_doc_uboot_mr_structure.pdf
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第7讲：makefile文件调用的配置文件---mkconfig文件分析
该文件作用：
创建平台相关的链接文件，创建config.mk文件，创建config.h文件；在执行makefile时，总是先执行该配置文件；
该文件是根据makfile文件中的配置指令执行的，在执行makefile的"make 参数"指令时，该配置指令是：
mkconfig itop_4412_android arm arm_cortexa9 smdkc210 samsung s5pc210 SCP_1GDDR

11-13行
定义两个变量，没有赋值
15行
打印一串字符串
17-28行
条件语句
赋值 BOARD_NAME="itop_4412_android"
30行-38行
判断参数是否为0，为零则执行
40行
重复赋值BOARD_NAME="itop_4412_android"
42-43行
$#表示参数
-lt表示大于
-gt表示小于
45-48行
判断是否为arm架构，不是则退出
50行
打印一串字符串
55-71行
如果SRCTREE和OBJTREE相等，删除asm目录，然后执行70行：
ln -s asm-arm asm，建立硬链接的asm目录，用asm指向asm-arm，以后代码中使用asm目录即可
（使用ls -l asm命令查看指向是否实现）
ln指令相关资料：https://blog.csdn.net/soaringlee_fighting/article/details/78770797
73行
rm -f asm-arm/arch（删除目录）
75-79行
ln -s arch-s5pc210 asm-arm/arch
81-84行
ln -s proc-armv asm-arm/proc
89-95行
新建config.mk文件，并将下列内容打印到config.mk文件
ARCH = arm
CPU = arm_cortexa9
BOARD = smdkc210
VENDOR = samsung
SOC = s5pc210
追加CORE = SCP（109行）
98-102行
给目录变量赋值，板卡目录为：
BOARDDIR=samsung/smdkc210
107-121行
建立链接文件
ln -sf /board/samsung/smdkc210/lowlevel_init_SCP.S /board/samsung/smdkc210/lowlevel_init.S
ln -sf /cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init_SCP.S /cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init.S
127-132行
创建config.h
/* Automatically generated - do not edit */
135-137行
没用
141行
向config.h中输出一行:#define CONFIG_SCP_1GDDR
144-147行
向config.h中输出四行：
#define CONFIG_BOARDDIR board/samsung/smdkc210
#include <config_defaults.h>
#include <configs/$BOARD_NAME.h>
#include <asm/config.h>
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第8讲：makefile文件分析
24-34行
版本相关等
36-44行
运行一下其shell命令，得到HOSTARCH=x86_64，即主机的平台
45-46行
HOSTOS= linux，主机的操作系统
48-51行
SHELL=/bin/bash
53行
设置环境变量参数
HOSTARCH HOSTOS SHELL
56行
定义一个变量VENDOR
59-64行
Allow for silent builds
允许编译的时候不打印信息
88-92行
编译的时候输入参数
94-95行
设置saved-output等于当前目录
97-109行
设置环境变量 TOPDIR SRCTREE OBJTREE
111行
MKCONFIG设置为当前目录下的mkconfig
114-117行
设置环境变量REMOTE_BUILD
122-129行
设置环境变量obj src
127行
不用管
137-140行
不用管
145-147行
包含的预编译的宏
进一步了解，可百度关键词：include/autoconf.mk
150-151行
环境变量ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
152-200行
配置编译器
203行
include $(TOPDIR)/config.mk（config.mk决定编译哪些文件）
功能类似于“gcc-xx xx.x xxx.xx …… -I include<libxx.a> -o xxx”里面指定哪些编译文件
这里才是真正的Makefile文件功能。
205行
start必须先运行
221-325行
包含的各种库

331行 ALL所指定的文件都要编译出来
ALL+=$(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND)
332行
目标是生成u-boot.bin
u-boot.bin（二进制文件）依赖u-boot文件（elf文件）及其它文件
u-boot文件（elf文件）依赖：u-boot.lds，以及GEN_UBOOT:

u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds
$(GEN_UBOOT) -O
GEN_UBOOT文件又依赖u-boot：
GEN_UBOOT:UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \
sed -n -e 's/.*\($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\
cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \
--start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
-Map u-boot.map -o u-boot

340-353行：u-boot.bin的处理，稍后讲解。
u-boot.map:编译过程的中间文件，里面有各种函数及其头文件

运行编译脚本（即./build_uboot.sh SCP_1GDDR），最后打印出来的命令的简化版本：
UNDEF_SYM=`gcc-xx -x lib*.a ;//首次编译，用了哪些库文件
gcc-xx -Bstatic -T u-boot.lds -Ttext 0xc3e00000 //再次编译，编译u-boot，指定uboot在内存运行的首地址，共64MB空间
$UNDEF_SYM cpu/arm_cortexa9/start.o --start-group lib*.a --end-group //定义了一堆库
-lgcc -Map u-boot.map -o u-boot//编译参数，生成u-boot文件，此处删除了前面的编译命令。
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第9讲：u-boot.lds文件分析
（该文件的作用，将编译出来的各种库和文件链接在一起，组成u-boot.bin）
6行
0x00000000 +0xc3e00000
7行
以四字节对齐
8-14行
.text表示代码段
先放cpu/arm_cortexa9/start.o，这是uboot第一个运行的代码
然后是cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init.o
最后是剩余的代码段
16-18行
.rodata，所有文件的只读数据段
18-19行
.data，所有文件的数据段
21行
.got，自定义段，没有使用
23-24行
.u_boot_cmd，uboot的命令段
25-27行
.bss，没有初始化的静态变量和全局变量
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makefile文件340-353行：（是将u-boot.bin转为最终的含有BL1和BL2和TZSW的u-boot.bin）
将（临时的）u-boot.bin分解为14K大小的文件；（没有解释为什么要分解，也不是整除14K）
编译校验和程序和补零程序；
执行校验和程序；（校验14K大小）
执行补零程序；（只给临时的u-boot.bin补零，补成328K）
删除分解文件；（在build_uboot.sh脚本里删除了临时u-boot.bin文件）
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第10讲：uboot第1个执行的文件分析（cpu/arm_cortexa9/start.S）
（该文件主要是汇编语言）
57-65行
中断向量设置
58行跳转到reset到184行
194-197行
设置CPU在SVC工作模式，获取最高等级的权限
201-216行
cache初始化
关闭cache
220-226行
关闭mmu（内存肯定不能用）
240-243行
读取OM状态
#define POWER_BASE 0x10020000
假设是eMMC启动，bit3=bit5=1 即读取值将为0x28
执行271行：如果OM状态为0x28，将#BOOT_EMMC441的值存入r3；
293行
初始化PLL（时钟）、复用口、内存
跳转到board/samsung/smdkc210/lowlevel_init文件中
296行
手机冷启动强制PS_HOLD输出高电平
301-304行
要准备调用C语言，从汇编到C语言必须设置堆栈
317-322行
判断程序是在eMMC中还是在内存中
不相等，直接执行后面的
326-332行
点亮两个灯
336-338行
延时
359-380行
367-368行，判断相等，跳到emmc441_boot行，即418行
418-433行
426行，调用emmc441_uboot_copy函数（是在bl2中），然后返回。
把uboot从emmc中拷贝到内存中（此时内存不能用，因为mmu是关闭的）
428-433行：如果拷贝失败，则去tf卡中找uboot
441-467行
使能MMU（代码已经在内存中，内存打开可以使用）
跳转到内存中
481-491行
堆栈设置以及初始化
509行
start_armboot跳到c语言
汇编阶段完成，到C语言阶段
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注释小技巧：
#if 0 //此处是0，所以代码不被执行
执行代码
#endif
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