U-Boot的移植 – 云计算、虚拟化、Linux

U-Boot的移植

U-Boot能够支持多种体系结构的处理器,支持的开发板也越来越多。因为Bootloader是完全依赖硬件平台的,所以在新电路板上需要移植U-Boot程序。

开始移植U-Boot之前,先要熟悉硬件电路板和处理器。确认U-Boot是否已经支持新开发板的处理器和I/O设备。假如U-Boot已经支持一块非常相似的电路板,那么移植的过程将非常简单。

移植U-Boot工作就是添加开发板硬件相关的文件、配置选项,然后配置编译。

开始移植之前,需要先分析一下U-Boot已经支持的开发板,比较出硬件配置最接近的开发板。选择的原则是,首先处理器相同,其次处理器体系结构相同,然后是以太网接口等外围接口。还要验证一下这个参考开发板的U-Boot,至少能够配置编译通过。

以S3C2410处理器的开发板为例,U-Boot-1.1.2版本已经支持SMDK2410开发板。我们可以基于SMDK2410移植,那么先把SMDK2410编译通过。

我们以S3C2410开发板fs2410为例说明。移植的过程参考SMDK2410开发板,SMDK2410在U-Boot-1.1.2中已经支持。

移植U-Boot的基本步骤如下。

(1)在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项,使用已有的配置项目为例。

smdk2410_config: unconfig

@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

参考上面2行,添加下面2行。

fs2410_config: unconfig

@./mkconfig$(@:_config=) arm arm920t fs2410 NULL s3c24x0

(2)创建一个新目录存放开发板相关的代码,并且添加文件。

board/fs2410/config.mk

board/fs2410/flash.c

board/fs2410/fs2410.c

board/fs2410/Makefile

board/fs2410/memsetup.S

board/fs2410/u-boot.lds

(3)为开发板添加新的配置文件

可以先复制参考开发板的配置文件,再修改。例如:

$cpinclude/configs/smdk2410.h include/configs/fs2410.h

如果是为一颗新的CPU移植,还要创建一个新的目录存放CPU相关的代码。

(4)配置开发板

$ makefs2410_config

(5)编译U-Boot

执行make命令,编译成功可以得到U-Boot映像。有些错误是跟配置选项是有关系的,通常打开某些功能选项会带来一些错误,一开始可以尽量跟参考板配置相同。

(6)添加驱动或者功能选项

在能够编译通过的基础上,还要实现U-Boot的以太网接口、Flash擦写等功能。

对于FS2410开发板的以太网驱动和smdk2410完全相同,所以可以直接使用。CS8900驱动程序文件如下。

drivers/cs8900.c

drivers/cs8900.h

对于Flash的选择就麻烦多了,Flash芯片价格或者采购方面的因素都有影响。多数开发板大小、型号不都相同。所以还需要移植Flash的驱动。每种开发板目录下一般都有flash.c这个文件,需要根据具体的Flash类型修改。例如:

board/fs2410/flash.c

(7)调试U-Boot源代码,直到U-Boot在开发板上能够正常启动。

调试的过程可能是很艰难的,需要借助工具,并且有些问题可能困扰很长时间。

6.2.5添加U-Boot命令

U-Boot的命令为用户提供了交互功能,并且已经实现了几十个常用的命令。如果开发板需要很特殊的操作,可以添加新的U-Boot命令。

U-Boot的每一个命令都是通过U_Boot_CMD宏定义的。这个宏在include/command.h头文件中定义,每一个命令定义一个cmd_tbl_t结构体。

#defineU_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) /

cmd_tbl_t__u_boot_cmd_##name Struct_div = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}

这样每一个U-Boot命令有一个结构体来描述。结构体包含的成员变量:命令名称、最大参数个数、重复数、命令执行函数、用法、帮助。

从控制台输入的命令是由common/command.c中的程序解释执行的。find_cmd()负责匹配输入的命令,从列表中找出对应的命令结构体。

基于U-Boot命令的基本框架,来分析一下简单的icache操作命令,就可以知道添加新命令的方法。

(1)定义CACHE命令。在include/cmd_confdefs.h中定义了所有U-Boot命令的标志位。

#defineCFG_CMD_CACHE 0x00000010ULL /*icache, dcache */

如果有更多的命令,也要在这里添加定义。

(2)实现CACHE命令的操作函数。下面是common/cmd_cache.c文件中icache命令部分的代码。

#if(CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_CACHE)

staticint on_off (const char *s)

{ //这个函数解析参数,判断是打开cache,还是关闭cache

if (strcmp(s, "on") == 0) { //参数为“on”

return(1);

} else if (strcmp(s, "off") == 0){ //参数为“off”

return(0);

}

return (-1);

}

intdo_icache ( cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])

{ //对指令cache的操作函数

switch (argc) {

case2:/*参数个数为1,则执行打开或者关闭指令cache操作*/

switch (on_off(argv[1])) {

case 0: icache_disable();//打开指令cache

break;

case 1: icache_enable (); //关闭指令cache

break;

}

/* FALL TROUGH */

case1: /*参数个数为0,则获取指令cache状态*/

printf("Instruction Cache is %s/n",

icache_status() ? "ON" : "OFF");

return 0;

default: //其他缺省情况下,打印命令使用说明

printf("Usage:/n%s/n", cmdtp->usage);

return 1;

}

return 0;

}

……

U_Boot_CMD(//通过宏定义命令

icache, 2, 1, do_icache,//命令为icache,命令执行函数为do_icache()

"icache – enable or disable instruction cache/n",//帮助信息

"[on, off]/n"

" – enable or disable instruction cache/n"

);

……

#endif

U-Boot的命令都是通过结构体__U_Boot_cmd_##name来描述的。根据U_Boot_CMD在include/command.h中的两行定义可以明白。

#defineU_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) /

cmd_tbl_t__u_boot_cmd_##name Struct_div = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}

还有,不要忘了在common/Makefile中添加编译的目标文件。

(3)打开CONFIG_COMMANDS选项的命令标志位。这个程序文件开头有#if语句需要预处理是否包含这个命令函数。CONFIG_COMMANDS选项在开发板的配置文件中定义。例如:SMDK2410平台在include/configs/smdk2410.h中有如下定义。

/***********************************************************

*Command definition

***********************************************************/

#defineCONFIG_COMMANDS /

(CONFIG_CMD_DFL | /

CFG_CMD_CACHE | /

CFG_CMD_REGINFO | /

CFG_CMD_DATE | /

CFG_CMD_ELF)

按照这3步,就可以添加新的U-Boot命令。

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