回顧-uboot

因為要找工作了我準備把以前做的東西再看一下，感覺以前學的不是很紮實，很多東西都不明白，是以我參考網上的視訊再看了一下。

http://study.163.com/course/courseMain.htm?courseId=890008（韋東山的感覺講得很細，特别是做過之後帶着問題去看的話應該收獲不少）

由于本人能力有限，隻解決一下我力所能及的問題。

首先我們還是看一下我們s3c2440的存儲控制器的位址空間分布圖吧。

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我們主要是看右邊，因為我fl2440的開發闆是隻支援nand flash的不支援nor flasn.

首先來2個小問題來壓壓驚~

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問題一：如果換一塊開發闆有可能改哪些東西？

                   首先，cpu的運作模式，如果需要對cpu進行設定那就設定，關看門狗，關中斷不用改，時鐘有可能要改，如果能正常使用則不用改，關閉catch和MMU不用改，設定bank有可能要改。最後一步拷貝時看位址會不會變，如果變化也要改，執行記憶體中代碼，位址有可能要改。

紅色字型的原因是：

因為我們sdram是64M的，你可以從圖中看出來它是挂載BANK6上的，我們用JLINK第一次燒uboot的時候setpc的位址是33f80000,這個位址看得出來是在sdram的位址範圍裡面，因為我們留了512K給uboot運作，如果你的uboot大于了 512K,你在燒的時候是可以把這個位址往下拉一點的。

問題二：Nor Flash和Nand Flash本質差別：(nor flash不存在壞塊，nand flash存在壞塊是以放在上面的檔案系統也都不同)

                  就在于是否進行代碼拷貝，也就是下面代碼所表述：無論是Nor Flash還是Nand Flash，核心思想就是将uboot代碼搬運到記憶體中去運作，但是沒有拷貝bss後面這段代碼，隻拷貝bss前面的代碼，bss代碼是放置全局變量的。Bss段代碼是為了清零，拷貝過去再清零重複操作(nor flash支援XIP，片上執行，不用将代碼搬到記憶體中去，直接在nor flash運作)

因為我們的nand flash是沒有位址線的，不是直接接在cpu上的，我們是通過nand flash控制器用指令來控制nand flsh的資料傳輸，比如什麼時候傳位址，什麼時候傳資料，是讀還是寫，我們都是先通過指令來設定，然後再傳輸資料。

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言歸正傳：我們看圖，因為每個BANK的位址空間是128MB，有8個BANK是以總的位址空間是1GB，上面這個位址空間是用來連接配接外設的。我們的BANK0-BANK6分别連接配接了如下裝置：NOR FLASH，IDE接口，10M網卡CS8900A,100M網卡DM9000，擴充序列槽晶片16C2550，SDRAM。

s3c2440作為32位的CPU，可以使用的位址範圍理論上達到了4GB。除去上面用于連接配接外設的1GB位址空間外，還有一部分是CPU内部寄存器的位址，剩下的位址空間還沒使用。 s3c2440的寄存器的位址範圍處于0X4800000----0X5FFFFFFF,我們的NAND FLASH控制器位址就在裡面。

下面是我燒寫uboot進開發闆的步驟（開發闆什麼都沒有，全部清除了）

1.首先是用JLINK燒寫bootstrap 到0位址，這個位址是SRAM的位址，SRAM是不需要啟動的，上電就有，不過隻有4K，這個程式用來啟動我們的SDRAM。

2.繼續用JLINK燒寫我們的uboot.bin檔案到0x33f80000這個位址（前面這個位址說過了SDRAM的位址範圍，我們用來存放uboot的），然後打開我們的CRT，我們可以看見UBOOT啟動的資訊了（能夠在CRT上看到這些資訊也是uboot裡面設定的，為了開發友善）。

3.進入了我們的uboot，我們就需要用tftp指令将我們的uboot放到我們的0x30008000這個位址，可以看出，這個位址也是在SDRAM裡面，我們用tftp 30008000 offset filesize這個指令将uboot傳到30008000這個位址，偏移位址是offset，大小是filesize。 OK，到現在為止我們都還隻是将uboot放到了SDRAM中啟動，并沒有将其放到nand flsh中存儲起來，這樣一掉電，我們的uboot就沒了。

4.使用nand write指令将uboot寫進我們的nand flash中去，這樣就大功告成了，再重新開機開發闆就能直接啟動了，看得到uboot的資訊，當然你要把jlink拔掉，不然不能啟動！

其實上面還是沒有說到uboot的作用是啥，上面隻是一個流程，第一步。

我再說一下uboot到底幹了什麼事情。（在uboot已經燒進去，寫 進了nand flash中後，我們上電後的情況）

大多數bootloader都分為stage1和stage2兩部分，u-boot也不例外。依賴于CPU體系結構的代碼（如裝置初始化代碼等）通常都放在stage1且可以用彙編語言來實作，而stage2則通常用C語言來實作，這樣可以實作複雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。

第一階段用彙編的原因：因為c語言隻能通路通用寄存器，第一階段通常要配置特殊寄存器，通常用特殊彙編指令集來通路，C需要不支援，就隻能用彙編了

我們可以将uboot分為2個部分：前4K和後面的内容

前4K：

PS：由于我們的nand flash的特性，它會将自己前4K的内容由硬體拷貝到sram（4K）中，因為我們的uboot是放在nand flash的最開頭嘛，是以它前4K的内容也就是uboot的前4K内容，是以uboot前4K的内容是----------初始化CPU，初始化SDRAM，将UBOOT搬到SDRAM中運作。

1、Stage1 start.S代碼結構 

u-boot的stage1代碼通常放在start.S檔案中，他用彙編語言寫成，其主要代碼部分如下：

（1）定義入口。由于一個可執行的Image必須有一個入口點，并且隻能有一個全局入口，通常這個入口放在ROM（Flash）的0x0位址，是以，必須通知編譯器以使其知道這個入口，該工作可通過修改連接配接器腳本來完成。

（2）設定異常向量（Exception Vector）。

（3）設定CPU的速度、時鐘頻率（一上電的頻率是12M，最大能到400M，是以我們需要設定時鐘頻率讓它工作快一點）及終端控制寄存器。

（4）初始化記憶體控制器。

（5）将ROM中的程式複制到RAM中。

（6）初始化堆棧。

（7）轉到RAM中執行，該工作可使用指令ldr pc來完成。

後面的内容：

Stage2 C語言代碼部分

lib_arm/board.c中的start arm boot是C語言開始的函數也是整個啟動代碼中C語言的主函數，同時還是整個u-boot（armboot）的主函數，該函數隻要完成如下操作：

（1）調用一系列的初始化函數。

（2）初始化Flash裝置。

（3）初始化系統記憶體配置設定函數。

（4）如果目标系統擁有NAND裝置，則初始化NAND裝置。

（5）如果目标系統有顯示裝置，則初始化該類裝置。

（6）初始化相關網絡裝置，填寫IP、MAC位址等。

（7）進去指令循環（即整個boot的工作循環），接受使用者從序列槽輸入的指令，然後進行相應的工作。

OK~上面就是uboot做的事情。

我們得先要了解最基本的工作原理，當初我在學的時候隻是照着文檔走了一遍，還不懂為什麼這麼做，當然上面寫的隻是一些很淺顯的東西，具體對于檔案的操作，還需要了解makefile,知道如何去修改，還要看得懂C語言，還要知道nand flasn存儲結構，對了nand flash中的每頁有一個OOB區，大小是64位元組，是用來存放壞塊資訊，ECC校驗資訊的，一般情況下我們不會去用，我也沒去看。

對了，還有一個很重要的就是腳本連結檔案 .lds

makefile 裡面arm-linux-ld 就是連結了這個連結腳本，在這個連結腳本裡面第一個檔案都start.o這個檔案，是以我們在分析uboot的時候就會首先去看start.s這個檔案

 連結腳本就是告訴連結器按怎麼樣的順序去連接配接.o檔案,和實際記憶體位址。

下面這個人分析的很好，大家可以參考他的 http://blog.163.com/[email protected]/blog/static/3391508720111023104948907/