第2阶段——编写uboot之启动内核和制作Makefile(2)

目标:

1   添加头文件setup.h和serial.h

2   写main函数  

    2.1 帮内核设置串口0， (内核启动会打印出启动信息)

    2.2把内核读入到SDRAM

    2.3设置参数(参考u-boot-1.1.6 /lib_arm/armlinux.C中do_bootm_linux()函数)

    2.4跳转运行内核(参考u-boot-1.1.6/lib_arm/armlinux.C中do_bootm_linux()函数)  

3 写tag参数函数

   3.1 setup_start_tag (void);

   3.2 setup_memory_tags(void);

   3.3 setup_commandline_tag (char *cmdline);

   3.4 setup_end_tag (void);

 4 写makefile文件

 

1 添加头文件setup.h和serial.h

1.1     将lcd裸板程序中串口uart0初始化文件serial.c复制到my_bootloader目录中.并修改serial.c

1.2      因为TAG结构体定义是存在u-boot-1.1.6/include/asm-arm/setup.h中，所以设置TAG参数需要用到这个文件,将setup.h复制到my_bootloader目录中.

1.2.1  修改setup.h文件

 删除以下不需要的代码:

#define __tag __attribute__((unused, __section__(".taglist")))

#define __tagtable(tag, fn) \

static struct tagtable __tagtable_##fn __tag = { tag, fn }


#define tag_member_present(tag,member)                                \

         ((unsigned long)(&((struct tag *)0L)->member + 1)  \

                   <= (tag)->hdr.size * 4)

添加以下代码:

#define  u32  unsigned  long
#define  u16  unsigned  int
#define  u8   unsigned  char

2. 新建my_bootloader/boor.c,用于存放main函数(main:由start.S跳转过来的).

main函数代码如下:

void main(void)

{

void (*theKernel)(int zero, int arch, unsigned int params); 

/*定义一个函数指针theKernel,其中第一个参数zero:0           */

/* arch:机器ID ,由于芯片类型很多,内核为了辨别芯片而定义的机器ID，其中2440芯片的ID号是362,*/

/* params :tag参数位置,这里我们的tag起始地址=0x30000100*/




  /*1 初 始 化 串 口 0 , 使 内 核 能 打 印 信 息  */

  uart0_init();                                             //调用serial.h头文件里的uart0_init()
  puts(“uart0 init OK\r\n”);                                //打印uart0初始化  

  /*2从  nand   flash  里 把 内 核 复 制 到  SDRAM  中 */

  puts(“copy  kernel  from  nand\r\n”);                  //打印内核复制
  nand_read((0x60000+64),0X30008000,0X200000);              //烧写2MB,多烧写点避免出错       

/*

0x60000+64:表示内核在nand(存储)地址上位置,

0X30008000:内核在sdram(运行)地址上位置

0X200000:内核长度2MB

因为Flash上存的内核格式是：uImage(64B头部(header)  + 真正的内核 )

在uboot界面中输入mtd命令可以看到:

              kernel分区位于 nand的0X00060000~0x00260000

所以在nand中真正的内核地址=0x60000+64,

在uboot界面中输入boot命令可以看到:

            Data Size:    1848656 Bytes =1.8 MB

            Load Address: 30008000

所以内核目的地址=0X30008000

长度=1.8MB

*/

  /*3 设  置  T  A  G  参  数        */

 puts(“set  boot  params\r\n”);                  //打印设置参数信息
 setup_start_tag (void);                      //在0X30000100地址保存start_tag数据，
 setup_memory_tags (void);                      //保存memory_tag数据,让内核知道内存多大
 setup_commandline_tag (“boottargs=noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0”);  
 /*保存命令行bootargs参数,让内核知道根文件系统位置在/dev/mtdblock3,指定开机运行第一个脚本/linuxrc,指定打印串口0*/
 setup_end_tag (void);                            //初始化tag结构体结束

 
 /*  4 跳 转 执 行          */

   puts(“boot   kernel\r\n”);                      //打印启动内核
   theKernel = (void (*)(int, int, unsigend int))0x30008000;
    // 设置theKernel地址=0x30008000,用于后面启动内核
   theKernel(0,362,0x300000100);        //362:机器ID，  0x300000100: params(tag)地址
/*传递参数跳转执行到0x30008000启动内核,           */
/*相当于: mov r0,#0                             */
/*ldr r1,=362                                  */
/*ldr r2,= 0x300000100                         */
/*mov pc,#0x30008000                           */


  puts(“kernel  ERROR\r\n”);                  //打印内核启动出错

}

 

 

 

3.创建TAG参数函数(使main函数调用)

设置tag参数函数代码如下

#include “setup.h”              

 

static struct tag *params;               //定义个tag结构体变量params指针

setup_start_tag (void)                    //开始tag
{
 params = (struct tag *) 0x30000100;      //tag起始地址等于0X30000100
params->hdr.tag = ATAG_CORE;        //头部常量tag=0x54410001
params->hdr.size = tag_size (tag_core);    //size=5,

 params->u.core.flags = 0;
 params->u.core.pagesize = 0;
 params->u.core.rootdev = 0;
  
 params = tag_next (params);     //parmas=( struct tag *)((u32 *)parmas+ params->hdr.size)  
}



// setup_start_tag (bd)保存tag参数如下:
setup_memory_tags (void)                //内存tag
{

int i;
params->hdr.tag = ATAG_MEM;               //头部常量tag=0x54410002
params->hdr.size = tag_size (tag_mem32);       //size=4
params->u.mem.start = 0x30000000;            //SDRAM起始地址
params->u.mem.size = 0x4000000;             //SDRAM内存大小64M
params = tag_next (params);                  //指向下个tag
}  

// setup_memory_tag s(bd)保存tag参数如下:


int strlen(char  *str)          //uboot不依赖任何库,所以需要自己写strlen函数
{
   int  i=0;
   while(str[i])
   {
    i++;
   }
return i;
}

void strcpy(char  *dest, char  *src)
{  
   while((*dest++=*src++)!=’\0’&&*dest!=’\0’);  
}

 

setup_commandline_tag (char  *cmdline)     //命令行tag
/**cmdline :指向命令行参数                                                             */
/*一般为:“boottargs=noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0”     */
{
 int len=strlen(cmdline)+1;                       //计算cmdline长度,并加上结束符
params->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;             //头部常量tag=0x54410009
params->hdr.size =(sizeof (struct tag_header) +len+3) >> 2;    /*size=(字符串长度+头部长度) >>2 */
/*“+3”表示:按4字节对齐,比如当总长度=(1,2,3,4)时,size=(总长度+3)>>2=1，实现4字节对齐         */ 
strcpy (params->u.cmdline.cmdline, cmdline);      //复制形参字符串到params->u.cmdline.cmdline
params = tag_next (params);                    //执行下个tag
}

 
setup_end_tag (void)                            //结束tag
{
 params->hdr.tag = 0;                   
 params->hdr.size = 0;
}

4 写makefile文件

4.1 首先将lcd裸板程序里的makefile复制到my_bootloader目录中,并修改.

备注：在makefile中‘=’与‘:=’的区别：                                

‘=’:无关位置的等于(比如:”x=a  y=$(x)  x=b”,那么y的值永远等于最后的值,等于 b ,而不是a)                                                     

‘:=’:有关位置的等于(比如:”x:=a  y:=$(x)  x:=b”,那么y的值取决于当时位置的值,等于 a ,而不是b)                                                   

代码如下:

CC      = arm-linux-gcc               //定义CC变量=arm-linux-gcc,简化书写,编译命令,(*.C,*.S)文件生成*.O文件

LD      = arm-linux-ld                 //连接命令,将多个*.O文件生成 boot.elf       

AR      = arm-linux-ar                 //库管理命令,这里没有用到 

OBJCOPY = arm-linux-objcopy            //复制/格式转换命令, boot.elf生成boot.dis

OBJDUMP = arm-linux-objdump           //反汇编命令,boot.bin生成boot.dis

 

CFLAGS           := -Wall -O2         //GCC编译参数,-Wall:显示所有错误和警告, -O2:采用2级编译优化

CPPFLAGS     := -nostdinc -fno-builtin       

//添加头文件参数,-nostdinc忽略缺省目录, -fno-builtin不连接系统标准启动文件和标准库文件（表示不用自带的strlen()等库函数）


objs := start.o init.o boot.o                     //定义objs变量，包含生成boot.bin目标文件需要的依赖文件


boot.bin: $(objs)                      //执行生成目标文件，首先是先满足objs所有依赖文件都拥有，才执行

         ${LD} -Tuboot.lds -o boot_elf $^

         ${OBJCOPY} -O binary -S boot_elf $@

         ${OBJDUMP} -D -m arm boot_elf > boot.dis

        
%.o:%.c                                //%通配符。生成xxx.o文件先要找到xxx.c文件

         ${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<   //-c编译不连接。$@表示目标文件   $<表示第一个依赖文件
 

%.o:%.S

         ${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

clean:

         rm -f *.bin *.elf *.dis *.o