不同廠商的出的Soc片子在啟動方式大都提供片內和片外啟動兩種方式,一般都是在片內固化一段小程序方便于程序開發而已。
1. 一開始令BMS=1(拔掉跳線),則系統從片內ROM中啟動。內部啟動程序初始化調試串口和USB設備接口從外部載入啟動程序。在Windows平臺下,啟動超級終端,發送文件loader.bin和u-boot.bin到SDRAM,成功啟動u-boot.
2. 啟動了u-boot后就利用u-boot的功能,發送boot.bin和u-boot.gz到SDRAM,然后再拷貝到FLASH,那么FLASH里面就固化了啟動程序boot.bin和u-boot.gz。
3. 燒寫FLASH的過程如下:
U-Boot》protect off all (注:清除Flash全部塊的寫保護)
U-Boot》erase all (注:擦除Flash全部塊的內容)
U-Boot》loadb 20000000 (注:用KERMIT協議接收boot.bin到SDRAM)
U-Boot》cp.b 20000000 10000000 5fff (注:拷貝boot.bin到Flash)
U-Boot》loadb 21000000 (注:用KERMIT協議接收u-boot.gz)
U-Boot》cp.b 21000000 10010000 ffff(注:拷貝u-boot.gz到Flash)
U-Boot》protect on all (注:設置Flash全部塊的寫保護)
4. 這時,插上跳線,令BMS=0,然后重啟,那么系統就從FLASH啟動了,啟動u-boot.
5. 啟動了u-boot之后,就可以利用它來下載內核文件zImage和Ramdisk.gz映象文件到SDRAM,然后用命令啟動linux。
6. 在linux下,利用u-boot的工具程序mkimage將內核映象文件zImage.gz(通過命令:gzip -9 zImage》zImage.gz 壓縮成zImage.gz)和Ramdisk.gz映象文件封裝成u-boot格式的映象文件:uImage和uramdisk,然后將他們一起燒寫入FLASH,然后就可以實現從FLASH啟動u-boot,再啟動linux。
7. 燒寫完FLASH之后一定要插上跳線,即令BMS=0,使系統再重啟動時從FLASH啟動。
8. 系統從FLASH啟動時,系統先啟動boot,然后解壓縮u-boot.gz,然后啟動u-boot.
二.loader.bin, boot.bin, u-boot.bin代碼執行流分析。
以上三個文件時at91rm9200啟動所需要的三個bin,他們的實現代碼并不難。
如果是你是采用at91rm9200的評估版,應該能得到其源碼。
2.1 loader.bin 執行流程,這個文件主要在片內啟動從串口下載代碼時會用到
loader/entry.S init cpu
b main ---》 crt0.S
--》 copydata --》 clearbss --》 b boot
main.c --》 boot --》
/*Get internel rom service address*/
/* Init of ROM services structure */
pAT91 = AT91C_ROM_BOOT_ADDRESS;
/* Xmodem Initialization */
--》 pAT91-》OpenSBuffer
--》 pAT91-》OpenSvcXmodem
/* System Timer initialization */
---》 AT91F_AIC_ConfigureIt
/* Enable ST interrupt */
AT91F_AIC_EnableIt
AT91F_DBGU_Printk(“XMODEM: Download U-BOOT ”);
Jump.S
// Jump to Uboot BaseAddr exec
Jump((unsigned int)AT91C_UBOOT_BASE_ADDRESS)
2.2 boot.bin執行流程 該文件會在從片內啟動時被下載到板子上,以后還會被燒寫到片外Flash中,以便在片外啟動時
用它來引導并解壓u-boot.gz,并跳轉到u-boot來執行。
boot/entry.S
b main --》 crt0.S --》 copydata --》 clearbss --》 b boot
T91F_DBGU_Printk(“ ”);
AT91F_DBGU_Printk(“ ”);
AT91F_DBGU_Printk(“ Welcome to at91rm9200 ”);
AT91F_DBGU_Printk(“ ”);
boot/misc.s /* unzip uboot.bin.gz */
----》 decompress_image(SRC,DST,LEN) --》 gunzip
//jump to ubootBaseAddr exec 這里跳轉到解壓u-boot.gz的地址處直接開始執行u-boot
asm(“mov pc,%0” : : “r” (DST));
2.3 uboot.bin執行流程
u-boot/cpu/at91rm9200/start.S
start ---》reset
---》 copyex ---》 cpu_init_crit
---》 /* set up the stack */ --》 start_armboot
u-boot/lib_arm/board.c
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init, /* basic cpu dependent setup */
board_init, /* basic board dependent setup */
interrupt_init, /* set up exceptions */
env_init, /* initialize environment */
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
display_banner, /* say that we are here */
dram_init, /* configure available RAM banks */
display_dram_config,
checkboard,
NULL,
};
---》 start_armboot ---》 call init_sequence
---》 flash_init --》 display_flash_config
---》 nand_init ---》 AT91F_DataflashInit
---》 dataflash_print_info --》 env_relocate
---》 drv_vfd_init --》 devices_init --》 jumptable_init
---》 console_init_r --》 misc_init_r --》 enable_interrupts
---》 cs8900_get_enetaddr --》 board_post_init --》
u-boot/common/main.c
for (;;)
{ /* shell parser */
main_loop () --》 u_boot_hush_start --》 readline
--》 abortboot
--》printf(“Hit any key to stop autoboot: %2d ”, bootdelay);
}
以上是at91rm9200啟動并進入u-boot的執行流分析。后面u-boot還會將uImage解壓到特定的位置并開始執行內核代碼。
三。 綜述
總之, 不同廠商的出的Soc片子在啟動方式大都提供片內和片外啟動兩種方式,一般都是在片內固化一段小程序方便于程序開發而已。
再進一步解析:
uboot是一個龐大的公開源碼的軟件。他支持一些系列的arm體系,包含常見的外設的驅動,是一個功能強大的板極支持包。其代碼可以從 下載。
在9200上,為了啟動uboot,還有兩個boot軟件包,分別是loader和boot。分別完成從sram和flash中的一級boot。其源碼可以從atmel的官方網站下載。
我們知道,當9200系統上電后,如果bms為高電平,則系統從片內rom啟動,這時rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其發送‘c’, 這時我們打開超級終端會看到ccccc.。。。這說明系統已經啟動,同時xmodem協議已經啟動,用戶可以通過超級終端下載用戶的 bootloader。
作為第一步,我們下載 loader.bin .loader.bin 將被下載到片內的sram中。這個loder完成的功能主要是初始化時鐘,sdram和xmodem協議,為下載和啟動uboot做準備。當下載了loader.bin 后,超級終端會繼續打印:ccccc.。。.。這時我們就可以下在uboot了。uboot將被下載到sdram中的一個地址后并把pc指針調到此處開始執行uboot。
接著我們就可以在終端上看到uboot的shell啟動了,提示符uboot》,用戶可以uboot》help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了對內存、flash、網絡、系統啟動等一些命令。
如果系統上電時bms為低電平,則系統從片外的flash啟動。為了從片外的flash啟動uboot,我們必須把 boot.bin 放到0x0地址出,使得從flash啟動后首先執行boot.bin ,而要燒寫boot.bin 。
要先完成上面我們講的那些步驟,首先開始從片內rom啟動uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin 和uboot.gz燒寫到flash中的目的,假如我們已經啟動了uboot,可以這樣操作:
uboot》protect off all
uboot》erase all
uboot》loadb 20000000
uboot》cp.b 20000000 10000000 5fff
uboot》loadb 21000000
uboot》cp.b 210000000 10010000 ffff
然后系統復位,就可以看到系統先啟動boot,然后boot解壓縮uboot.gz,然后啟動uboot。注意,這里uboot必須壓縮成.gz文件,否則會出錯。
怎么編譯這三個源碼包呢,首先要建立一個arm的交叉編譯環境,關于如何建立,此處不予說明。建立好了以后,分別解壓源碼包,然后修改Makefile中的編譯器項目,正確填寫你的編譯器的所在路徑。
對于loader和boot,直接make。
對于uboot:
第一步:make_at91rm9200dk
第二步:make。這樣就會在當前目錄下分別生成*.bin文件,對uboot.bin,我們還要壓縮成.gz文件。
也許有的人對loader和boot搞不清楚為什么要兩個,有什么區別嗎?有區別。
boot主要完成從flash中啟動uboot的功能,他要對uboot的壓縮文件進行解壓,除此之外,他和loader并無大的區別,你可以把boot理解為在loader的基礎上加入了解壓縮.gz的功能而已。所以這兩個并無多大的本質不同,只是他們的使命不同而已。
特別說明的是這三個軟件包都是開放源碼的,所以用戶可以根據自己的系統的情況修改和配置以及裁減,打造屬于自己系統的bootloder。
燒寫過程:
1.內部啟動
2. 下載loader.bin 到 內部SRAM
3. 下載uboot.bin 到 外部的SDRAM 并把pc指針調到此處開始執行uboot。
4. 利用uboot的功能完成把boot.bin 和uboot.gz燒寫到flash中。
uboot》protect off all
uboot》erase all
uboot》loadb 20000000
uboot》cp.b 20000000 10000000 5fff
uboot》loadb 21000000
uboot》cp.b 210000000 10010000 ffff
啟動過程:
1.選擇片外啟動
2.boot.bin初始化硬件, 將uboot.gz解壓到sdram中
3.啟動uboot
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