移植U-Boot支持新的单板

本文主要是基于MPC8560讲解U-Boot移植过程，其他相关单板可以参考这个过程。U-Boot简介

UBOOT，即为通用启动引导程序（Universal Boot Loader），它的前身是PPCBoot，后融合了ARM、XScale、X86以及MIPS体系结构的支持
嵌入式单板的引导程序一般会固化在启动ROM上，它用于初始化、测试硬件或者下载程序代码执行
目前开源社区网站：[ypan=http://www.denx.de/wiki/U-Boot]http://www.denx.de/wiki/U-Boot[/url]

U-Boot支持的程序格式

独立程序

> 基于U-Boot提供的环境可以直接执行 > 独立程序执行完后，你还可以继续在U-Boot下进行其它的事

系统内核映像

> 嵌入式系统内核映像在U-Boot引导后获取系统整个控制权，进一步初始化MMU、挂载异常处理向量、加载设备驱动等 > 如果不重启，它是不能重新回到U-Boot控制下的。

基于内存的系统(RAMDisk)

> 它包含文件系统的数据块 > 在启动时，它会传递各种参数（如地址、大小等）至系统内核

多文件格式程序

> 它包含数种格式程序，典型例子是系统内核映像（如Linux），加上RAMDisk

固件程序

> 二进制固件如FPGA程序代码，这些固件经常被烧写到flash上

脚本程序

> 能够被U-Boot命令行解释器所能执行的命令系列 > U-Boot命令解释器是基于hush算法的U-Boot启动引导过程堆栈、全局数据初始化

U-Boot一般是从ROM（如Flash）上启动执行的，这个时候内存控制器还未初始化，不能直接访问系统内存
相应的BSS段未被置0，数据段和BSS段也不能读写
需要至少分配一个小的桟，C语言执行环境才能工作

内存管理

U-Boot在系统状态下，能够直接访问物理地址。对于有些处理器，如e500，MMU虽然一直是使能的，实际的有效地址或虚拟地址与物理地址是一一对应的，这种模式也成为特权模式。
通过内存控制器，可访问内存的空间被映射到固定的物理地址范围。同时，映射不同存储类型（如Flash、DDR、SRAM等）单元，我们可以得到一个连续的虚拟地址空间，可能它实际上包含好几个物理内存区。

U-Boot固件程序一般放在flash/rom最后的512KB区域，如PQ3(0xFFF80000-0xFFFFFFFF)；CPU执行的第一条指令是从0xFFFFFFFC开始，位于flash/rom最后4K地址范围如0xFFFFF000-0xFFFFFFFF。如e500，这个最后4k的有效地址由MMU L2 TLB1的第一个表项在CPU复位后映射的。U-Boot映像中.bootpg段就是这个最后的4K页代码，它的基本功能如：

> SPR寄存器清零 > 异常向量表初始化 > 由TLB添加映射更大的有效地址范围

一但TLB映射了启动ROM，C语言环境就可以开始继续执行了；这个时候，需要锁住一部分L1 D-Cache作为初始化所需的内存
系统复位后，CCSRBAR基地址为CFG_CCSRBAR_DEFAULT，其地址范围(如0xFF700000-0xFF7FFFFF)为1MB；CCSR寄存器(如L2寄存器，LAR寄存器等)是由TLB1添加1MB映射区域后才能访问，映射建立之后需要立即重定向CFG_CCSRBAR为CFG_CCSRBAR_DEFAULT的值；
DDR初始化后，启动执行代码地址被重地位至DDR高端区域，之后是预留的动态内存范围如malloc区域(由CFG_MALLOC_LEN定义范围大小），然后是单板全局信息相关的数据结构，以及栈空间范围（向下）；一些系统异常处理程序被搬移到DDR低地址8KB范围。
U-Boot基于128MB DDR的典型内存空间如下：

U-Boot识别的映像格式

U-Boot加载运行映像是通过'bootm'命令
映像文件是带有特殊文件头的任何文件，其头文件定义的属性如下：(include/image.h中定义)

> 目标操作系统，目前支持：Linux, NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS > 目标CPU架构，目前支持：PowerPC, ARM, Intel X86, MIPS, NIOS > 压缩方式，如gzip, bzip2, lzma以及非压缩的 > 加载地址 > 程序入口地址 > 映像名称 > 映像时间戳

文件头通过一个特殊魔法数(Magic Number)来标记；整个文件映像包含文件头通过CRC32验证来保证其完整性和安全性

U-Boot启动流程以下以PQ3来说明U-Boot的启动流程

U-Boot源代码树

基本结构

板级相关

板级驱动

移植U-Boot至MPC8560单板

MPC8560单板

这两块单板区别

U-Boot添加新单板支持

添加新单板的配置

> 修改Makefile以及MAKEALL > 添加相应的单板表项

> Makefile > <board>.c > flash.c > u-boot.lds

为新单板创建配置文件：

> include/configs/<board>.h

如果涉及新CPU的支持，需要另外创建目录来添加单板CPU的相关代码。

针对MPC8560单板相关的移植

> u-boot/cpu/mpc85xx/ > 需要改动的文件: * tsec.c * tsec.h * u-boot/cpu/mpc85xx/Makefile

> u-boot/board/mpc8560xx > 需要修改的文件: * mpc8560sk.c * flash.c * init.S * u-boot.lds

单板相关的配置文件

> u-boot/include/configs/MPC8560xxx.h > 需要修改的文件: * MPC8560xxx.h

其他相关文件

>需要修改的文件: * u-boot/lib_ppc/board.c * u-boot/Makefile * u-boot/MAKEALL

U-Boot交叉编译系统编译主机

P4 3.2GHz
Ubuntu 12.04/Fedro 10

交叉编译源码

binutils-2.14
gcc-3.3 e500 branch
glibc-2.3.2
glibc-linuxthreads-2.3.2
linux-2.x.xx

交叉工具链

[ypan=http://www.embeddedlinuxinterfacing.com/chapters/03/buildtoolchain]http://www.embeddedlinuxinterfac ... s/03/buildtoolchain[/url]

U-Boot编译过程

修改u-boot/Makefile，设置编译器路径以及gcc交叉编译前缀（如powerpc-linux-)
make distclean
make MPC8560XX_config(注意区分大小写)
make
最终输出的映像文件

>"u-boot/u-boot.bin" ：原二级制映像文件 >"u-boot/u-boot" ：ELF格式映像文件 >"u-boot/u-boot.srec" ：Motorola S-Record格式文件

烧写U-Boot至单板

使用Metrowerks CodeWarrior (v1.0.4 or later)

目标配置---选择目标处理器：8540

Flash配置---设备：AM29LV320DT 结构：2Mx16x2

擦除flash最后512 KB: 0xFFF80000 – 0xFFFFFFFF

烧写目标文件

基于U-Boot命令行更新U-Boot固件映像

启动U-Boot至命令行模式

设置单板IP地址以及TFTP服务器IP地址，如下：

> setenv ipaddr 10.196.31.128 > setenv serverip 10.196.31.35

TSEC1端口连接网线，通过TFTP下载image并烧写如下：

tftp 1000000 u-boot.bin”protect off fff80000 fffffffferase fff80000 ffffffffcp.b 1000000 fff80000 80000

复制代码

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