AT91RM9200的UBOOT啟動(dòng)燒寫過(guò)程詳解

不同廠商的出的Soc片子在啟動(dòng)方式大都提供片內(nèi)和片外啟動(dòng)兩種方式，一般都是在片內(nèi)固化一段小程序方便于程序開發(fā)而已。

1. 一開始令BMS＝1（拔掉跳線），則系統(tǒng)從片內(nèi)ROM中啟動(dòng)。內(nèi)部啟動(dòng)程序初始化調(diào)試串口和USB設(shè)備接口從外部載入啟動(dòng)程序。在Windows平臺(tái)下，啟動(dòng)超級(jí)終端，發(fā)送文件loader.bin和u-boot.bin到SDRAM，成功啟動(dòng)u-boot.

2. 啟動(dòng)了u-boot后就利用u-boot的功能，發(fā)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(dòng)程序boot.bin和u-boot.gz。

3. 燒寫FLASH的過(guò)程如下：

U-Boot》protect off all （注：清除Flash全部塊的寫保護(hù)）

U-Boot》erase all （注：擦除Flash全部塊的內(nèi)容）

U-Boot》loadb 20000000 （注：用KERMIT協(xié)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(xié)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(shè)置Flash全部塊的寫保護(hù)）

4. 這時(shí)，插上跳線，令BMS=0，然后重啟，那么系統(tǒng)就從FLASH啟動(dòng)了，啟動(dòng)u-boot.

5. 啟動(dòng)了u-boot之后，就可以利用它來(lái)下載內(nèi)核文件zImage和Ramdisk.gz映象文件到SDRAM，然后用命令啟動(dòng)linux。

6. 在linux下，利用u-boot的工具程序mkimage將內(nèi)核映象文件zImage.gz（通過(guò)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(shí)現(xiàn)從FLASH啟動(dòng)u-boot，再啟動(dòng)linux。

7. 燒寫完FLASH之后一定要插上跳線，即令BMS＝0，使系統(tǒng)再重啟動(dòng)時(shí)從FLASH啟動(dòng)。

8. 系統(tǒng)從FLASH啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)先啟動(dòng)boot，然后解壓縮u-boot.gz，然后啟動(dòng)u-boot.

二.loader.bin， boot.bin， u-boot.bin代碼執(zhí)行流分析。

以上三個(gè)文件時(shí)at91rm9200啟動(dòng)所需要的三個(gè)bin，他們的實(shí)現(xiàn)代碼并不難。

如果是你是采用at91rm9200的評(píng)估版，應(yīng)該能得到其源碼。

2.1 loader.bin 執(zhí)行流程，這個(gè)文件主要在片內(nèi)啟動(dòng)從串口下載代碼時(shí)會(huì)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(zhí)行流程 該文件會(huì)在從片內(nèi)啟動(dòng)時(shí)被下載到板子上，以后還會(huì)被燒寫到片外Flash中，以便在片外啟動(dòng)時(shí)

用它來(lái)引導(dǎo)并解壓u-boot.gz，并跳轉(zhuǎn)到u-boot來(lái)執(zhí)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(zhuǎn)到解壓u-boot.gz的地址處直接開始執(zhí)行u-boot

asm（“mov pc，%0” ： ： “r” （DST））;

2.3 uboot.bin執(zhí)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(dòng)并進(jìn)入u-boot的執(zhí)行流分析。后面u-boot還會(huì)將uImage解壓到特定的位置并開始執(zhí)行內(nèi)核代碼。

三。 綜述

總之， 不同廠商的出的Soc片子在啟動(dòng)方式大都提供片內(nèi)和片外啟動(dòng)兩種方式，一般都是在片內(nèi)固化一段小程序方便于程序開發(fā)而已。

再進(jìn)一步解析：

uboot是一個(gè)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(shè)的驅(qū)動(dòng)，是一個(gè)功能強(qiáng)大的板極支持包。其代碼可以從 下載。

在9200上，為了啟動(dòng)uboot，還有兩個(gè)boot軟件包，分別是loader和boot。分別完成從sram和flash中的一級(jí)boot。其源碼可以從atmel的官方網(wǎng)站下載。

我們知道，當(dāng)9200系統(tǒng)上電后，如果bms為高電平，則系統(tǒng)從片內(nèi)rom啟動(dòng)，這時(shí)rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其發(fā)送‘c’， 這時(shí)我們打開超級(jí)終端會(huì)看到ccccc.。。。這說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)，同時(shí)xmodem協(xié)議已經(jīng)啟動(dòng)，用戶可以通過(guò)超級(jí)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(nèi)的sram中。這個(gè)loder完成的功能主要是初始化時(shí)鐘，sdram和xmodem協(xié)議，為下載和啟動(dòng)uboot做準(zhǔn)備。當(dāng)下載了loader.bin 后，超級(jí)終端會(huì)繼續(xù)打印：ccccc.。。.。這時(shí)我們就可以下在uboot了。uboot將被下載到sdram中的一個(gè)地址后并把pc指針調(diào)到此處開始執(zhí)行uboot。

接著我們就可以在終端上看到uboot的shell啟動(dòng)了，提示符uboot》，用戶可以u(píng)boot》help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了對(duì)內(nèi)存、flash、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)啟動(dòng)等一些命令。

如果系統(tǒng)上電時(shí)bms為低電平，則系統(tǒng)從片外的flash啟動(dòng)。為了從片外的flash啟動(dòng)uboot，我們必須把 boot.bin 放到0x0地址出，使得從flash啟動(dòng)后首先執(zhí)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(nèi)rom啟動(dòng)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(jīng)啟動(dòng)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(tǒng)復(fù)位，就可以看到系統(tǒng)先啟動(dòng)boot，然后boot解壓縮uboot.gz，然后啟動(dòng)uboot。注意，這里uboot必須壓縮成.gz文件，否則會(huì)出錯(cuò)。

怎么編譯這三個(gè)源碼包呢，首先要建立一個(gè)arm的交叉編譯環(huán)境，關(guān)于如何建立，此處不予說(shuō)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(xiàng)目，正確填寫你的編譯器的所在路徑。

對(duì)于loader和boot，直接make。

對(duì)于uboot：

第一步：make_at91rm9200dk

第二步：make。這樣就會(huì)在當(dāng)前目錄下分別生成*.bin文件，對(duì)uboot.bin，我們還要壓縮成.gz文件。

也許有的人對(duì)loader和boot搞不清楚為什么要兩個(gè)，有什么區(qū)別嗎？有區(qū)別。

boot主要完成從flash中啟動(dòng)uboot的功能，他要對(duì)uboot的壓縮文件進(jìn)行解壓，除此之外，他和loader并無(wú)大的區(qū)別，你可以把boot理解為在loader的基礎(chǔ)上加入了解壓縮.gz的功能而已。所以這兩個(gè)并無(wú)多大的本質(zhì)不同，只是他們的使命不同而已。

特別說(shuō)明的是這三個(gè)軟件包都是開放源碼的，所以用戶可以根據(jù)自己的系統(tǒng)的情況修改和配置以及裁減，打造屬于自己系統(tǒng)的bootloder。

燒寫過(guò)程：

1.內(nèi)部啟動(dòng)

2. 下載loader.bin 到 內(nèi)部SRAM

3. 下載uboot.bin 到 外部的SDRAM 并把pc指針調(diào)到此處開始執(zhí)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(dòng)過(guò)程：

1.選擇片外啟動(dòng)

2.boot.bin初始化硬件， 將uboot.gz解壓到sdram中

3.啟動(dòng)uboot