嵌入式系统|嵌入式系统之bootloader简介嵌入式系统|bootloader|linux|物联

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目录
Bootloader 介绍
什么是Bootloader
Bootloader的特点
Bootloader的操作模式
常用bootloader介绍
?U-boot介绍
U-boot的特点：
U-boot命令介绍
printenv 显示所有环境变量
setenv 设置新的环境变量
saveenv 将当前定义的所有的环境变量值存入flash中
tftp 通过网络下载程序
protect 对Nor Flash写保护
【嵌入式系统|嵌入式系统之bootloader简介】erase 擦除Nor FLASH
Nand相关命令
movi 命令
bootcmd 自启动命令
bootm kernel-addr ramdisk-addr dtb-addr
go addr 执行内存中的二进制代码，简单的跳转到指定地址（运行裸机程序）
U-BOOT 配置编译
U-Boot目录结构
编译U-boot
使用build.sh编译
查看build.sh
U-BOOT编译生成的映像文件
?U-boot镜像下载烧录
u-boot-fs4412.bin
Bootloader 介绍什么是Bootloader

Bootloader是硬件启动的引导程序，是运行操作系统的前提；
在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一小段代码。对软硬件进行相应的初始化和设定，为最终运行操作系统准备好环境；
在嵌入式系统中，整个系统的启动加载任务通常由Bootloader来完成。

Bootloader的特点

Bootloader不属于操作系统，一般采用汇编语言和C语言开发。需要针对特定的硬件平台编写。
在移植系统时，首先为开发板移植Bootloader。
Bootloader不但依赖于CPU的体系结构，而且依赖于嵌入式系统板级设备的配置。

Bootloader的操作模式

自启动模式：在这种模式下，Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程并没有用户的介入。
交互模式：在这种模式下，目标机上的Bootloader将通过串口或网络等通信手段从开发主机（Host）上下载内核映像和根文件系统映像等到RAM中。可以被 Bootloader写到目标机上的固态存储媒质中，或者直接进行系统的引导。也可以通过串口接收用户的命令。

常用bootloader介绍

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U-boot介绍 u-boot(Universal Boot Loader)是德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的bootloader程序。遵循GPL条款。
从FADSROM、8xxROM 、PPCBOOT、Armboot逐步发展演化而来；
当前版本号：参考Makefile。
http://www.denx.de/wiki/U-Boot/WebHome
U-boot的特点：代码结构清晰、易于移植（见目录结构）
支持多种处理器体系结构（见arch目录）
支持众多开发板（目前官方包中有200多种，见board目录）
命令丰富、有监控功能
支持网络协议、USB、SD等多种协议和设备
支持文件系统
更新较活跃，使用者多，有助于解决问题
U-boot命令介绍命令分类
环境设置、数据传输、存储器访问、加载运行
printenv 显示所有环境变量

ORIGEN # pri

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setenv 设置新的环境变量

ORIGEN # set myboard FS4412 ORIGEN # pri

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saveenv 将当前定义的所有的环境变量值存入flash中

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tftp 通过网络下载程序
U-boot # setenv ethaddr 11:22:33:44:55:66 //设置开发板的物理地址

U-boot # setenvipaddr192.168.2.10 U-boot # setenvserverip192.168.2.231 U-boot # tftp41000000application.bin U-boot # tftp41000000zImage

protect 对Nor Flash写保护

protect on 0 10000 对区间[0x0, 0x10000]进行写保护 protect off 0 10000 对上述区间取消写保护

erase 擦除Nor FLASH

erase all 擦除FLASH所有的扇区 erase 0 10000 把FLASH区间 [0x0, 0x10000]擦除

Nand相关命令

nand read addr off size nand write addr off size nand erase [clean] [off size]

NAND flash和NOR flash的区别详解 https://zhidao.baidu.com/question/1993729068599410707.html
NAND flash按块访问和NOR flash按字节访问
NAND flash必须先擦出后写
movi 命令

movi init —初始化eMMC并显示相关信息 movi read u-boot/kernel addr //读u-boot或读kernel，可以选择 movi write u-boot/kernel addr movi read rootfs addr size movi write rootfs addr size

bootcmd 自启动命令

如果定义了该变量，在自启动模式下将会执行该环境变量中的命令。
将文件通过tftp自动下载到指定的地址
U-boot # setenv bootcmd tftp 41000000 uImage; bootm 41000000
U-boot # saveenv

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bootargs 是uboot传递给内核到启动参数，是一个字符串 console=xxx：告诉内核启动时候到调试信息是从哪个设备输出，这里是串口2 init=xxx:告诉内核linux到第一个用户进程是什么 root=xxx : 告诉内核根文件系统在哪里 root=/dev/nfs 表示根文件系统在网路远端 nfsroot=(开发板)ip:path rw其中rw表示可读可写 ip=xxx :（Ubuntu ip）告诉内核开机的时候内核的ip地址是多少(静态分配ip)

bootm kernel-addr ramdisk-addr dtb-addr
引导内核为内核传参，其中内核和ramdisk通常为mkimage处理过的二进制文件。
从这个地址处自动启动程序

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go addr 执行内存中的二进制代码，简单的跳转到指定地址（运行裸机程序）

U-BOOT 配置编译 U-Boot目录结构

平台相关

arch, board, include…

平台无关

common, net, fs, drivers…

工具和文档

tools, doc

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编译U-boot

U-boot的编译

整个工程通过Makefile来组织编译。顶层目录下的Makefile中包含了开发板的配置信息。从顶层目录开始递归地调用各级子目录下的Makefile，最后链接成u-boot映像。

它负责u-boot整体配置和编译
在Makefile中指定使用的交叉工具链
配置u-boot: make origen_config
编译： make
使用build.sh编译
linux@linux:~/u-boot-2013.01-fs4412$ ./build.sh
查看build.sh

#!/bin/shsec_path="CodeSign4SecureBoot/" CPU_JOB_NUM=$(grep processor /proc/cpuinfo | awk '{field=$NF}; END{print field+1}') ROOT_DIR=$(pwd) CUR_DIR=${ROOT_DIR##*/}case "$1" in clean) echo make clean make mrproper ; ; *)if [ ! -d $sec_path ] then echo "**********************************************" echo "[ERR]please get the CodeSign4SecureBoot first" echo "**********************************************" return fimake fs4412_configmake -j$CPU_JOB_NUMif [ ! -f checksum_bl2_14k.bin ] then echo "!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" echo "There are some error(s) while building uboot, please use command make to check." echo "!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" exit 0 ficp -rf checksum_bl2_14k.bin $sec_path cp -rf u-boot.bin $sec_path rm checksum_bl2_14k.bincd $sec_path cat E4412_N.bl1.SCP2G.bin bl2.bin all00_padding.bin u-boot.bin tzsw_SMDK4412_SCP_2GB.bin > u-boot-fs4412.bin mv u-boot-fs4412.bin $ROOT_DIRrm checksum_bl2_14k.bin rm u-boot.binecho echo ; ; esac

U-BOOT编译生成的映像文件

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U-boot镜像下载烧录烧录编译产生的镜像 u-boot.bin
初次或开发板代码损坏不能正常启动时，可采用JTAG工具烧录
专用的烧录工具如h-jtag或DNW等
在u-boot已经能工作，升级或修正U-boot时，可用U-boot中的命令来烧录
其它方式如SD卡， Fastboot命令
镜像固化位置
ROM、NOR FLASH、NAND FLASH EMMC等
u-boot-fs4412.bin

u-boot.bin是uboot编译源码后直接产生的，一般的的开发板，直接烧写这个文件就可以了
但是三星的cortex_a9 exynos4412这款CPU把uboot中一些初始化时钟等的代码剥离出去了，所以，编译好的这个u-boot.bin还要加上被剥离出去的部分，才可以正常使用
所以在build.sh脚本文件中，在u-boot.bin之前加上了剥离出去的部分后，生成了u-boot-fs4412.bin
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