在嵌入式Linux操作系統(tǒng)中，需要將三樣?xùn)|西（BootLoader、內(nèi)核kernel、根文件系統(tǒng)）傳輸?shù)侥繕?biāo)板中。一般而言，U-Boot燒寫(xiě)到SD卡中，而內(nèi)核、根文件系統(tǒng)都采用TFTP的方式傳輸?shù)侥繕?biāo)板，然后通過(guò)U-Boot的命令進(jìn)行啟動(dòng)。

那么U-Boot是如何燒寫(xiě)到SD卡中的呢？

為了檢測(cè)U-Boot是否真正少燒寫(xiě)到了SD卡中，本文通過(guò)修改U-Boot下的U-boot/arch/arm/cpu/armv7/start.S文件，在該文件中增加對(duì)GPIO的操作，來(lái)對(duì)LED進(jìn)行點(diǎn)亮操作，這樣如果U-Boot順利燒寫(xiě)到SD卡中，開(kāi)機(jī)運(yùn)行后就會(huì)點(diǎn)亮LED。

S5PV210啟動(dòng)機(jī)制

S5PV210的啟動(dòng)機(jī)制如下所示：

S5PV210的啟動(dòng)過(guò)程有三個(gè)步驟組成，其中，iROM是平臺(tái)獨(dú)立的，存儲(chǔ)在片內(nèi)內(nèi)存中，即芯片應(yīng)該固化好的；First boot，也是平臺(tái)獨(dú)立的，但是它存儲(chǔ)在外部?jī)?nèi)存中（如nandflash\sd卡等），也就是說(shuō)，這部分代碼由用戶去實(shí)現(xiàn)；second boot，是平臺(tái)相關(guān)的，存儲(chǔ)在外部?jī)?nèi)存，是真正的boot loader代碼。一般稱iROM過(guò)程為BL0，稱First Boot Loader為BL1，稱second boot loader為BL2。

具體過(guò)程為：

S5PV210上電復(fù)位后，將從iROM處執(zhí)行已固化的啟動(dòng)代碼——BL0；

在BL0里初始化過(guò)程中對(duì)啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行判斷，并從啟動(dòng)設(shè)備拷貝BL1（16KB）到iRAM處，其中這16KB的內(nèi)容需要包括16字節(jié)的HeaderInfo（包含CheckSum），BL1檢查HeaderInfo后，繼續(xù)運(yùn)行，并拷貝 BL2到iRAM 中并對(duì)其校驗(yàn)，通過(guò)后轉(zhuǎn)入BL2；

BL2完成一些比較復(fù)雜的初始化，包括DARAM的初始化，完成后將OS代碼拷貝DARAM 中，并跳到OS中執(zhí)行并完成啟動(dòng)引導(dǎo)。

S5PV210的燒寫(xiě)過(guò)程

本文策略

本文通過(guò)修改start.S文件，在start.S文件中增加點(diǎn)亮LED的內(nèi)容，然后對(duì)start.S進(jìn)行編譯，編譯完成后，制作成16kB大小的內(nèi)容，燒寫(xiě)到SD卡中。

在start.S文件末尾增加GPIO的初始化部分和點(diǎn)亮的部分：

gpio_out:ldr r11, =0xE0200280 //獲得寄存器地址ldr r12, =0x00001111 //配置成輸出狀態(tài)str r12, [r11] //將r12寄存器的值放回r11ldr r11, =0xE0200284ldr r12, =0xFstr r12, [r11]mov pc, lr.globl led1_on led1_on:ldr r11, =0xE0200284ldr r12, [r11]bic r12, r12, #1 //將r12的第一位清零，回寫(xiě)到r12str r12, [r11]mov pc, lr

然后在文件reset過(guò)程中調(diào)用這兩個(gè)過(guò)程即可：

reset:bl save_boot_params/** set the cpu to SVC32 mode*/mrs r0, cpsrbic r0, r0, #0x1forr r0, r0, #0xd3msr cpsr,r0/** Setup vector:* (OMAP4 spl TEXT_BASE is not 32 byte aligned.* Continue to use ROM code vector only in OMAP4 spl)*/ #if !(defined(CONFIG_OMAP44XX) && defined(CONFIG_SPL_BUILD))/* Set V=0 in CP15 SCTRL register - for VBAR to point to vector */mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Read CP15 SCTRL Registerbic r0, #CR_V @ V = 0mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ Write CP15 SCTRL Register/* Set vector address in CP15 VBAR register */ldr r0, =_startmcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @Set VBAR #endifbl gpio_out //調(diào)用bl led1_on //調(diào)用/* the mask ROM code should have PLL and others stable */ #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INITbl cpu_init_cp15bl cpu_init_crit #endif

修改成功后，make一下，獲得u-boot.bin文件。make文件是做什么的呢？是怎么寫(xiě)的呢？可以關(guān)注博主下一篇文章。

HeaderInfo

上文提到BL1過(guò)程的部分文件大小僅僅為16KB的大小，而u-boot.bin的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)，而且在16KB的內(nèi)容中包含一個(gè)叫做HeaderInfo的東西，u-boot.bin中顯然沒(méi)有。

本文的內(nèi)容不涉及BL2的過(guò)程，僅僅需要BL1過(guò)程即可，即點(diǎn)亮LED等就好了。也就是說(shuō)，本文只需要制作一個(gè)16KB大小的文件，將該文件燒寫(xiě)到SD卡中，到目標(biāo)板中運(yùn)行就行了。LED的程序肯定在前16KB的內(nèi)容中。至于后面的LB2過(guò)程，以后的文章中再講怎么操作。

那么HeaderInfo的東西是怎么生成的呢？在文件mkv210_image.c中詳細(xì)介紹了整個(gè)過(guò)程：

/* 在BL0階段，iRom內(nèi)固化的代碼需要讀取nandflash或SD卡前16K的內(nèi)容，* 并比對(duì)前16字節(jié)中的校驗(yàn)和是否正確，正確則繼續(xù)，錯(cuò)誤則停止。*/ #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h>#define BUFSIZE (16*1024) #define IMG_SIZE (16*1024) #define SPL_HEADER_SIZE 16 #define SPL_HEADER "S5PC110 HEADER " int main (int argc, char *argv[]) {FILE *fp;char *Buf, *a;int BufLen;int nbytes, fileLen;unsigned int checksum, count;int i;// 1. 3個(gè)參數(shù)if (argc != 3) //參數(shù)數(shù)目不對(duì){printf("Usage: mkbl1 <source file> <destination file>\n");return -1;}// 2. 分配16K的bufferBufLen = BUFSIZE;Buf = (char *)malloc(BufLen);if (!Buf) //如果分配空間不夠，分配失敗{printf("Alloc buffer failed!\n");return -1;}memset(Buf, 0x00, BufLen); //這段內(nèi)存區(qū)全部清零// 3. 讀源bin到buffer// 3.1 打開(kāi)源binfp = fopen(argv[1], "rb"); //打開(kāi)文件if( fp == NULL) //打開(kāi)失敗{printf("source file open error\n");free(Buf);return -1;}// 3.2 獲取源bin長(zhǎng)度fseek(fp, 0L, SEEK_END); //指針移動(dòng)到文件末尾fileLen = ftell(fp); //獲取文件長(zhǎng)度fseek(fp, 0L, SEEK_SET); //指針移動(dòng)到文件開(kāi)始// 3.3 源bin長(zhǎng)度不得超過(guò)16K-16bytecount = (fileLen < (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE))? fileLen : (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE); //count等于16kB-16字節(jié)// 3.4 buffer[0~15]存放"S5PC110 HEADER "memcpy(&Buf[0], SPL_HEADER, SPL_HEADER_SIZE); //復(fù)制移動(dòng)// 3.5 讀源bin到buffer[16]nbytes = fread(Buf + SPL_HEADER_SIZE, 1, count, fp); if ( nbytes != count ){printf("source file read error\n");free(Buf);fclose(fp);return -1;}fclose(fp);// 4. 計(jì)算校驗(yàn)和// 4.1 從第16byte開(kāi)始統(tǒng)計(jì)buffer中共有幾個(gè)1a = Buf + SPL_HEADER_SIZE;for(i = 0, checksum = 0; i < IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE; i++)checksum += (0x000000FF) & *a++;// 4.2 將校驗(yàn)和保存在buffer[8~15]a = Buf + 8;*( (unsigned int *)a ) = checksum;// 5. 拷貝buffer中的內(nèi)容到目的bin// 5.1 打開(kāi)目的binfp = fopen(argv[2], "wb");if (fp == NULL){printf("destination file open error\n");free(Buf);return -1;}// 5.2 將16k的buffer拷貝到目的bin中a = Buf;nbytes = fwrite( a, 1, BufLen, fp);if ( nbytes != BufLen ){printf("destination file write error\n");free(Buf);fclose(fp);return -1;}free(Buf);fclose(fp);return 0; }

這里介紹一下main()的函數(shù)參數(shù)：

• argc = argument count ：表示傳入main函數(shù)的數(shù)組元素個(gè)數(shù)，為int類型；
• argv = argument vector ：表示傳入main函數(shù)的指針數(shù)組，為char*[ ]類型。第一個(gè)數(shù)組元素argv[0]是程序名稱，并且包含程序所在的完整路徑。argc至少為1，即argv數(shù)組至少包含程序名。

也就是說(shuō)，當(dāng)編譯并運(yùn)行main()函數(shù)的時(shí)候：

gcc mkv210_image.c -o mkv210 //編譯文件 ./mkv210 u-boot.bin u-boot.16k //運(yùn)行文件，三個(gè)參數(shù)（第一個(gè)參數(shù)必須是本文件）

通過(guò)這段程序的運(yùn)行，就可以將u-boot.bin生成u-boot.16k，該文件僅有16k的大小，并且包含HeaderInfo。

hexdump查看二進(jìn)制文件

當(dāng)編譯文件時(shí)，需要將.c文件通過(guò)預(yù)編譯變成.i文件，再通過(guò)編譯變成.s文件，再通過(guò)匯編變成.o文件，最后進(jìn)行鏈接變成不帶后綴名的文件。

但是不帶后綴名的文件內(nèi)不僅僅是二進(jìn)制的內(nèi)容，里面還包括許多的鏈接內(nèi)容、注釋內(nèi)容等等，因此文件大小一般比較大，不能直接燒寫(xiě)到目標(biāo)板中。而.bin后綴的文件刪除了這部分的內(nèi)容，僅僅只有二進(jìn)制的文件，可以燒寫(xiě)到目標(biāo)板中。

因此，如果想要分析二進(jìn)制文件采用不帶后綴的文件，想要燒寫(xiě)到目標(biāo)板中，采用.bin后綴的文件。

hexdump -C u-boot.16k | less //-C 輸出規(guī)范的十六進(jìn)制和ASCII碼

運(yùn)行結(jié)果如圖所示：

查看uboot.bin：

arm-linux-objdump -S u-boot | less

運(yùn)行結(jié)果如圖所示：

注意到，u-boot里面第一句reset的二進(jìn)制表達(dá)是ea000014，而在u-boot.16k中的表達(dá)是140000ea（第二行，去掉前16字節(jié)的HeaderInfo）。

這就涉及到大小端的問(wèn)題了，可以查看鏈接：大小端問(wèn)題。

一般而言，處理器以小端模式為主，硬盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備以大選模式為主，網(wǎng)絡(luò)通信都是大端模式（先傳高位，再傳低位）。

燒寫(xiě)到SD卡

燒寫(xiě)到SD卡，一般采用的是dd命令：

sudo dd iflag=dsync oflag=dsync if=u-boot.16k of=/dev/sdb seek=1

前兩個(gè)選項(xiàng)iflag和oflag表示采取異步的方式，if表示輸入文件，of表示輸出設(shè)備，seek表示從第幾個(gè)扇區(qū)開(kāi)始燒寫(xiě)。

dev是設(shè)備（device）的英文縮寫(xiě)。/dev這個(gè)目錄對(duì)所有的用戶都十分重要。因?yàn)樵谶@個(gè)目錄中包含了所有Linux系統(tǒng)中使用的外部設(shè)備。但是這里并不是放的外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，這一點(diǎn)和windows、dos操作系統(tǒng)不一樣。它實(shí)際上是一個(gè)訪問(wèn)這些外部設(shè)備的端口。我們可以非常方便地去訪問(wèn)這些外部設(shè)備，和訪問(wèn)一個(gè)文件、一個(gè)目錄沒(méi)有任何區(qū)別。

檢測(cè)結(jié)果

插入SD卡到目標(biāo)板，上電，LED就會(huì)按照程序執(zhí)行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Linux】制作U-Boot烧写镜像到SD卡的过程（上篇）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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