笔者的目标板是XSBASE270，处理器是PXA270。由于U-Boot中本身支持很多开发板和处理器，可以从中找出与自己处理器型号相同或相近的开发板，在此基础上再做后续修改。

adsvix使用的也是PXA27x处理器，因此可以把它作为模板。

cd board/ cp -arv adsvix xsbase270 mv xsbase270/adsvix.c xsbase270/xsbase270.c

(2)在include/configs/目录下建立目标板配置头文件。

cd include/configs/ cp adsvix.h xsbase270.h

(3)修改Makefile。

一 是要在总的Makefile(U-Boot源码顶层目录下)中加入目标板的编译配置选项，这也可以参考adsvix的进行修改，只要把目标板名称改换为xsbase270即可：

adsvix_config: unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa adsvix xsbase270_config: unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa xsbase270

这里xsbase270与board/目录下目标板文件夹名称xsbase270一致。

另外，还需要注意，该Makefile中定义了CROSS_COMPILE的值，以在交叉编译时指定交叉编译器。缺省情况下对ARM的CROSS_COMPILE定义如下：

ifeq ($(ARCH),arm) CROSS_COMPILE = arm-linux- endif

即定义交叉编译器名的前缀为arm-linux-，如果您使用的toolchain的名字不同，则需要作相应修改。例如笔者使用的是arm-iwmmxt-linux-gnueabi-gcc，因此要将上面改为：CROSS_COMPILE = arm-iwmmxt-linux-gnueabi- 。

二 是要修改board/xsbase270下的Makefile。

#COBJS := adsvix.o pcmcia.o COBJS := xsbase270.o pcmcia.o

这是因为前面将该目录下的源文件adsvix.c改为了xsbase270.c。

至此，将新的目标板xsbase270的定义添加到U-Boot中的工作就算完成了。下面的命令可以编译得到xsbase270的U-Boot：

# assuming you are at the top directory of u-boot # define a build directory to keep object files during make process and also finally u-boot image export BUILD_DIR=~/u-boot_xsbase270/build/ make xsbase270_config # if you edit your source file and want to make again, just type “make distclean”and then call the above commands again. make

当然，要使编译出来的这个u-boot能真正适用于我们的目标板，还有很多工作要做，包括处理器工作状态、存储器映射设置、网卡驱动的移植等等。所以，本篇的标题只是在U-Boot中添加对新目标板的“定义”，而非对新目标板的“支持”，这些工作需要对U-Boot的源代码有整体的认识，并结合自己的目标板的特性来完成。后续的篇章将继续介绍后面的内容。

作为本篇的补充内容，您也许仍有必要了解以下要点：

(1) 在MAKEALL文件中可以将新的目标板xsbase270添加到下面的list中：

######################################################### ## Xscale Systems ######################################################### LIST_pxa=" \ adsvix \ cerf250 \ cradle \ csb226 \ delta \ innokom \ lubbock \ pleb2 \ pxa255_idp \ wepep250 \ xaeniax \ xm250 \ xsengine \ zylonite \ "

这并不是必须的，因为MAKEALL文件只用于为其中的所有目标板都编译一个u-boot时使用。

(2) 如何在U-Boot已有的目标板中找到与自己的目标板相近的目标板？

首要的是要找到与自己的目标板所用的处理器相同或统一系列的的目标板。在顶层目录下的Makefile中有各个板子的config列表，例如XScale系列的板子列表如下：

######################################################### ## XScale Systems ######################################################### adsvix_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa adsvix xsbase270_config: unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa xsbase270 cerf250_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa cerf250 cradle_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa cradle csb226_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa csb226 delta_config : @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa delta # ..... 以下省略。

(3) 修改目标板的编译优化选项。

在cpu/pxa/config.mk文件中定义了目标板的编译优化选项PLATFORM_RELFLAGS和

PLATFORM_CPPFLAGS，您可以根据自己的需要进行修改。

笔者的交叉编译器arm-iwmmxt-linux-gnueabi-gcc默认有-march=iwmmxt，遵循新的ARM EABI标准，但仍要保留PLATFORM_CPPFLAGS中的“-mapcs-32,-mabi=apcs-gnu”选项，使用旧的ABI标准来编译，因为u-boot的汇编代码并非按照新的ABI规范编写。可使用-march=armv5te来避免”warning: target CPU does not support interworking”警告。

如果编译过程中出现了关于IDE方面的错误，应修改include/configs/xsbase270.h,注释掉”#define CONFIG_CMD_IDE”这一行，以禁止编译IDE的操作命令，因为在目标板启动阶段不需要对IDE接口进行其他操作。

U-Boot的移植之(二)进阶篇：从源代码看系统启动过程

为什么要分析源代码？分析优秀的源代码本身就是一个学习的过程，也是进行深入研究的必经之路。不过在此我们的主要目的并非要研究U-boot或Bootloader技术本身，而仅仅是为了成功的并且恰当的将U-Boot移植到我们的开发板上。只有结合源代码了解了U-boot的系统引导过程，才能在移植和调试过程中保持清晰的思路，才能在碰到困难和问题时从根本上加以解决。
 在动手分析之前，至少应该对U-Boot的源代码结构有基本的了解，很多参考书都有这方面的介绍，华清远见的《嵌入式Linux系统开发技术详解——基于ARM》的讲解就比较清晰。

本文以lubbock开发板为例，以系统启动的流程为线索进行纵向分析：后续的移植工作也将以此开发板为模板。Lubbock使用PXA255处理器。

首先要找到程序入口点。从board/lubbock/u-boot.lds可以发现，u-boot的程序入口为_start，在cpu/pxa/start.o当中。因此首先要分析start.S程序，U-Boot中所有的PXA系列的处理器都从这里开始执行第一条语句。

.globl _start _start: b reset ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq ldr pc, _fiq

0x0地址开始是ARM异常向量表，学过ARM体系结构与编程的都明白，非常简单，不多废话。一上电的第一条指令是跳转到reset复位处理程序：

reset: /* 进入SVC模式 */ #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT bl cpu_init_crit /* we do sys-critical inits */ #endif #ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT relocate: ......

一般不要定义CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT，因此，接下来跳转到cpu_init_crit处开始执行：

cpu_init_crit: /* 屏蔽所有中断 */ /* 设置时钟源，关闭除FFUART,SRAM,SDRAM,FLASH以外的外设时钟 */ ...... #ifdef CFG_CPUSPEED ldr r0, CC_BASE /* 时钟控制寄存器基址 */ ldr r1, cpuspeed /* cpuspeed: .word CFG_CPUSPEED */ str r1, [r0, #CCCR] mov r0, #2 mcr p14, 0, r0, c6, c0, 0 setspeed_done: #endif /* CFG_CPUSPEED */ /* 跳转到lowlevel_init，这里ip即r12，用作暂存寄存器 */ mov ip, lr bl lowlevel_init mov lr, ip /* Memory interfaces are working. Disable MMU and enable I-cache. */ ldr r0, =0x2001 ...... /* 关闭MMU，使能I-Cache(可选) */ mov pc, lr /* 这里是从cpu_init_crit返回到relocate标号 */

可见，在cpu_init_crit中的主要工作是设置时钟，配置处理器主频(这时CPU的工作频率还没有改变)，调用lowlevel_init函数进行底层初始化(包括调整处理器工作频率、系统总线频率、存储器时钟频率以及存储系统的初始化等工作)，随后关闭MMU并使能I-Cache，再返回。

lowlevel_init函数在board/lubbock/lowlevel_init.S中定义，其流程都是按照PXA27X的开发手册来的，所以不再赘述。仅指出，其中的寄存器在include/asm-arm/arch-pxa/pxa-regs.h头文件中定义，寄存器初始化值在include/configs/lubbock.h中定义。另外，在后面的实际移植工作中，由于目标板XSBASE270使用的PXA270处理器，可使用adsvix开发板的lowlevel_init.S文件(lubbock中没有开启turbo模式)。

接着程序的执行线索进行分析。从cpu_init_crit返回后就开始relocate(重定位)，即将U-boot从FLASH存储器搬运到SDRAM中TEXT_BASE开始的存储空间(TEXT_BASE在board/lubbock/config.mk中定义)，并初始化堆栈(清零.bss段)，以在SDRAM中开始进入到Bootloader stage 2的C程序入口。Relocate部分开始的代码如下：

/* 之前已定义的部分变量有： _TEXT_BASE: .word TEXT_BASE _armboot_start: .word _start _bss_start: .word __bss_start _bss_end: .word _end */ relocate: /* relocate U-Boot to RAM */ adr r0, _start /* r0 <- current position of code */ ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */ cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */ beq stack_setup ldr r2, _armboot_start /* 读入_start到r2 */ ldr r3, _bss_start /* 读入__bss_start到r3 */ sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */ add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */ copy_loop: ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */ stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */ cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */ ble copy_loop /* Set up the stack */ stack_setup: ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */ sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc area */ sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ sub r0, r0, #(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ) #endif sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for abort-stack */ clear_bss: ldr r0, _bss_start /* find start of bss segment */ ldr r1, _bss_end /* stop here */ mov r2, #0x00000000 /* clear */ clbss_l:str r2, [r0] /* clear loop... */ add r0, r0, #4 cmp r0, r1 ble clbss_l ldr pc, _start_armboot _start_armboot: .word start_armboot

这是很经典的一段代码，相信学习凡是过ARM编程的，都分析过这段代码，所以也不再赘述。之所以列出这段代码，一是为了找到C程序入口start_armboot，二是为了给出U-Boot的一个存储器映射图：

这个图可以帮助我们更好地理解后续的C语言代码以及U-Boot对内存的分配与使用情况。

接下来进入到Bootloader Stage 2即C语言代码部分，入口是start_armboot，对应的源文件是lib_arm/board.c，这一文件对所有的ARM处理器都是通用的，因此在移植的时候不用修改。相关源代码如下：

DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR； /* 在include/asm-arm/global_data.h中定义的一个全局寄存器变量的声明： * #define DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR register volatile gd_t *gd asm ("r8") * 用于存放全局数据结构体gd_t的地址。 */ void start_armboot (void) { init_fnc_t **init_fnc_ptr; char *s; #ifndef CFG_NO_FLASH ulong size; #endif #if defined(CONFIG_VFD) || defined(CONFIG_LCD) /* 本次移植暂不配置VFD和LCD，后面也将不考虑的部分略去 */ /* 初始化全局数据结构体指针gd */ gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t)); ....../* memset在lib_generic/string.c中定义*/ memset ((void*)gd, 0, sizeof (gd_t)); /*用0填充全局数据表*gd */ gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t)); memset (gd->bd, 0, sizeof (bd_t)); /*用0填充(初始化) *gd->bd */ monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start; for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) { if ((*init_fnc_ptr)() != 0) { hang (); /* 打印错误信息并死锁 */ } } #ifndef CFG_NO_FLASH /* configure available FLASH banks */ size = flash_init (); /* drivers/cfi_flash.c或自定义 */ display_flash_config (size); #endif /* CFG_NO_FLASH */ /*armboot_start is defined in the board-specific linker script*/ mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN); ...... /* initialize environment */ env_relocate (); /* IP Address */ gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr"); /* MAC Address */ { int i; ulong reg; char *s, *e; char tmp[64]; i = getenv_r ("ethaddr", tmp, sizeof (tmp)); s = (i > 0) ? tmp : NULL; for (reg = 0; reg < 6; ++reg) { gd->bd->bi_enetaddr[reg] = s ? simple_strtoul (s, &e, 16) : 0; if (s) s = (*e) ? e + 1 : e; } } devices_init (); /* get the devices list going. */ ....... jumptable_init (); console_init_r (); /* fully init console as a device */ enable_interrupts (); /* enable exceptions */ /* Perform network card initialisation if necessary */ #if defined(CONFIG_DRIVER_SMC91111)| |defined (CONFIG_DRIVER_LAN91C96) if (getenv ("ethaddr")) smc_set_mac_addr(gd->bd->bi_enetaddr); #endif /* CONFIG_DRIVER_SMC91111 || CONFIG_DRIVER_LAN91C96 */ /* Initialize from environment */ if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) { load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16); } #if defined(CONFIG_CMD_NET) if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile)); #endif #ifdef BOARD_LATE_INIT board_late_init (); #endif ...... /*main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again.*/ for (;;) { main_loop (); } }

gd_t是全局数据表类型，在include/asm-arm/global_data.h中定义如下：

/* Keep it *SMALL* and remember to set CFG_GBL_DATA_SIZE > sizeof(gd_t) */ typedef struct global_data { bd_t *bd; unsigned long flags; unsigned long baudrate; unsigned long have_console; /* serial_init() was called */ unsigned long reloc_off; /* Relocation Offset */ unsigned long env_addr; /* Address of Environment struct */ unsigned long env_valid; /*Checksum of Environment valid?*/ unsigned long fb_base; /* base address of frame buffer */ ....... void **jt; /* jump table */ } gd_t;

其中，bd_t在include/asm-arm/u-boot.h中定义如下：

typedef struct bd_info { int bi_baudrate; /* serial console baudrate */ unsigned long bi_ip_addr; /* IP Address */ unsigned char bi_enetaddr[6]; /* Ethernet adress */ struct environment_s *bi_env; ulong bi_arch_number; /* unique id for this board */ ulong bi_boot_params; /* where this board expects params*/ struct /* RAM configuration */ { ulong start; ulong size; }bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS]; } bd_t;

jt是函数数组指针，随后将在jumptable_init()函数中初始化。

从lib_arm/board.c的源码不难分析出系统的启动流程：首先初始化全局数据表，然后顺序执行函数指针数组init_sequence中的一系列初始化函数——由其在本文件中的相关定义可得知初始化流程：

typedef int (init_fnc_t) (void); init_fnc_t *init_sequence[] = { cpu_init, /* basic cpu dependent setup -- cpu/pxa/cpu.c */ board_init, /* basic board setup --board/lubbock/lubbock.c */ interrupt_init, /* set up exceptions -- cpu/pxa/interrupts.c */ env_init, /* initialize environment -- common/env_flash.c */ init_baudrate, /* initialze baudrate settings--lib_arm/board.c */ serial_init, /* serial communications setup--cpu/pxa/serial.c */ console_init_f, /* stage 1 init of console -- common/console.c */ display_banner, /* say that we are here -- lib_arm/board.c */ #if defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO) checkboard, /* display board info */ #endif dram_init, /* configure available RAM banks --board/lubbock/lubbock.c */ display_dram_config, /* lib_arm/board.c */ NULL, };

在执行这个函数序列的过程中，任何一个函数异常返回都会导致u-boot“死锁”或说“挂起”在hang()函数的死循环当中。

若一切顺利，接下来就调用flash_init()函数初始化CFI FLASH(针对NOR型闪存而言)，该函数在drivers/cfi_flash.c中定义，不过，只有在目标板头文件中”#define CFG_FLASH_CFI_DRIVER”之后该驱动才会被编译；在lubbock的u-boot实现当中，include/configs/lubbock.h中没有定义CFG_FLASH_CFI_DRIVER，而是在board/lubbock/ flash.c中实现了自己的FLASH驱动，包括flash_init()在内。在移植U-Boot时，可以根据实际情况选择使用U-Boot自带的FLASH驱动还是自己编写新的驱动。如果配置了NAND闪存，还会对其进行初始化；笔者的XSABSE270板没有焊接NAND FLASH，故对此不作讨论。

接下来调用env_relocate()函数初始化环境变量，该函数在common/env_common.c文件中定义。在同一文件中可以发现还定义了一个字符数组default_environment[]，用于描述缺省的环境变量，这些都要在include/configs/lubbock.h头文件中进行设置，包括启动命令CONFIG_BOOTCOMMAND，波特率CONFIG_BAUDRATE，IP地址CONFIG_IPADDR等等。

然后是获取自设置的目标板的网络地址，包括IP地址和MAC地址。

再然后是调用common/devices.c中定义的devices_init()函数来创建设备列表，并初始化相应的设备，主要是”stdin”,”stdout”,”stderr”以及自定义的设备如I2C，LCD等。这些相关代码是与平台无关的，因此从移植的角度考虑，不必作细致的研究与分析。

接着调用common/exports.c中定义的jumptable_init()函数，初始化全局数据表中的跳转表gd->jt，跳转表是一个函数指针数组，定义了u-boot中基本的常用的函数库；而gd->jt是这个函数指针数组的首指针。部分代码如下：

void jumptable_init (void) { int i; gd->jt = (void **) malloc (XF_MAX * sizeof (void *)); for (i = 0; i < XF_MAX; i++) gd->jt[i] = (void *) dummy; gd->jt[XF_get_version] = (void *) get_version; gd->jt[XF_malloc] = (void *) malloc; gd->jt[XF_free] = (void *) free; gd->jt[XF_getenv] = (void *) getenv; gd->jt[XF_setenv] = (void *) setenv; ...... }

上面的XF_get_version， XF_malloc， XF_free等在include/exports.h的枚举变量中定义，因此，实际上是作为”Label式整型序号”使用，即XF_get_version=1, XF_malloc=2, XF_free=3 ...，相关代码如下：

enum { /* include/exports.h */ #define EXPORT_FUNC(x) XF_ ## x , #include <_exports.h> #undef EXPORT_FUNC XF_MAX }; EXPORT_FUNC(get_version) EXPORT_FUNC(getc) EXPORT_FUNC(tstc) EXPORT_FUNC(putc) EXPORT_FUNC(puts) EXPORT_FUNC(printf) ......... /* include/_exports.h */

由于这些也是平台无关的代码，因此在移植过程中也不必深究。

然后是调用common/console.c中定义的函数console_init_r()初始化串口控制台，这同样是平台无关的代码，所以不必关心。

这时U-Boot的基本功能已经初始化完毕，便可开中断，并进行附加功能的配置与初始化，包括网卡驱动配置，目标板使用LAN91C1111网卡，对应SMC91111网卡驱动，可以根据需要配置其他的网卡驱动如CS8900等，这些都在include/configs/lubbock.h中定义。

然后是调用board/lubbock/lubbock.c中定义的board_late_init()函数进行板级的后期初始化，实际上是配置stdout和stderr的硬件设备。相关源代码如下：

int board_late_init(void) { setenv("stdout", "serial"); setenv("stderr", "serial"); return 0; }

最后需要注意的一个很重要的文件是lib_arm/armlinux.c，它实现的功能包括设置内核启动参数，并负责将这些参数传递给内核，最后跳转到Linux内核入口函数，将控制权交给内核。

具体传递哪些参数，是通过在include/configs/lubbock.c中指定条件编译选项来控制的，对应于lib_arm/armlinux.c中的部分源代码形式如下：

#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || \ defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || \ defined (CONFIG_INITRD_TAG) || \ defined (CONFIG_SERIAL_TAG) || \ defined (CONFIG_REVISION_TAG) static void setup_start_tag (bd_t *bd); # ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS static void setup_memory_tags (bd_t *bd); # endif static void setup_commandline_tag (bd_t *bd, char *commandline); # ifdef CONFIG_INITRD_TAG static void setup_initrd_tag (bd_t *bd, ulong initrd_start, ulong initrd_end); # endif static void setup_end_tag (bd_t *bd); static struct tag *params; #endif ...... void do_bootm_linux (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[], ulong addr, ulong *len_ptr, int verify) { ...... void (*theKernel)(int zero, int arch, uint params); ...... #ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG char *commandline = getenv ("bootargs"); #endif theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep); ...... theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params); }

关于这个参数列表中各个参数的定义及含义，以及参数列表的初始化过程，可以参考Booting ARM Linux一文。内核是如何找到这个参数列表在内存中的位置，以接收这些参数的呢？实际上，参数列表(tag list)在内存中的起始地址会保存在通用寄存器R2中，并传递给内核。而按照习惯或说惯例，通常tag list的首地址(物理地址)会设置为RAM起始地址+ 0x100偏移量，因此R2的值实际上是确定不变的。另外，还要正确设置R0和R1的值，在呼叫内核时，R0的值应为0，R1中则应保存机器类型(machine type)编号。R0,R1和R2都会作为参数传递给内核。

在上面的代码中，定义了一个函数指针theKernel，通过倒数第二条语句将内核入口地址赋给theKernel(hdr是include/image.h中定义的一个image_header结构体类型的数据，hdr->ih_ep中保存了内核入口地址，ntohl的功能是字节顺序的大小端转换，相关代码可以参考tools/mkimage.c)，最后，根据APCS规则，将0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params 依次作为参数通过R0，R1和R2传递给theKernel函数，并进入内核启动部分。

至此，我们已经从源代码入手简要分析了U-Boot的启动流程，在这个过程中，我们对前一篇文章“添加新的目标板定义”也有了更进一步的理解和认识：为什么要添加这些文件；哪些文件是平台相关的并且必须要根据平台特性进行修改的；哪些文件是平台无关的，是不需要修改的，只需在头文件中作适当配置即可。

下一节，我们将给出移植U-Boot到XSBASE270开发板的实例。

U-Boot的移植之(三)实战篇：移植U-Boot到XSBASE270开发板

1. 在U-Boot中添加XSBASE270目标板的定义

具体方法可参考第一节，本篇给出部分细节和要点，假定$U-BOOT为源码根目录。

############################################################ # (1)建立目标板目录 # 其中lowlevel_init.S采用adsvix的文件，以开启turbo mode，并注释掉 # 其中对pxavoltage.S文件中initPXAvolatage函数的调用。 ############################################################ cd board/ cp -arv lubbock xsbase270 mv xsbase270/lubbock.c xsbase270/xsbase270.c cp adsvix/lowlevel_init.S xsbase270/ vim xsbase270/lowlevel_init.S @setvoltage: @ mov r10, lr @ bl initPXAvoltage @ mov lr, r10 ############################################################ # (2)建立目标板配置头文件 ############################################################ cd $U-BOOT/include/configs cp lubbock.h xsbase270.h ############################################################ # (3)修改Makefile ############################################################ #########在$U-BOOT/Makefile中添加： xsbase270_config: unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm pxa xsbase270 #########在$U-BOOT/Makefile中修改CROSS_COMPILE： CROSS_COMPILE = arm-iwmmxt-linux-gnueabi- #########在$U-BOOT/board/xsbase270/Makefile中修改： #COBJS := lubbock.o flash.o COBJS := xsbase270.o

这里去掉了flash.c文件，因为它是在lubbock板中自定义的FLASH存储器驱动，lubbock不使用U-Boot自带的FLASH驱动；而在本次移植中，我们将使用U-Boot自带的drivers/cfi_flash.c作为XSBASE270开发板的NOR型闪存28F128K18C的驱动程序，具体过程后述。

实际移植过程中还可能要作如下改动：

############################################################# # (1) cpu/pxa/config.mk ############################################################# #armv5-->armv5te, modified by aaron wong PLATFORM_CPPFLAGS += -march=armv5te -mtune=xscale ############################################################# # (2) include/asm-arm/mach-types.h ############################################################# /* added by aaron */ #define MACH_TYPE_XSBASE270 1141

编译U-Boot:

export BUILD_DIR=~/u-boot_xsbase270/build/ make xsbase270_config make

作其他必要修改，直至能正常编译通过。然后再进行后续的针对目标板的定制步骤。

2. 修改U-Boot Stage 1(汇编级)的平台相关代码

U-Boot第一阶段的代码包括：

(1) cpu/pxa/start.S (平台无关，处理器架构相关)

(2) board/xsbase270/lowlevel_init.S (平台与处理器型号相关)

(3) board/xsbase270/config.mk (平台相关，设置TEXT_BASE)

(4) include/configs/xsbase270.h (平台相关，设置寄存器初值等)

lowlevel_init.S已在第一步作了相应修改。config.mk中设置TEXT_BASE(U-Boot的链接起始地址)，暂时不改动(0xa3080000)。

xsbase270.h中定义了系统初始化时的寄存器初值(主要是GPIO配置，时钟与处理器频率设置，片上存储器控制器与存储系统的初始化)，这需要根据平台进行配置。下面给出部分代码示例及注释：

/* * High Level Configuration Options (easy to change) */ #define CONFIG_PXA27X 1 /*to keep PXA27x specific code*/ #define CONFIG_XSBASE270 1 #define BOARD_LATE_INIT 1 #undef CONFIG_USE_IRQ /* we don't need IRQ/FIQ stuff */ ...... /* * Size of malloc() pool */ #define CFG_MALLOC_LEN (CFG_ENV_SIZE + 128*1024) #define CFG_GBL_DATA_SIZE 128 /* * Stack sizes * The stack sizes are set up in start.S using the settings below */ #define CONFIG_STACKSIZE (128*1024) /* regular stack */ #ifdef CONFIG_USE_IRQ #define CONFIG_STACKSIZE_IRQ (4*1024) /* IRQ stack */ #define CONFIG_STACKSIZE_FIQ (4*1024) /* FIQ stack */ #endif /* * Miscellaneous configurable options */ #define CFG_CPUSPEED 0x207 /* cpu start-up frequency,91MHz */ /* * GPIO settings */ #define CFG_GPSR0_VAL 0x00003000 #define CFG_GPSR1_VAL 0x00000000 #define CFG_GPSR2_VAL 0x00010000 #define CFG_GPSR3_VAL 0x00020000 #define CFG_GPCR0_VAL 0x00000800 ...... /* * Clock settings */ #define CFG_CKEN 0x00400200 #define CFG_CCCR 0x08000290 /* 520 MHz */ /* * Memory settings */ #define CFG_MSC0_VAL 0x7FF82BD0 #define CFG_MSC1_VAL 0x7FF87FF8 #define CFG_MSC2_VAL 0x7FF87FF8 #define CFG_MDCNFG_VAL 0x00001AC9 #define CFG_MDREFR_VAL 0x0000001E #define CFG_MDMRS_VAL 0x00000000 ...... /* * PCMCIA and CF Interfaces */ #define CFG_MECR_VAL 0x00000001 #define CFG_MCMEM0_VAL 0x00010504 #define CFG_MCMEM1_VAL 0x00010504 ......

3. 修改U-Boot Stage 2(C语言级)的平台相关代码

U-Boot第二阶段的大部分代码是平台无关的。从移植的角度，我们仅需要关注下面一些平台相关的代码：

(1) include/configs/xsbase270.h：通过使用定义或取消定义相关的预编译变量，用于对平台无关的代码进行平台相关的定制，包括定制U-Boot命令、缺省的环境变量、存储器映射、串口控制台配置、驱动程序等。

(2) board/xsbase270/xsbase270.c：板级初始化，只需进行最基本的配置，包括设置mach-type，启动参数列表首地址，设置标准输入输出设备，获取系统RAM配置信息等。

(3) 驱动程序的移植。最基本的是FLASH存储器驱动程序和以太网卡驱动程序。对于U-Boot中已经支持的器件，可以进行简单移植，否则需要自己加入相关的设备驱动程序。

下面对以上三部分分别阐述。

3.1 配置xsbase270.h

可以参考lubbock.h，adsvix.h等相关开发板的设置，另外也可以从U-Boot源码的README文件获取更多信息。

(1) 存储器映射配置：

/* * Physical Memory Map */ #define CONFIG_NR_DRAM_BANKS 4 /* we have 2 banks of DRAM*/ #define PHYS_SDRAM_1 0xa0000000 /* SDRAM Bank #1 */ #define PHYS_SDRAM_1_SIZE 0x04000000 /* 64 MB */ #define PHYS_SDRAM_2 0xa4000000 /* SDRAM Bank #2 */ #define PHYS_SDRAM_2_SIZE 0x00000000 /* 0 MB */ #define PHYS_SDRAM_3 0xa8000000 /* SDRAM Bank #3 */ #define PHYS_SDRAM_3_SIZE 0x00000000 /* 0 MB */ #define PHYS_SDRAM_4 0xac000000 /* SDRAM Bank #4 */ #define PHYS_SDRAM_4_SIZE 0x00000000 /* 0 MB */ #define PHYS_FLASH_1 0x00000000 /* Flash Bank #1 */ #define PHYS_FLASH_2 0x04000000 /* Flash Bank #2 */ #define PHYS_FLASH_SIZE 0x02000000 /* 32 MB */ #define PHYS_FLASH_BANK_SIZE 0x02000000 /* 32 MB Banks */ #define PHYS_FLASH_SECT_SIZE 0x00040000 /* 256 KB sectors (x2) */ #define CFG_DRAM_BASE 0xa0000000 #define CFG_DRAM_SIZE 0x04000000 #define CFG_FLASH_BASE PHYS_FLASH_1 //you can also add other IO address map here, such as a FPGA

(2) 定制U-Boot命令：

在include/config_cmd_default.h头文件中已经预定义了一些常用的U-Boot命令，我们可以在include/configs/xsbase270.h中包含该头文件，对于其中已定义的不需要的命令，可用undef去除；对于要添加的命令，使用define定义相关的符号即可。

/* * Command line configuration. */ #include <config_cmd_default.h> #define CONFIG_CMD_PING

(3) 控制台串口配置：

包括指定控制台所用的PXA27X串口，缺省的串口通信波特率等。

/* * select serial console configuration */ #define CONFIG_FFUART 1 /* we use FFUART on XSBASE270 */ #define CONFIG_BAUDRATE 115200

(4) 环境变量设置

包括BOOTP选项设置，缺省环境变量设置，启动参数列表配置等。

/* * BOOTP options */ #define CONFIG_BOOTP_BOOTFILESIZE #define CONFIG_BOOTP_BOOTPATH #define CONFIG_BOOTP_HOSTNAME #define CONFIG_BOOTDELAY 3 #define CONFIG_ETHADDR 08:00:3e:26:0a:5b #define CONFIG_NETMASK 255.255.255.0 #define CONFIG_IPADDR 192.168.0.21 #define CONFIG_SERVERIP 192.168.0.250 #define CONFIG_BOOTCOMMAND "bootm 80000" #define CONFIG_BOOTARGS "root=/dev/ram0,rw mem=64M console=ttyS0, 115200" #define CONFIG_CMDLINE_TAG #define CONFIG_TIMESTAMP /* allow to overwrite serial and ethaddr */ #define CONFIG_ENV_OVERWRITE

其中，CONFIG_BOOTCOMMAND和CONFIG_BOOTARGS在后续的引导内核实验中还需要进行修正。

(5) 网卡驱动程序配置：

/* * Hardware drivers */ #define CONFIG_DRIVER_SMC91111 #define CONFIG_SMC91111_BASE 0x0C000000 #define CONFIG_SMC_USE_32_BIT 1

XSBASE270采用的网卡是LAN91C111，U-Boot自带的驱动程序drivers/smc91111.c可支持这款网卡，因此只要在这里作相应的配置即可。CONFIG_SMC91111_BASE要根据PXA27X对网卡的地址译码来决定(片选信号CSx和高位地址线)，CONFIG_SMC_USE_32_BIT指定了网卡工作于32位数据总线模式。可以查看驱动程序源代码得到更多配置选项。

(6) NOR型闪存驱动程序配置：

U-Boot本身支持一系列符合CFI(Common Flash Interface)接口规范的闪存，其缺省支持的闪存芯片信息在include/flash.h中定义，该头文件中还定义了CFI闪存驱动所必需的数据结构和其他物理及结构特性描述符。NAND闪存驱动在drivers/nand目录下，这里不予考虑。CFI是针对NOR型FLASH所提出的一种获取闪存芯片物理和结构参数的操作规程和标准。

XSBASE270采用两片Intel 28F128K18C的兼容CFI标准的NOR型闪存，单片容量为16MB，数据线宽度为16-bit，两片并作一个32MB容量的数据宽度为32-bit的BANK来使用。在头文件include/flash.h中没有定义该芯片的相关信息，可以手动添加；这并不是必须的，如果你并不需要使用这些信息的话(例如将CFI驱动所检测到的Device Id与头文件中定义的Device ID进行比对与验证)。

/* file : include/flash.h */ #define INTEL_ID_28F128K18 0x88068806 /* added by aaron */ #define FLASH_28F128K18 0x00BA /*Intel 28F128K18 (128M=8Mx16)*/

要使用U-Boot自带的CFI闪存驱动，必须要作的是在include/configs/xsbase270.h中添加如下定义:

#define CFG_FLASH_CFI #define CFG_FLASH_CFI_DRIVER 1 /* avoid long time detection, added by aaron ,see include/flash.h */ #define CFG_FLASH_CFI_WIDTH FLASH_CFI_32BIT #define CFG_MAX_FLASH_BANKS 1 /* max number of memory banks */ #define CFG_MAX_FLASH_SECT 128 /*max number of sectors on one chip*/ /* timeout values are in ticks */ #define CFG_FLASH_ERASE_TOUT (25*CFG_HZ) /*Timeout for Flash Erase */ #define CFG_FLASH_WRITE_TOUT (25*CFG_HZ) /*Timeout for Flash Write */ /* write flash less slowly */ #define CFG_FLASH_USE_BUFFER_WRITE 1

另外，如果把环境变量保存在FLASH中，还有如下相关定义：

/* NOTE: many default partitioning schemes assume the kernel starts at * the second sector, not an environment. You have been warned! */ #define CFG_MONITOR_BASE 0 #define CFG_MONITOR_LEN PHYS_FLASH_SECT_SIZE #define CFG_ENV_IS_IN_FLASH 1 #define CFG_ENV_ADDR (PHYS_FLASH_1 + PHYS_FLASH_SECT_SIZE) #define CFG_ENV_SECT_SIZE PHYS_FLASH_SECT_SIZE #define CFG_ENV_SIZE (PHYS_FLASH_SECT_SIZE / 16) /* If defined, hardware flash sectors protection is used instead of * U-Boot software protection. */ #define CFG_FLASH_PROTECTION

(7) 其他配置：

/* * Miscellaneous configurable options */ #define CFG_HUSH_PARSER 1 #define CFG_PROMPT_HUSH_PS2 "> " #define CFG_LONGHELP /* undef to save memory */ #ifdef CFG_HUSH_PARSER #define CFG_PROMPT "$ " /* Monitor Command Prompt */ #endif #define CFG_CBSIZE 256 /* Console I/O Buffer Size*/ /* Print Buffer Size */ #define CFG_PBSIZE (CFG_CBSIZE+sizeof(CFG_PROMPT)+16) #define CFG_MAXARGS 16 /* max number of command args */ #define CFG_BARGSIZE CFG_CBSIZE /*Boot Argument Buffer Size*/ #define CFG_DEVICE_NULLDEV 1 #define CFG_MEMTEST_START 0xa0400000 /* memtest works on */ #define CFG_MEMTEST_END 0xa0800000 /* 4 ... 8 MB in DRAM */ #undef CFG_CLKS_IN_HZ /* everything, incl board info, in Hz */ /*default load address */ #define CFG_LOAD_ADDR (CFG_DRAM_BASE + 0x8000) #define CFG_HZ 3686400 /* incrementer freq: 3.6864 MHz */ /* valid baudrates */ #define CFG_BAUDRATE_TABLE { 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 }

至此，目标板配置头文件xsbase270.h就完成了。

3.2 板级初始化代码xsbase270.c

只需修改board_init()函数即可，完整代码如下：

#include <common.h> DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR; /* Miscelaneous platform dependent initialisations */ int board_init (void) { /* memory and cpu-speed are setup before relocation */ /* so we do _nothing_ here */ /* arch number of XSBASE270-Board */ gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_XSBASE270; /* adress of boot parameters */ gd->bd->bi_boot_params = 0xa0000100; return 0; } int board_late_init(void) { setenv("stdout", "serial"); setenv("stderr", "serial"); return 0; } int dram_init (void) { gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1; gd->bd->bi_dram[0].size = PHYS_SDRAM_1_SIZE; gd->bd->bi_dram[1].start = PHYS_SDRAM_2; gd->bd->bi_dram[1].size = PHYS_SDRAM_2_SIZE; gd->bd->bi_dram[2].start = PHYS_SDRAM_3; gd->bd->bi_dram[2].size = PHYS_SDRAM_3_SIZE; gd->bd->bi_dram[3].start = PHYS_SDRAM_4; gd->bd->bi_dram[3].size = PHYS_SDRAM_4_SIZE; return 0; }

3.3 驱动程序移植

最主要的是闪存和网卡驱动程序的移植。由于使用U-Boot自带的CFI闪存驱动程序和SMC91111网卡驱动程序，应此只要在头文件中进行相关配置即可完成。具体见3.1节。如果需要自行添加相关的设备驱动，则需要在board/xsbase270/目录下添加驱动源文件，并将其添加到该目录下的Makefile中进行编译与链接。

至此，针对特定目标板的U-Boot软件移植工作基本完成。在下一节中，将简单讨论U-Boot的基本的硬件调试方法与技巧

U-Boot的移植之(四)调试篇：下载U-Boot到目标板进行调试

编译完成之后，得到的几个重要文件是：

(1) u-boot.bin: 116K，原始二进制文件，用于下载到启动ROM进行系统引导；

(2) u-boot: 384K，ELF格式映像文件，可加载到SDRAM或SRAM中进行调试；

(3) u-boot.srec: Motorola S-Records格式映像。

(4) System.map: U-Boot映像文件的符号表，各符号的链接地址。

最有效的调试方法是下载到目标板的启动闪存，使用硬件仿真器进行跟踪调试。使用Skyeye，Qemu等软件仿真器不能达到真实的调试效果，尤其不能真实反映第一阶段的底层初始化过程，只适合作U-Boot的学习与研究之用。有人提出在没有硬件仿真器的情况下，使用“点灯大法(利用目标板的LED指示程序运行阶段)”进行跟踪调试，这实际上无异于盲人摸象，特别是在底层初始化阶段，一条指令就可能导致异常。也有人提出注释掉start.S中的lowlevel_init调用，将U-Boot映像加载到SDRAM中进行调试，这实际上只能对U-Boot进行功能调试，而无法跟踪U-Boot的底层初始化过程。当然，如果实在嫌烧写FLASH的速度较慢，又心疼其擦写寿命，也可以将U-Boot映像加载到片上SRAM中调试，因为U-Boot的开始一部分代码是位置无关的(除了后6个异常向量外，不过并不构成影响)；这要求片上SRAM够大，因为U-Boot的映像大小约有300K－400K。

笔者使用Banyan-U ARM EMULATOR JTAG仿真器，结合AXD软件平台进行调试。

首先将u-boot.bin下载到FLASH地址0x0，连接好串口，启动minicom或超级终端，目标板上电后，串口控制台无任何输出。这很有可能是lowlevel_init那段代码出了问题，因为它牵涉到GPIO的配置，处理器时钟频率设置，系统总线频率与存储器的时序匹配及初始化，稍有差错就会当机。当然也有可能是串口的配置不正确，但这部分比较简单，出错的可能性比较小。

对于下载到FLASH存储器的原始二进制文件，只能进行汇编级的跟踪调试。先利用objdump工具生成U-Boot映像的反汇编代码：

arm-iwmmxt-linux-gnueabi-objdump -S u-boot > u-boot.S

反汇编代码u-boot.S和符号表System.map将是跟踪调试过程中的得力助手。

另一个重要的调试技巧是在AXD中现场修改寄存器和存储单元的内容，这样可以帮助我们找到问题所在，而不必每次改动都重新编译u-boot，也避免了FLASH的频繁烧写。

例如，笔者在单步跟踪调试时，发现在地址0xa30804b4处，使用指令”str r1, [r0]”配置GPDR1(GPIO方向寄存器1)后，存储器0x0地址开始的大片内容全部被更改，导致异常终止。这时可以在该处设置一个断点，复位目标板全速运行到断点处，修改寄存器r1的值(GPDR1的初值)，再执行该条指令。经试验发现，对于XSBASE270开发板，必须要先初始化GAFRx，再初始化GPDRx，才不致于发生上述异常。而在start.S中，是先完成GPDRx的初始化之后，再初始化GAFRx的，因此需要在源代码中将这两段代码的位置互换，重新编译后，再下载到FLASH中。

U-Boot的串口控制台输出如下：

U-Boot 1.3.0-rc2 (Oct 16 2007 - 01:57:29) DRAM: 64 MB Flash: 32 MB In: serial Out: serial Err: serial Hit any key to stop autoboot: 0 $

另一个问题是环境变量的设置与保存。将环境变量保存在FLASH中，使用setenv命令设置环境变量，再使用saveenv命令保存，这样在下次开机时，就会使用新的环境变量。如果使用的是U-Boot自带的CFI闪存驱动，在保存环境变量时可能会出现如下问题：

$ setenv ipaddr 192.168.1.21 $ saveenv Saving Environment to Flash... Un-Protected 1 sectors Erasing Flash... Flash erase error at address 40000 Block Erase Error. Block locked. done Erased 1 sectors

这是因为缺省情况下U-Boot对FLASH有软件写保护，这时在U-Boot启动完毕后即使使用jflashmm工具也无法对FLASH进行烧写：

[aaronwong@localhost Jflash-XSBase270]$ sudo ./jflashmm u-boot.bin JFLASH Version 5.01.007 COPYRIGHT (C) 2000 - 2003 Intel Corporation PLATFORM SELECTION: Processor= PXA27x Development System= XSBase270 Data Version= 1.00.001 PXA27x revision ?? Found flash type: 28F128K18 Erasing block at address 0 Error, Block erase timed out

解决办法可参考Uboot-Users邮件列表Erase error on dual P30(CFI) flash chips主题讨论，具体是在include/configs/xsbase270.h中定义CFG_FLASH_PROTECTION，该选项在README文件中的描述如下：

- CFG_FLASH_PROTECTION If defined, hardware flash sectors protection is used instead of U-Boot software protection.

修改完毕重新编译U-Boot，在目标板上电后U-Boot启动完毕之前，使用jflashmm工具将新的u-boot.bin烧写到目标板启动闪存。这时可成功修改环境变量并保存到FLASH中：

$ setenv ipaddr 192.168.1.21 $ saveenv Saving Environment to Flash... . done Un-Protected 1 sectors Erasing Flash... . done Erased 1 sectors Writing to Flash... done . done Protected 1 sectors

一旦U-Boot的基本功能调试通过，能正常在目标板运行，剩余的工作就是根据实际情况调整TEXT_BASE以及内核引导参数，使用U-Boot来引导Linux内核。在下一节中，将给出U-Boot引导Linux内核的实例。