一、uboot源码结构

1.1 uboot源码获取

1.2 uboot的特点

1.3 uboot源码结构

二、uboot配置与编译

2.1uboot配置

2.2 uboot编译

三、uboot移植

3.1添加board信息

3.2再次配置和编译

3.3添加三星加密引导程序

3.4添加调制代码（点灯法）

3.5添加编译脚本

3.6测试uboot

3.7修改UART源码

3.8修改网络初始代码

3.9修改网络配置代码

3.10修改emmc初始代码

3.11添加emmc命令

3.12修改emmc配置代码

3.13修改电源管理相关代码

百度百科-验证

一、uboot源码结构

1.1 uboot源码获取

uboot是一个开源的软件。开源有两层含义。一是可以免费用、二是开放源代码

uboot源码下载

http://www.denx.de/wiki/U-Boot/

直接百度搜uboot这个就能下载。

或者进入上面那个链接我们进入它的官网下载，uboot是德国一个小组做的。

现在貌似被GitHub管理起来了，反正直接搜索还是去官网他的下载路径都是GitHub的具体什么原因不清楚，这个历史问题和学习无关我们能用就行。

对于不会英语的人很不友好，下载都找不到怎么下建议使用下面链接

uboot官方下载地址，无需密码

Index of /pub/u-boot/

或者：

ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

uboot版本命名

前期:uboot-1.2.3

现在:uboot-2008.01

08年以前uboot是1.2.几1.3.几这样命名08年开始以年份和月份命名。

它的更新是非常频繁的上次更新是两天前。

uboot版本选择

支持对应的硬件平台

相对成熟的版本（资料多）

每当发布新的芯片后uboot就会增加对应芯片的版本。一般和处理器同一时期发布的uboot版本对处理器的支持较好。

1.2 uboot的特点

n 代码结构清晰

n 支持丰富的处理器与开发板，易于移植

嵌入式领域还有一个常用的操作系统Vxworks，uboot也可以引导。

VxWorks 操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的 F-16、FA-18战斗机、 B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器、2008年5月登陆的凤凰号，和2012年8月登陆的好奇号也都使用到了VxWorks。

百度百科-验证

n 支持丰富的用户命令

之前专门学过好多

n 支持丰富的网络协议

n 支持丰富的文件系统

文件系统就是帮助我们管理磁盘的工具也是一个软件。大的存储空间一般都自带文件系统。

n 支持丰富的设备驱动

n 更新活跃、用户较多、资料丰富

n 开放源代码

n 较高的稳定性

n 不具有通用性（不同的处理器、开发板uboot不可通用）

1.3 uboot源码结构

由于uboot的源码特别多所以是由很多个文件夹组成的，同类型的源码放到一个文件夹里

平台相关代码

即与CPU架构或开发板硬件相关的源码，硬件的改动对应的代码也需要进行修改

arch:与CPU架构相关的源代码

board:与开发板相关的源代码，包含各种官方评估板对应的源码

api：这个目录下有很多的用户接口

arch：目录下存储的是架构

这里有很多的架构如果我们使用的arm那么剩下的就可以都删了

在cpu这个文件夹下他又细分了很多的架构。我们使用的A9是V7架构的。

在使用时我们可以把arch目录除了V7外的其它文件夹内容都删掉。不过其实不删也行，编译的时候不编译它就行了。这里还有makefile文件官方给我们写好了。

board：这个目录下都是一些公司的名字比如三星、诺基亚、ST剩下的也不认识了哈哈。

在samsung的目录下我们看到还有很多的文件夹，这些就是三星出的一些机器。

但是这里不能把所有的公司出的开发板都包括，这里都是官方的评估版，评估版就是这些公司在新出一款芯片时为这款芯片做的测试的板子。这个origen就是exynos4412的评估板。不过我使用的板子是华清远见的所以在这里找不到。但是我们可以找和官方用一样芯片的评估板我们自己修改一下。

boards.cfg:这个文件是配置信息

common：这下面全是uboot命令的.c文件

config.mk：也是一个配置文件

COPYING：这是版权文件虽然是开源软件但是也不能乱用

CREDITS：这里是代码贡献者名单包括他们的邮箱，出了问题可以给他们发邮件问，但是也许不会回你，之前都是外国人我今天进GitHub发现贡献者前几名还有几个中国人。

disk：磁盘操作的命令文件夹

readme：一个说明书或者说帮助文档，这个说明书有5000多行都是一些介绍性的的东西。

dos：这里是详细的说明书

drivers：这里面全是驱动文件

dts：设备树文件夹，后面学习驱动时在详细学习。

examples：里面是例程，在不会写的时候可以参考一下

fs：文件系统，这里面每个文件夹内都是文件系统的源代码和makefile文件这里面ext4是嵌入式领域常用的文件系统。

include：这里是头文件

lib：这里是库

makefile：方便我们编译uboot镜像。它这个makefile是层层调用的每个文件夹下都有，使用make命令后总的makefile文件会调用每层的马克file文件来共同编译出uboot镜像。这个makefile文件非常的复杂。

post：上电自检程序

tools：工具

net：网络文件夹，这里面是uboot支持的一些网络。

剩下的都是无关紧要的，想要了解就看readme来学习。uboot的源码是非常复杂的想要修改要学习很长的时间。

二、uboot配置与编译

为了保证uboot适用所有的开发板，uboot把所有的开发板都写出来了，需要哪个编译哪个

2.1uboot配置

1.指定当前使用的硬件平台

make <board_name>_config

注1：<board_name>为当前使用的开发板的名字

注2：执行该命令的前提是uboot源码支持该开发板

注3：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

出现下面这种提示就是配置成功了。

2.指定编译uboot源码使用的编译器

在uboot源码顶层目录下的Makefile中指定(CROSS_COMPILE变量)

因为编译过程很复杂所有我们不可能自己去gcc编译。我们用官方写好的makefile就行。

但是我们要先指定编译器

打开顶层目录的makefile文件，搜索CROSS_COMPILE

我们加上arm的编译工具，不要加那个gcc因为在编译过程中不止需要gcc

因为它放在了if语句中，但是我们不知道那俩条件是什么所以改一下。

2.2 uboot编译

1.编译uboot

make

注1：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

注2：该命令执行后在uboot源码顶层目录下生成u-boot.bin

编译需要大概一分钟。编译完多了几个文件

多了一个system.map文件和那些u-boot开头的。

make在编译的过程中先将.c和.s编译成.o文件。最后把他们链接（ld）成一个可执行文件绿色的那个u-boot。他是elf格式的。我们肯定不能把他刷到板子上。不过在这之后它还会用objcopy把利用elf文件生成bin文件。这里还有一个srec文件这是符合摩托罗拉的二进制文件。

2.清除编译过程中生成的中间文件

make clean

make distclean

注1：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

这些中间文件就是.o文件。执行make clean只是清除这些.o文件。执行下面那个会把生成的可执行文件和二进制文件也删除。恢复刚下载的源码状态。

三、uboot移植

因为uboot支持的只是官方的评估板，所以我们没法直接用。

因为咱们和origen的SOC一样都是exynos4412所以不需要修改arch目录的内容。

uboot就先不深入学习了，芯片厂家的开放程度不够，很少需要自己去配置，一般用三星或者全志的芯片都会给我们提供相关的uboot。而且uboot代码量太大了，我们要改就得把他的代码结构，实现过程，具体的代码都研究透。所以又来了一个可以研究一辈子的东西。

3.1添加board信息

拷贝出来一份不要破坏本来的程序

修改C文件名

因为vi编译器不好操作所以使用图形化的编译器

同样这个也换了

然后再把这个路径下的h文件复制一份

把这个也改成fs4412

这句话是编译的时候的提示信息其实该不该不影响用，改了只是让提示信息变过来

打开顶层目录的boards.cfg在origen后加一个我们的信息

这个文件就是一个支持的开发板列表包括一些信息，所以我们要添加一下

3.2再次配置和编译

试了一下在底层目录运行不好使哈哈。回到顶层配置成功

然后再make，但是现在还是用不了因为我们只是换了名，其它的都没改

3.3添加三星加密引导程序

三星公司为了安全性或者一些“其他原因”它没有全部使用uboot的开源程序，有一部三星自己写好了，我们可以用但是不能看里面是什么

把这俩目录放到顶层

这之后不要执行make clean或make distclean，这会将加密文件清除

然后修改一些makefile让原来的代码和三星的引导文件链接到一起

再这段话后面加上一些东西：

@#./mkuboot

        @split -b 14336 u-boot.bin bl2

        @+make -C sdfuse_q/

        @#cp u-boot.bin u-boot-4212.bin

        @#cp u-boot.bin u-boot-4412.bin

        @#./sdfuse_q/add_sign

        @./sdfuse_q/chksum

        @./sdfuse_q/add_padding

        @rm bl2a*

        @echo

这些前面都要加一个tab件不然会报错

3.4添加调制代码（点灯法）

vi arch/arm/cpu/armv7/start.S

打开这个文件

在这个位置加上点亮LED2的操作这样可以保证终端无现象第一时间找到是串口坏了还是uboot没启动导致的问题。干别的也行就是确认用的，不理解这段程序可以看我前面的文章。

GPIO实验_gpio控制实验_宇努力学习的博客-CSDN博客

3.5添加编译脚本

使用make命令编译时只链接uboot源码中的相关代码，而我们添加的初始引导加密的代码不会被连接到u-boot.bin中，所以这里我们自己编写编译脚本build.sh，这个脚本中除了对uboot源码进行配置和编译外还将初始引导加密代码链接到了u-boot.bin上，最终生成一个完成的uboot镜像u-boot-fs4412.bin

先配置后编译 -j是使用多线程编译加快编译速度

然后直接执行就行了

这个u-boot-fs4412就是开发板可执行的文件

3.6测试uboot

把这个bin文件拖出来刷到SD卡上

改成SD卡启动模式

这时候LED2应该是亮的，但是串口没有信息还是需要修改硬件设备的代码。

3.7修改UART源码

$ vi board/samsung/fs4412/lowlevel_init.S

打开这个文件

添加下面变色的代码：

初始化栈

关闭看门狗

把这句话注释，上面的操作是为了初始化串口

然后再试试，先创造一个512字节的空镜像

把他们组合一下

做一个1M的空镜像用来擦除

先擦除再烧写

欧克没有问题。我们运行help命令发现不全。

3.8修改网络初始代码

虽然可以通过终端输入命令，但此时的uboot还不能使用ping、tftp等命令，原因在于命令都是操作网络的，而uboot源码中网卡的相关配置与我们当前的板子不匹配，所以我们还要对网卡进行移植。我们的开发板用的网卡是dm9000

打开这个文件 board/samsung/fs4412/fs4412.c

#ifdef  CONFIG_DRIVER_DM9000
#define EXYNOS4412_SROMC_BASE 0X12570000

#define DM9000_Tacs     (0x1) 
#define DM9000_Tcos     (0x1) 
#define DM9000_Tacc     (0x5) 
#define DM9000_Tcoh     (0x1) 
#define DM9000_Tah      (0xC) 
#define DM9000_Tacp     (0x9)   
#define DM9000_PMC      (0x1)  

struct exynos_sromc {
	unsigned int bw;
	unsigned int bc[6];
};

void exynos_config_sromc(u32 srom_bank, u32 srom_bw_conf, u32 srom_bc_conf)
{
	unsigned int tmp;
	struct exynos_sromc *srom = (struct exynos_sromc *)(EXYNOS4412_SROMC_BASE);

	/* Configure SMC_BW register to handle proper SROMC bank */
	tmp = srom->bw;
	tmp &= ~(0xF << (srom_bank * 4));
	tmp |= srom_bw_conf;
	srom->bw = tmp;

	/* Configure SMC_BC register */
	srom->bc[srom_bank] = srom_bc_conf;
}

static void dm9000aep_pre_init(void)
{
	unsigned int tmp;
	unsigned char smc_bank_num = 1;
	unsigned int     smc_bw_conf=0;
	unsigned int     smc_bc_conf=0;
       
	/* gpio configuration */
	writel(0x00220020, 0x11000000 + 0x120);
	writel(0x00002222, 0x11000000 + 0x140);
	/* 16 Bit bus width */
	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x180);
	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x188);
	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1C0);
	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1C8);
	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1E0);
	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1E8);              
	smc_bw_conf &= ~(0xf<<4);
	smc_bw_conf |= (1<<7) | (1<<6) | (1<<5) | (1<<4);
	smc_bc_conf = ((DM9000_Tacs << 28)
				 | (DM9000_Tcos << 24)
				 | (DM9000_Tacc << 16)
				 | (DM9000_Tcoh << 12)
				 | (DM9000_Tah  << 8)
				 | (DM9000_Tacp << 4)
				 | (DM9000_PMC));
	exynos_config_sromc(smc_bank_num,smc_bw_conf,smc_bc_conf);
}
#endif

文件末尾加上‘

#ifdef CONFIG_CMD_NET
int board_eth_init(bd_t *bis)                                                  
{      
	int rc = 0;
#ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
	rc = dm9000_initialize(bis);                                            
#endif                                                                         
	return rc;                                                              
}  
#endif

3.9修改网络配置代码

uboot默认不编译这部分的代码，所以要使用需要配置一下

打开这个文件 include/configs/fs4412.h

这两个undef改成define

文件末尾这个前面加上：

#ifdef  CONFIG_CMD_NET
#define CONFIG_NET_MULTI
#define CONFIG_DRIVER_DM9000	1
#define CONFIG_DM9000_BASE	0x05000000
#define DM9000_IO	CONFIG_DM9000_BASE
#define DM9000_DATA	(CONFIG_DM9000_BASE + 4)
#define CONFIG_DM9000_USE_16BIT
#define CONFIG_DM9000_NO_SROM	1
#define CONFIG_ETHADDR	11:22:33:44:55:66
#define CONFIG_IPADDR	192.168.9.200
#define CONFIG_SERVERIP	192.168.9.120
#define CONFIG_GATEWAYIP	192.168.9.1
#define CONFIG_NETMASK	255.255.255.0
#endif

然后再编译

cat zero.bin u-boot-fs4412.bin > win-u-boot-fs4412.bin

sudo dd if=/dev/zero of=clear.bin count=2048

sudo dd if=/dev/zero of=zero.bin count=1

上面这三个命令总用我就单独粘了一份。

没啥问题，上面最后加的那段就是网卡一些初始的信息，根据自己需要改就行，当然不改也行后面可以自己设置。

3.10修改emmc初始代码

将资料中“移植相关文件”下的movi.c拷贝到uboot源码的arch/arm/cpu/armv7/exynos/ 目录下

这里都是emmc的相关代码，一般也是emmc厂家提供的

然后再当前目录下的makefile加上我们新加入的文件的.o

board/samsung/fs4412/fs4412.c

再打开这个文件

加上这俩头文件

u32 sclk_mmc4;  /*clock source for emmc controller*/
#define __REGMY(x) (*((volatile u32 *)(x)))
#define CLK_SRC_FSYS  __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE + CLK_SRC_FSYS_OFFSET)
#define CLK_DIV_FSYS3 __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE + CLK_DIV_FSYS3_OFFSET)

int emmc_init()
{
	u32 tmp;
	u32 clock;
	u32 i;
	/* setup_hsmmc_clock */
	/* MMC4 clock src = SCLKMPLL */
	tmp = CLK_SRC_FSYS & ~(0x000f0000);
	CLK_SRC_FSYS = tmp | 0x00060000;
	/* MMC4 clock div */
	tmp = CLK_DIV_FSYS3 & ~(0x0000ff0f);
	clock = get_pll_clk(MPLL)/1000000;

	for(i=0 ; i<=0xf; i++)  {
		sclk_mmc4=(clock/(i+1));

		if(sclk_mmc4 <= 160) //200
		{
			CLK_DIV_FSYS3 = tmp | (i<<0);
			break;
		}
	}
	emmcdbg("[mjdbg] sclk_mmc4:%d MHZ; mmc_ratio: %d\n",sclk_mmc4,i);
	sclk_mmc4 *= 1000000;

	/*
	* MMC4 EMMC GPIO CONFIG
	*
	* GPK0[0]	SD_4_CLK
	* GPK0[1]	SD_4_CMD
	* GPK0[2]	SD_4_CDn
	* GPK0[3:6]	SD_4_DATA[0:3]
	*/
	writel(readl(0x11000048)&~(0xf),0x11000048); //SD_4_CLK/SD_4_CMD pull-down enable
	writel(readl(0x11000040)&~(0xff),0x11000040);//cdn set to be output

	writel(readl(0x11000048)&~(3<<4),0x11000048); //cdn pull-down disable
	writel(readl(0x11000044)&~(1<<2),0x11000044); //cdn output 0 to shutdown the emmc power
	writel(readl(0x11000040)&~(0xf<<8)|(1<<8),0x11000040);//cdn set to be output
	udelay(100*1000);
	writel(readl(0x11000044)|(1<<2),0x11000044); //cdn output 1

	writel(0x03333133, 0x11000040);

	writel(0x00003FF0, 0x11000048);
	writel(0x00002AAA, 0x1100004C);

#ifdef CONFIG_EMMC_8Bit
	writel(0x04444000, 0x11000060);
	writel(0x00003FC0, 0x11000068);
	writel(0x00002AAA, 0x1100006C);
#endif

#ifdef USE_MMC4
	smdk_s5p_mshc_init();
#endif 
}

把上面代码加到那个宏的后面

把原来的文件换掉

int board_mmc_init(bd_t *bis)
{
	int i, err;
#ifdef CONFIG_EMMC
	err = emmc_init();
#endif
	return err;
}

文件最末尾加上

#ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
#include <movi.h>
int  chk_bootdev(void)//mj for boot device check
{
	char run_cmd[100];
	struct mmc *mmc;
	int boot_dev = 0;
	int cmp_off = 0x10;
	ulong  start_blk, blkcnt;

	mmc = find_mmc_device(0);

	if (mmc == NULL)
	{
		printf("There is no eMMC card, Booting device is SD card\n");
		boot_dev = 1;
		return boot_dev;
 	}
	start_blk = (24*1024/MOVI_BLKSIZE);
	blkcnt = 0x10;

	sprintf(run_cmd,"emmc open 0");
	run_command(run_cmd, 0);

	sprintf(run_cmd,"mmc read 0 %lx %lx %lx",CFG_PHY_KERNEL_BASE,start_blk,blkcnt);
	run_command(run_cmd, 0);

	/* switch mmc to normal paritition */
	sprintf(run_cmd,"emmc close 0");
	run_command(run_cmd, 0);

	return 0;
}

int board_late_init (void)
{
	int boot_dev =0 ;
	char boot_cmd[100];
	boot_dev = chk_bootdev();
	if(!boot_dev)
	{
		printf("\n\nChecking Boot Mode ... EMMC4.41\n");
	}
	return 0;
}
#endif

3.11添加emmc命令

将资料中“移植相关文件”下的cmd_movi.c、cmd_mmc.c、cmd_mmc_fdisk.c拷贝到uboot 源码的common/目录下

然后修改当前目录的makefile

COBJS-$(CONFIG_CMD_MMC) += cmd_mmc_fdisk.o
COBJS-$(CONFIG_CMD_MOVINAND) += cmd_movi.o

在这句话后面加上这两个

将资料中“移植相关文件”下的mmc.c、s5p_mshc.c拷贝到uboot源码的drivers/mmc/ 目录下

将资料中“移植相关文件”下的mmc.h、movi.h、s5p_mshc.h拷贝到uboot源码的include/ 目录下

还要配置makefile

在蓝色框后面加上红色框的内容

3.12修改emmc配置代码

include/configs/fs4412.h

#define CONFIG_EVT1     1       /* EVT1 */
#ifdef CONFIG_EVT1
#define CONFIG_EMMC44_CH4 //eMMC44_CH4 (OMPIN[5:1] = 4)

#ifdef CONFIG_SDMMC_CH2
#define CONFIG_S3C_HSMMC
#undef DEBUG_S3C_HSMMC
#define USE_MMC2  
#endif

#ifdef CONFIG_EMMC44_CH4
#define CONFIG_S5P_MSHC
#define CONFIG_EMMC             1
#define USE_MMC4  
/* #define CONFIG_EMMC_8Bit */
#define CONFIG_EMMC_EMERGENCY
/*#define emmcdbg(fmt,args...) printf(fmt ,##args) */
#define emmcdbg(fmt,args...)
#endif

#endif /*end CONFIG_EVT1*/
#define CONFIG_CMD_MOVINAND
#define CONFIG_CLK_1000_400_200
#define CFG_PHY_UBOOT_BASE      CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x3e00000
#define CFG_PHY_KERNEL_BASE     CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x8000

#define BOOT_MMCSD      0x3
#define BOOT_EMMC43     0x6
#define BOOT_EMMC441    0x7
#define CONFIG_BOARD_LATE_INIT

再这个文件的最后加上上面的代码，这些都是emmc的配置这个最后是指文件名宏那句话的前面。