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2021-09-10

作者：互联网

STM32H743ZIT6移植uboot

Stm32H743移植linux
1， 首先在Linux系统下安装交叉编译环境
下载Cortex-M系列的交叉编译环境：https://launchpad.net/gcc-arm-embedded
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下载对应系统的文件
解压 tar –xjf gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.07-x86_64-linux.tar.bz2
解压后的文件拷贝到/user/local
Sudo cp gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.07 /user/local
修改环境变量 sudo vim /etc/profile
文件最后增加export PATH=$PATH:/usr/local/ gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.07/bin
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运行source /etc/profile使环境变量生效
要想在其他位置生效，重启系统即可
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安装完成
用hello world 验证
直接编译会报错
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可能是默认的libc缺少某些标准函数，需要使用–specs选项。arm-none-eabi-gcc配套的readme文件中有关于libc库及–specs选项的解释，如https://launchpadlibrarian.net/287100883/readme.txt。使用前建议阅读一下readme文件）
使用arm-none-eabi-gcc --specs=nosys.specs -o main main.c编译
查看文件信息：file main
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表示交叉编译环境安装成功
2， 编译uboot
首先去uboot官网下载最新uboot源码
http://www.denx.de/wiki/U-Boot/
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进入源码
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选择FTP
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选择自己想要下载的版本
解压：tar –xjf u-boot-2021.07.tar.bz2
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查看configs目录
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uboot支持stm32H743，先使用默认配置文件
Makefile 文件增加交叉编译器
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执行make stm32h743-disco_defconfig得到.config文件
make –j4编译uboot
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使用STLink烧录u-boot.bin文件到H7的芯片上，串口没有打印信息
首先怀疑串口引脚配置不同
初始化串口的函数没有对串口引脚的配置，查看uboot编译，发现是通过设备树进行引脚配置，所以找到对应的设备树arch/arm/dts/stm32h743i-disco.dts
查看配置发现与自己板子上的串口引脚不匹配，修改为自己板子上的引脚配置
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重新烧录，串口还是没有打印，发现是.bin文件不匹配，因为使用了设备树，所以要使用u-boot-dtb.bin文件。
使用STLink烧录u-boot-dtb.bin文件到flash中
stm32h743属于ARMV7M架构
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串口成功打印uboot信息。
打印信息只有少部分，没有完全打印，分析uboot启动流程
3， 分析启动流程
首先分析u-boot.lds链接脚本
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Uboot代码当前的入口点：_start，真正的.text段是从.vectors开始的
_start 在文件 arch/arm/lib/vectors.S 中有定义。
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_start后面的就是中断向量表
可以看出，直接跳转到了reset，reset位于arch/arm/cpu/armv7m/start.S文件中
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跳转到第一个C程序，main函数，位于arch/arm/lib/crt0.S文件中
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默认使用的外部DDR内存，需要修改为内部SDRAM
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使用AXI-SRAM 起始地址0x2400 0000 大小 0x8 0000
CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR 修改SP指针初始化的地址为0x2401 0000
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board_init_f_alloc_reserve 函数主要是留出早期的malloc内存区域和gd内存区域
SYS_MALLOC_F_LEN 0xF00
#define CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN 0xF00 （include/generated /autoconf.h）
GD_SIZE 216
#define GD_SIZE 216 (include/generated/generic-asm-offsets.h)
返回最新的top值 0x2401 0000-0xF00-0xE0(16字节对齐) = 0x2400 F020
r9寄存器存放着全局变量gd的地址，设置gd所指向的位置
调用函数 board_init_f_init_reserve，此函数在文件common/init/board_init.c 中有定义
此函数用于初始化gd，其实就是清零处理
还设置了gd->malloc_base为基地址+gd大小,再做16字节对齐 = 0x2400 F100
最终gd->malloc_base= 0x2400 F100这个就是early malloc的起始地址。
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进入board_init_f函数，进入uboot第一阶段的初始化。
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board_init_f 函数主要的作用：
初始化一系列外设，比如串口、定时器，或者打印一些消息等，init_sequence_f 初始化列表里面包含了一系列的初始化函数。
去掉条件编译以后的 init_sequence_f 定义如下：
setup_mon_len, __bss_end-_start 得到uboot总长度 _start为我们.text的首地址
0x 0803 2fe0-0x0800 0000=0x3 2fe0
fdtdec_setup, 加载设备树以及设备树地址
initf_malloc, 设置内存池的大小 为0xF00
initf_bootstage
setup_spl_handoff,
arch_cpu_init,
mach_cpu_init,
initf_dm,
arch_cpu_init_dm,
timer_init,
env_init,
init_baud_rate, 设置串口速率115200
serial_init, 初始化串口 serial_uclass 通过设备树方式初始化串口
console_init_f, 设置gd->have_console为1，打开控制台
display_options, 打印uboot版本以及编译信息
display_text_info
checkcpu,
show_board_info, 打印板子信息
INIT_FUNC_WATCHDOG_INIT
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
announce_dram_init, 打印DRAM
dram_init, ram_size=0x80000 ram_base=0x2400 0000
需要在设备树文件中修改对应的memory节点，根据选择的SRAM的地址和大小
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INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
setup_dest_addr, ram_top=0x2408 0000 relocaddr=0x2408 0000
reserve_round_4k, 4K向下对齐
arch_reserve_mmu, 页表64K对齐relocaddr=0x2407 0000
reserve_video,
reserve_trace,
reserve_uboot, start_addr_sp= relocaddr =relocaddr-uboot长度（0x32fe0）=0x2403 D000
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reserve_malloc, 保留一段堆空间（也就是堆的大小100K）start_addr_sp=0x2402 2000
默认值为（11024 1024）1M的大小，由于单片机的SRAM大小不够，修改为100K（11001024）
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reserve_board, 保留bd的空间（大小0x50）start_addr_sp=0x24021fb0
reserve_global_data, 设置新的gd地址（大小0xE0）start_addr_sp=0x24021ed0
reserve_fdt, 设备树大小size 0x5760 start_addr_sp= 0x24010770
reserve_bootstage,
reserve_bloblist,
reserve_arch,
reserve_stacks, 预留16字节start_addr_sp= 0x24010750
dram_init_banksize, 起始地址0x2400 0000
show_dram_config, 打印DRAM大小0x8 0000（512K）
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
setup_bdinfo,
display_new_sp,
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
reloc_fdt, 重定位设备树，把设备树段拷贝到新的位置
reloc_bootstage,
reloc_bloblist,
setup_reloc, 重定位gd_t
clear_bss,
最终内存分布：
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board_init_f中的内容就已经分析完了。
接下来就剩下uboot本身的搬移和bss段的初始化
调用函数 relocate_code 代码重定位函数，将uboot拷贝到SRAM中去
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这三句代码重点分析一下：
adr是个位置无关的加载指令，无论here的链接地址是多少，adr加载的都是当前pc
+偏移，然后得到新的规划的uboot和旧的uboot之间的偏移量给r0
之后把偏移和旧的uboot的here加起来，最终得到新的uboot里面的here地址，然后
放进lr，等进入后面的relocate_code函数，返回来的时候就直接返回到新的uboot的 代码段运行了。
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R0 = relocaddr
R1 = 0x0800 0000 uboot存储在flash中的地址
R2 = 0x0803 0324 uboot存储在flash中的结束的地址
R4 = reloc_off
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循环拷贝flash中的uboot到SRAM中uboot预留的空间中去
调用函数relocate_vectors 对中断向量表做重定位
函数代码位于 arch/arm/lib/relocate.S文件中
uboot第一部分的初始化工作到这里就完成了
总结：主要的工作就是把flash中的uboot搬移到SRAM中，同时初始化了一些底层的配置，把一些参数保存在了全局变量gd中，方便后面使用。
Flash 起始地址 0x0800 0000 大小 0x20 0000 1MB 终止地址 0x0820 0000
SRAM 起始地址 0x2400 0000 大小 0x08 0000 512KB 终止地址 0x2408 0000

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Uboot第二阶段初始化：
gd的地址和当前新的uboot的起始地址传参给board_init_r
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进入board_init_r函数中
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进入初始化列表init_sequence_r中
得到列表中定义的执行的重要函数
initr_trace
initr_reloc 标记已经重定位成功，malloc初始化
initr_caches 使能cache
initr_reloc_global_data 初始化全局变量monitor_flash_len = _end - __image_copy_start
initr_malloc 初始化堆的大小 定义为100K
initr_bootstage 把动态内存分配的bootargs处理一下
initr_dm 驱动模型初始化 uboot增加设备树以后特有的
board_init gd->bd->bi_boot_params = gd->bd->bi_dram[0].start + 0x100;
stdio_init_tables 初始化一下设备链表
serial_initialize 再一次初始化串口，并标记串口初始化成功
initr_mmc 初始化MMC或者SD卡，默认的MMC控制器和自己板子的不同，修改对应
的设备树MMC控制器引脚，初始化SD卡完成
stdio_add_devices 增加标准输出
initr_net 网口模块初始化，目前没有解决问题，后续继续研究
run_main_loop 最后的大循环函数
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bootstage_mark_name函数调用了show_boot_progress，利用它显示启动进程(progress)，
这里为空函数
cli_init 用来初始化hush shell使用的一些变量
bootdelay_process 从环境变量中取出bootdelay和bootcmd的配置值
bootdelay为uboot的启动延时值，计数期间没有干预，将执行bootcmd配置的命令
cli_process_fdt 环境变量里有bootcmd，fdt如果有，fdt会覆盖env里面的
autoboot_commands 执行倒计时函数，没按键进入bootcmd
cli_loop 进入uboot命令行中
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到这里，uboot移植已完成，运行print命令打印环境变量

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标签：10,uboot,初始化,09,init,gd,2021,0000,reserve
来源： https://blog.csdn.net/qq_38724361/article/details/120216011