4291 字
21 分钟
NXP 官方u-boot移植和启动过程
2025-03-07
嵌入式 Linux 开发
u-boot
/
Linux
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IMX6ULL
/
UART
/
设备树

官方U-Boot下载#

Github 下载后拷贝tar.bz2至Linux，然后tar -vxjf

U-boot工程目录#

编译后的uboot源码 除了文件夹之外，还有一些文件： 编译后的uboot源码

验证defconfig#

cd /configs/，确认存在有I.MX6ULL的配置文件：

mx6ull配置文件

新版本uboot中mx6ull_14x14_evk_defconfig用于传统的非安全启动（Non-Secure Boot）模式，而mx6ull_14x14_evk_plugin_defconfig支持安全启动（Secure Boot），允许 U-Boot 在 ROM 加载阶段执行自定义代码，通常用于 HAB 安全启动初始化（如 DRAM 训练）。通常使用前者即可。

添加变量至顶层Makefile#

在uboot根目录下的顶层Makefile中添加：

ARCH=arm
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

编写make用Shell，编译#

  1. touch mx6ull_14x14_evk.sh
#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j16
  1. chmod 777 mx6ull_14x14_evk.sh
  2. ./mx6ull_14x14_evk.sh，编译

这里用的uboot是NXP最新的分支v2022.04，这个uboot版本比较新，如果用老版本的交叉编译器会报错，因为它不支持比较新的语法。这里使用的uboot、kernel和编译器的版本都为：

  • uboot：v2022.04
  • kernel：if 6.6y
  • arm-linux-gnueabihf-gcc: 7.5.0

编译完成后，imxdownload烧录至SD卡，设置开发板从SD卡启动。

此时Uboot启动之后，由于LCD未做配置，LCD上是不会显示NXP的Logo的。下一步是修改LCD驱动。

修改LCD驱动#

IO部分不用修改，官方和开发板一致，仅需修改参数。较老版本的LCD参数在board/freescale/mx6ull_aki/mx6ull_14x14_evk_emmc.c的display_info_t结构体里。但是新版本uboot全部把诸如LCD之类的外设配置参数全部移到了设备树中。并且，imx6ull是由imx6ul这块板子拓展而来的，二者的设备树也呈非常明显的层次关系，即先读imx6ul的设备树，再读imx6ull的，所以很多外设节点都在/arch/arm/dts/imx6ul-14x14-evk.dtsi这个设备树文件中定义。

打开该设备树文件，找到：

&lcdif {
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&pinctrl_lcdif_dat
         &pinctrl_lcdif_ctrl>;


  display = <&display0>;
  status = "okay";


  display0: display@0 {
    bits-per-pixel = <24>;
    bus-width = <24>;


    display-timings {
      native-mode = <&timing0>;
      timing0: timing0 {
      clock-frequency = <51200000>;  //像素时钟频率，Hz
      hactive = <1024>;    //水平可见像素数（水平分辨率）
      vactive = <600>;    //垂直可见像素数（垂直分辨率）
      hfront-porch = <160>;  //水平前肩，HFP
      hback-porch = <140>;  //水平后肩，HBP
      hsync-len = <20>;    //水平同步脉冲，HSPW
      vback-porch = <20>;    //水平后肩，VBP
      vfront-porch = <12>;  //水平前肩，VFP
      vsync-len = <3>;    //垂直同步脉冲，VSPW


      hsync-active = <0>;    //水平同步信号极性
      vsync-active = <0>;    //垂直同步信号极性
      de-active = <1>;    //数据使能，高电平有效
      pixelclk-active = <0>;  //下降沿采样
      };
    };
  };
};

按注释修改即可。新版设备树似乎没有定义LCD名字的地方，感觉不是那么在意设备名，毕竟都用设备树了。

联网#

主机部分#

物理部分：路由器WAN连接校园网，LAN1接电脑，LAN2接开发板ENET2（网卡1）。

VMware需开启桥接模式： 桥接模式

虚拟网络编辑器中一般会自动设置桥接网卡，不用手动设置。桥接模式下虚拟机和物理主机一样存在于局域网中，可以和主机相通，和互联网相通，和局域网中其它主机相通。

配置成桥接模式后虚拟机的IP、网关、DNS、netmask等全部会自动配置。在虚拟机中ifconfig：

ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.105  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        ether 00:0c:29:0d:4a:09  txqueuelen 1000  (以太网)
        RX packets 4642  bytes 4241810 (4.2 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 2980  bytes 400799 (400.7 KB)
        TX errors 0  dropped 5 overruns 0  carrier 0  collisions 0


lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (本地环回)
        RX packets 1298  bytes 110055 (110.0 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1298  bytes 110055 (110.0 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

此时主机的IPv4地址为192.168.1.100，可以看到桥接模式已经生效，主机和虚拟机处于同一个网段下。

板级部分#

官方的NXP IMX6ULL EVK开发板使用的不是LAN8720A这个IC，因此需要修改一系列设置。好在官方的板子和正点原子阿尔法开发板的PHY物理地址是一致的，这点从设备树里可以看到：

&fec1 {
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
  phy-mode = "rmii";
  phy-handle = <&ethphy0>;
  phy-reset-gpios = <&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  phy-reset-duration = <100>;
  phy-reset-post-delay = <100>;
  status = "disable";
};


&fec2 {
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
  phy-mode = "rmii";
  phy-handle = <&ethphy1>;
  phy-reset-gpios = <&gpio5 8 GPIO_ACTIVE_LOW>;
  phy-reset-duration = <100>;
  phy-reset-post-delay = <100>;
  status = "okay";


  mdio {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;


    ethphy0: ethernet-phy@2 {
      reg = <2>;  //PHY0物理地址为2
      micrel,led-mode = <1>;
      clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
      clock-names = "rmii-ref";
    };


    ethphy1: ethernet-phy@1 {
      reg = <1>;  //PHY1物理地址为1
      micrel,led-mode = <1>;
      clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET2_REF>;
      clock-names = "rmii-ref";
    };
  };
};

初始化检查#

检查/common/board_r.c，其中从网络初始化入口initr_net开始Uboot会进行网络设置，其中initr_net会调用eth_initialize()进行网络初始化，然后调用reset_phy()对PHY进行复位，而phy_init()中有以下条件宏语句：

int phy_init(void)
{
...
#ifdef CONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX
    phy_micrel_ksz8xxx_init();
#endif
#ifdef CONFIG_PHY_MICREL_KSZ90X1
    phy_micrel_ksz90x1_init();
#endif
...
#ifdef CONFIG_PHY_SMSC
    phy_smsc_init();
#endif
...
    genphy_init();


    return 0;
}

显然这是根据defconfig里的键值来对应不同的PHY初始化函数。阿尔法开发板上的SR8201F是Realtek公司生产的，因此根据phy_init，defconfig里要设置CONFIG_PHY_REALTEK=y才会触发phy_realtek_init()这个函数。

打开/configs/imx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig，删除或屏蔽：

CONFIG_PHY_MICREL=y
CONFIG_PHY_MICREL_KSZ8XXX=y

添加：

CONFIG_PHY_REALTEK=y

（不过这里我一开始错误的改成了CONFIG_PHY_SMSC=y，发现网络也能正常使用，不知道为什么）

配置fec复位管脚#

fecmxc_probe函数中还调用了fec_gpio_reset()来复位fec网卡：

#if CONFIG_IS_ENABLED(DM_GPIO)
  fec_gpio_reset(priv);
#endif
  /* Reset chip. */
  writel(readl(&priv->eth->ecntrl) | FEC_ECNTRL_RESET,
         &priv->eth->ecntrl);
  start = get_timer(0);
  while (readl(&priv->eth->ecntrl) & FEC_ECNTRL_RESET) {
    if (get_timer(start) > (CONFIG_SYS_HZ * 5)) {
      printf("FEC MXC: Timeout resetting chip\n");
      goto err_timeout;
    }
    udelay(10);
  }

而这里设备树会使用fecmxc_of_to_plat这个OF函数来读取节点信息到驱动，该函数中有：

#if CONFIG_IS_ENABLED(DM_GPIO)
  ret = gpio_request_by_name(dev, "phy-reset-gpios", 0,
           &priv->phy_reset_gpio, GPIOD_IS_OUT);
  if (ret < 0)
    return 0; /* property is optional, don't return error! */


  priv->reset_delay = dev_read_u32_default(dev, "phy-reset-duration", 1);
  if (priv->reset_delay > 1000) {
    printf("FEC MXC: phy reset duration should be <= 1000ms\n");
    /* property value wrong, use default value */
    priv->reset_delay = 1;
  }


  priv->reset_post_delay = dev_read_u32_default(dev,
                  "phy-reset-post-delay",
                  0);
  if (priv->reset_post_delay > 1000) {
    printf("FEC MXC: phy reset post delay should be <= 1000ms\n");
    /* property value wrong, use default value */
    priv->reset_post_delay = 0;
  }
#endif

可以看到这里依赖节点的三个用于描述复位的值：

  • phy-reset-gpios
  • phy-reset-duration
  • phy-reset-post-delay

回到设备树，将这三个属性加进节点：

&fec1 {
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&pinctrl_enet1>;
  phy-mode = "rmii";
  phy-handle = <&ethphy0>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    phy-reset-duration = <100>;
    phy-reset-post-delay = <100>;
  status = "disable";
};


&fec2 {
  pinctrl-names = "default";
  pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
  phy-mode = "rmii";
  phy-handle = <&ethphy1>;
    phy-reset-gpios = <&gpio5 8 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    phy-reset-duration = <100>;
    phy-reset-post-delay = <100>;
  status = "okay";


  mdio {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;


    ethphy0: ethernet-phy@2 {
      reg = <2>;
      micrel,led-mode = <1>;
      clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET_REF>;
      clock-names = "rmii-ref";
    };


    ethphy1: ethernet-phy@1 {
      reg = <1>;
      micrel,led-mode = <1>;
      clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ENET2_REF>;
      clock-names = "rmii-ref";
    };
  };
};

GPIO5_IO07和GPIO5_IO08会跟SPI4的两个IO冲突，这里直接把spi4 disable掉即可。通常uboot会自动加载fec2，为了方便起见，我把fec1也disable了。

最后，还需要在/drviers/net/phy中，找到genphy_config_aneg函数，这个函数负责PHY自协商的完整配置，在初始化PHY时会调用（通过操作BMCR_RESET位）。在函数中加入：

int genphy_config_aneg(struct phy_device *phydev)
{
  int result;


  /* Soft reset */
  phy_reset(phydev);
  mdelay(150);  //IC要求复位后延时150ms


  ......
}

uboot设置#

在uboot内设置开发板网络配置：

setenv ipaddr 192.168.1.55
setenv ethaddr b8:ae:1d:01:00:00
setenv gatewayip 192.168.1.1
setenv netmask 255.255.255.0
setenv serverip 192.168.1.105   # Ubuntu IP

然后saveenv，保存变量。

uboot支持自动配置物理地址，只需要在defconfig中加入：CONFIG_NET_RANDOM_ETHADDR=y

如果对静态IP没有要求，或者想要简单一点，可以直接在Uboot内使用DHCP命令。DHCP会自动申请可用IP，自动配置网关、DNS、子网掩码等。

此时在Uboot内ping 虚拟机地址192.168.1.105，应当是能Ping通的。为防止IP被复用，关闭虚拟机，再Ping一次虚拟机，如果无法Ping通，说明配置正确： Ping测试

反过来，从虚拟机Ping开发板，肯定是Ping不通的（Ping通了说明有问题，这个IP被其他的什么东西复用了），因为此时Linux内核还未启动，网口不会被使能。

此时，三台机器的IP地址分别为：

  • 主机：192.168.1.100
  • 虚拟机：192.168.1.105
  • 开发板：192.168.1.101(DHCP获取)

uboot启动流程#

reset函数#

uboot编译后会在根目录下生成链接脚本u-boot.lds。其内容的前几行里有：

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
    ........

很显然第3行的ENTRY(_start)中的_start是代码入口点，在arch/arm/lib/vectors.S中定义：

/*
 *  vectors - Generic ARM exception table code
 *
 *  Copyright (c) 1998  Dan Malek <dmalek@jlc.net>
 *  Copyright (c) 1999  Magnus Damm <kieraypc01.p.y.kie.era.ericsson.se>
 *  Copyright (c) 2000  Wolfgang Denk <wd@denx.de>
 *  Copyright (c) 2001  Alex Züpke <azu@sysgo.de>
 *  Copyright (c) 2001  Marius Gröger <mag@sysgo.de>
 *  Copyright (c) 2002  Alex Züpke <azu@sysgo.de>
 *  Copyright (c) 2002  Gary Jennejohn <garyj@denx.de>
 *  Copyright (c) 2002  Kyle Harris <kharris@nexus-tech.net>
 *
 * SPDX-License-Identifier:  GPL-2.0+
 */


#include <config.h>


/*
 *************************************************************************
 *
 * Symbol _start is referenced elsewhere, so make it global
 *
 *************************************************************************
 */


.globl _start


/*
 *************************************************************************
 *
 * Vectors have their own section so linker script can map them easily
 *
 *************************************************************************
 */


  .section ".vectors", "ax"


/*
 *************************************************************************
 *
 * Exception vectors as described in ARM reference manuals
 *
 * Uses indirect branch to allow reaching handlers anywhere in memory.
 *
 *************************************************************************
 */


_start:


#ifdef CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG
  .word  CONFIG_SYS_DV_NOR_BOOT_CFG
#endif


  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


.................

显然_start后面就是中断向量表，.section ".vectors", "ax"表明此代码存放在vectors里面，具体的地址可以在u-boot.map中查询。b reset跳转至reset函数内，该函数在arch/arm/cpu/armv7/start.S里：

reset:
 /* Allow the board to save important registers */
 b save_boot_params

reset函数紧接着又跳转到了save_boot_params函数，该函数同样定义在start.S里：

ENTRY(save_boot_params)
 b save_boot_params_ret @ back to my caller

这个函数又直接跳转到了save_boot_params_ret函数：

save_boot_params_ret:
 /*
 * disable interrupts (FIQ and IRQ), also set the cpu to SVC32
 * mode, except if in HYP mode already
 */
 mrs r0, cpsr       @ 读取CPSR
 and r1, r0, #0x1f  @ 提取bit0 - bit4，用于设置Cortex-A7工作模式
 teq r1, #0x1a      @ 判断处理器是否处于HYP模式
 bicne r0, r0, #0x1f @ 若不处于HYP模式，清除模式位
 orrne r0, r0, #0x13 @ 进入SVC模式（特权）
 orr r0, r0, #0xc0   @ 关闭FIQ和IRQ
 msr cpsr,r0         @ 恢复CPSR

然后，继续执行：

 /*
 * 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 SCTLR register - for VBAR to point to vector */
 mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 读取 CP15 SCTLR 寄存器
 bic r0, #CR_V @ V = 0
 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 写 CP15 SCTLR 寄存器，V清零，准备重定位向量表


 /* CP15 VBAR 寄存器中设置向量表地址 */
 ldr r0, =_start
 mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 @Set VBAR
 #endif

继续执行：

/* the mask ROM code should have PLL and others stable */
 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 bl cpu_init_cp15       @ 设置CP15相关内容
 bl cpu_init_crit
 #endif


 bl _main

这已经是跳转至main的最后一步。cpu_init_crit定义如下：

ENTRY(cpu_init_crit)
 /*
 * Jump to board specific initialization...
 * The Mask ROM will have already initialized
 * basic memory. Go here to bump up clock rate and handle
 * wake up conditions.
 */
 b lowlevel_init @ go setup pll,mux,memory
 ENDPROC(cpu_init_crit)

注释已经写了，该函数即将要跳转到的lowlevel_init会设置PLL、MUX和内存。

lowlevel_init#

函数在arch/arm/cpu/armv7/lowlevel_init.S中定义：

/*
 * A lowlevel_init function that sets up the stack to call a C function to
 * perform further init.
 *
 * (C) Copyright 2010
 * Texas Instruments, <www.ti.com>
 *
 * Author :
 *  Aneesh V  <aneesh@ti.com>
 *
 * SPDX-License-Identifier:  GPL-2.0+
 */


#include <asm-offsets.h>
#include <config.h>
#include <linux/linkage.h>


ENTRY(lowlevel_init)
  /*
   * Setup a temporary stack. Global data is not available yet.
   */
  ldr  sp, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
  bic  sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
#ifdef CONFIG_SPL_DM
  mov  r9, #0
#else
  /*
   * Set up global data for boards that still need it. This will be
   * removed soon.
   */
#ifdef CONFIG_SPL_BUILD
  ldr  r9, =gdata
#else
  sub  sp, sp, #GD_SIZE
  bic  sp, sp, #7
  mov  r9, sp
#endif
#endif
  /*
   * Save the old lr(passed in ip) and the current lr to stack
   */
  push  {ip, lr}


  /*
   * Call the very early init function. This should do only the
   * absolute bare minimum to get started. It should not:
   *
   * - set up DRAM
   * - use global_data
   * - clear BSS
   * - try to start a console
   *
   * For boards with SPL this should be empty since SPL can do all of
   * this init in the SPL board_init_f() function which is called
   * immediately after this.
   */
  bl  s_init
  pop  {ip, pc}
ENDPROC(lowlevel_init)

第22行ldr sp, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR，将栈指针指向CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR，这个宏在include/configs/mx6ullevk.h里定义：

#define CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR IRAM_BASE_ADDR
#define CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE IRAM_SIZE


#define CONFIG_SYS_INIT_SP_OFFSET \
(CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE - GENERATED_GBL_DATA_SIZE)
#define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR \
(CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR + CONFIG_SYS_INIT_SP_OFFSET)

IRAM_BASE_ADDR和IRAM_SIZE在arch/arm/include/asm/arch-mx6/imx-regs.h中定义，实际上就是MX6ULL内部OCRAM的首地址和大小。这里CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR = IRAM_BASE_ADDR = 0x00900000，CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE = 0x00020000 =128KB。

根据这两行：

#define CONFIG_SYS_INIT_SP_OFFSET \
(CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE - GENERATED_GBL_DATA_SIZE)
#define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR \
(CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR + CONFIG_SYS_INIT_SP_OFFSET)

显然还需要知道GENERATED_GBL_DATA_SIZE的值，在include/generated/generic-asm-offsets.h中定义，大小为256.那么综上，CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR的值如下：

CONFIG_SYS_INIT_SP_OFFSET = 0x00020000 - 256 = 0x1FF00
CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = 0x00900000 + 0x1FF00 = 0x0091FF00

此时栈指针SP指向0x0091FF00，这属于IMX6ULL的内部RAM。

回到lowlevel_init.S，bic sp, sp, #7对栈指针作8字节对齐处理。第34行sub sp, sp, #GD_SIZE用栈指针减去GD_SIZE，这个变量在generic-asm-offsets.h中定义，大小为248；第35行bic sp, sp, #7，8字节对齐SP，此时SP=0x0091FF00 - 248 = 0x0091FE08。第36行将SP保存至R9，第42行将ip和lr入栈，57行调用s_init函数，然后58行出栈ip和lr，并将lr赋给pc。

s_init#

lowlevel_init在最后回调用s_init，定义在arch/arm/cpu/armv7/mx6/soc.c中。对于MX6ULL而言，s_init()是个空函数（不满足触发要求）。至此lowlevel_init结束，返回cpu_init_crit，该函数也结束，最后返回save_boot_params_ret，紧接着就会执行_main函数。

_main#

定义在arch/arm/lib/crt0.S。总体而言非常长，总共调用了4个函数：board_init_f、relocate_code、relocate_vectors、board_init_r。

board_init_f#

在common/board_f.c中定义，该函数的工作：

  • 初始化外设，包括串口、定时器等，并打印一些消息
  • 初始化 gd 的各个成员变量，uboot 会将自己重定位到 DRAM 最后面的地址区域，也就是将自己拷贝到 DRAM 最后面的内存区域中。这么做的目的是给 Linux 腾出空间，防止 Linux kernel 覆盖掉 uboot，将 DRAM 前面的区域完整的空出来。在拷贝之前肯定要给 uboot 各部分分配好内存位置和大小，比如 gd 应该存放到哪个位置，malloc 内存池应该存放到哪个位置等等。这些信息都保存在 gd 的成员变量中，因此要对 gd 的这些成员变量做初始化。最终形成一个完整的内存map，在后面重定位 uboot 的时候就会用到这个内存map。

该函数中包括非常关键的一行：

if (initcall_run_list(init_sequence_f))
hang();

initcall_run_list会初始化一系列外设：

static init_fnc_t init_sequence_f[] = {
setup_mon_len,       //设置代码长度
initf_malloc,        //初始化malloc相关的成员变量
initf_console_record,   //无效，返回0
arch_cpu_init,          //基本的arch cpu依赖项初始化
initf_dm,
arch_cpu_init_dm,
mark_bootstage,
board_early_init_f,     //初始化串口IO配置
timer_init,         //初始化Cortex-A7内核定时器，为Uboot提供时间(类似systick)
board_postclk_init,     //设置VDDSOC电压
get_clocks,             //获取SD卡外设时钟
env_init,               //初始化环境变量
init_baud_rate,         //初始化波特率
serial_init,            //初始化串口
console_init_f,
display_options,        //串口打印信息
display_text_info,      //打印调试信息
print_cpuinfo,          //打印CPU信息
show_board_info,        //打印板子信息，调用checkboard()
INIT_FUNC_WATCHDOG_INIT     //无效
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET    //无效
init_func_i2c,          //初始化I2C
announce_dram_init,
dram_init,              //设置gd->ram_size
post_init_f,            //测试函数
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
testdram,               //无效
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
/*
* Now that we have DRAM mapped and working, we can
* relocate the code and continue running from DRAM.
*
* Reserve memory at end of RAM for (top down in that order):
* - area that won't get touched by U-Boot and Linux (optional)
* - kernel log buffer
* - protected RAM
* - LCD framebuffer
* - monitor code
* - board info struct
*/
setup_dest_addr,        //设置gd->ram_size(ram大小)，gd->ram_top(ram最高地址)和gd->relocaddr(重定位后最高地址)
reserve_round_4k,       //gd->relocaddr 4字节对齐
reserve_mmu,            //留出MMU的TLB表位置
reserve_trace,
reserve_uboot,          //留出重定位后uboot所占内存区域，大小由gd->monlen指定，留出的空间需4KB对齐并设置gd->start_addr_sp
reserve_malloc,         //留出malloc区域，由宏TOTAL_MALLOC_LEN定义(默认16MB)
reserve_board,          //留出bd_t内存区
setup_machine,          //无效
reserve_global_data,    //留出gd_t内存区域
reserve_fdt,            //无效
reserve_arch,           //空
reserve_stacks,         //留出栈空间，如果使能IRQ还需要留出IRQ相应的内存
setup_dram_config,      //设置DRAM，告知linux DRAM起始地址和大小
show_dram_config,
display_new_sp,         //显示新的sp位置
INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET
reloc_fdt,              //无效
setup_reloc,            //设置gd的其他成员变量
NULL,
};

至此，board_init_f执行完成，最终的内存分配： 内存分配

relocate_code / relocate_vectors#

用于拷贝代码和重定位向量表。

board_init_r#

用于初始化高级外设，包括EMMC、LCD、BSP芯片、网络等。

小结#

总的来说，uboot的汇编启动阶段包括：

  1. 入口点：_start(arch/arm/lib/vectors.S)设置异常向量表
  2. CPU模式切换：进入SVC模式，禁用IRQ/FIQ
  3. 关闭MMU/Cache，确保直接访问物理地址
  4. 初始化栈指针
  5. lowlevel_init（板级特定）：
    • 配置系统时钟
    • DDR控制器初始化
  6. 代码重定位：将U-Boot从加载地址（如SRAM）拷贝到DDR目标地址

C语言初始化阶段(board_init_f)包括：

  1. 全局数据结构初始化：gd_t和bd_t
  2. 低级驱动初始化：
    • 串口、GPIO、MMU、内核定时器
    • DDR
  3. 重定位准备
    • 计算uboot在DDR中的最终位置，预留内核、DTB、initrd、代码空间
    • 执行重定位，更新代码地址相关引用(如全局变量指针)
  4. 设备树预解析：若使用DTS，加载并校验DTB

重定位后主流程(board_init_r)包括：

  1. 高级外设初始化：
    • 以太网、SD、USB、EEPROM等
    • 展开DTB，匹配驱动，设置硬件参数
  2. 环境变量加载：从存储介质读取uEnv.txt或环境分区
  3. 用户交互
    • 检测输入
    • 加载zImage、设备树、initrd到指定内存地址
    • 准备加载内核
NXP 官方u-boot移植和启动过程
https://arkmostima.pages.dev/posts/uboot移植/
作者
Aki
发布于
2025-03-07
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0
IMX6ULL Linux内核移植
IMX6UL DDR3配置
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