uboot 源码下载、编译

1. 源码地址https://ftp.denx.de/pub/u-boot/2. 找到想要的版本此处我下载的是 u-boot-2012.10.tar.bz2。3. 将源码拿到 linux 环境下解压缩注意，使用 linux 虚拟机的话，不能在 linux-window 共享目录下编译，会报错。必须拷贝到纯 linux 环境的目录下解压缩。cp /mnt/hgfs/linux_win_shared/

滨边美波她男友

3900人浏览 · 2022-11-12 00:10:59

滨边美波她男友 · 2022-11-12 00:10:59 发布

1. 源码地址

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

2. 找到想要的版本

此处我下载的是 u-boot-2012.10.tar.bz2。
在这里插入图片描述

3. 将源码拿到 linux 环境下解压缩

注意，使用 linux 虚拟机的话，不能在 linux-window 共享目录下编译，会报错。

必须拷贝到纯 linux 环境的目录下解压缩。

cp /mnt/hgfs/linux_win_shared/u-boot-2012.10.tar.bz2  .  # 将 uboot 源码从共享目录拷贝到 Linux 目录
tar -xvf u-boot-2012.10.tar.bz2 # 解压缩

root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10# pwd
/home/backvm/work0/u-boot-2012.10
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10# ls -lhtr
总用量 2.2M
drwxrwxr-x   2 root root 4.0K 10月 15  2012 spl
-rw-rw-r--   1 root root   74 10月 15  2012 snapshot.commit
-rw-rw-r--   1 root root 2.5K 10月 15  2012 rules.mk
-rw-rw-r--   1 root root 176K 10月 15  2012 README
drwxrwxr-x   3 root root 4.0K 10月 15  2012 nand_spl
-rwxrwxr-x   1 root root 4.5K 10月 15  2012 mkconfig
-rw-rw-r--   1 root root  28K 10月 15  2012 Makefile
-rwxrwxr-x   1 root root  21K 10月 15  2012 MAKEALL
-rw-rw-r--   1 root root  25K 10月 15  2012 MAINTAINERS
drwxrwxr-x  11 root root 4.0K 10月 15  2012 fs
drwxrwxr-x   4 root root 4.0K 10月 15  2012 examples
drwxrwxr-x   2 root root 4.0K 10月 15  2012 dts
drwxrwxr-x  28 root root 4.0K 10月 15  2012 drivers
drwxrwxr-x   6 root root 4.0K 10月 15  2012 doc
-rw-rw-r--   1 root root  12K 10月 15  2012 CREDITS
-rw-rw-r--   1 root root  17K 10月 15  2012 COPYING
-rw-rw-r--   1 root root  11K 10月 15  2012 config.mk
-rw-rw-r--   1 root root 113K 10月 15  2012 boards.cfg
drwxrwxr-x 290 root root  12K 10月 15  2012 board
drwxrwxr-x  16 root root 4.0K 10月 15  2012 arch
drwxrwxr-x  19 root root  12K 11月 11 23:58 include
drwxrwxr-x  12 root root 4.0K 11月 11 23:58 tools
drwxrwxr-x   2 root root 4.0K 11月 11 23:58 api
drwxrwxr-x   3 root root  12K 11月 11 23:58 common
......

4. 编译 uboot

root@backvm-virtual-machine:work0# cd   u-boot-2012.10
root@backvm-virtual-machine:work0#
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10# make s5p_goni_config
Configuring for s5p_goni board...
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10#
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10# make
Generating include/autoconf.mk
Generating include/autoconf.mk.dep
arm-linux-gcc -DDO_DEPS_ONLY \
	-g  -Os   -fno-common -ffixed-r8 -msoft-float  -D__KERNEL__ -DCONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x34800000 -I/home/backvm/work0/u-boot-2012.10/include -fno-builtin -ffreestanding -nostdinc -isystem /home/backvm/work0/linux_ker/gcc-4.6.4/bin/../lib/gcc/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/4.6.4/include -pipe  -DCONFIG_ARM -D__ARM__ -marm -mno-thumb-interwork -mabi=aapcs-linux -march=armv7-a  -Wall -Wstrict-prototypes -fno-stack-protector -Wno-format-nonliteral -Wno-format-security -fstack-usage   \
	-o lib/asm-offsets.s lib/asm-offsets.c -c -S

......
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10# ls -lh u*  # uboot 编译成功
-rwxr-xr-x 1 root root 847K 11月 11 23:58 u-boot
-rw-r--r-- 1 root root 182K 11月 11 23:58 u-boot.bin
-rw-r--r-- 1 root root  923 11月 11 23:58 u-boot.lds
-rw-r--r-- 1 root root  77K 11月 11 23:58 u-boot.map
-rw-r--r-- 1 root root 545K 11月 11 23:58 u-boot.srec
root@backvm-virtual-machine:u-boot-2012.10#

5. 理解 uboot 中的汇编指令

`arm-linux-objdump -S` 命令

在这里插入图片描述

arm-linux-objdump -S 命令，可以让我们查看汇编代码对应的指令，以及根据汇编指令翻译出 “直观的汇编程序”。

如上图，汇编代码 _start: b reset 所在的内存地址为 34800000，汇编代码 _start: b reset 所对应的汇编指令为 ea000014，这是一个四个字节的汇编指令。
在后面，arm-linux-objdump -S 命令根据汇编指令 ea000014，翻译出直观的汇编代码为：b 34800058 <reset>。

即：_start: b reset 等价于 b 34800058 <reset>。

指令：`ldr pc, _undefined_instruction`

在这里插入图片描述

接下来是第二条汇编程序：ldr pc, _undefined_instruction，它的意思是，将标号_undefined_instruction 地址处的内容（即位于下方的34800020地址处的内容34800200）放入 pc 指针。

此处有个问题：我们知道，一条 ARM 指令的长度是 4 个字节，而标号_undefined_instruction代表的内容34800200也是 4 个字节；34800200（4 字节）+ ldr（n 字节）+ pc (n 字节) > 4 字节，明显不对劲。为什么呢？

实际上，我们看到的汇编程序 ldr pc, _undefined_instruction 是一条伪指令，汇编器会把它翻译为 ldr pc, [pc, #20]。即当前指令 ldr pc, _undefined_instruction 的内存地址为 34800004，pc 指针指向该内存地址 34800004； [pc, #20] 将 pc 地址加上 20的值，即 0x34800004 + 20 = 0x34800018；ldr pc, [pc, #20] 将地址 34800018 放入 pc 指针。我们看到地址为 34800018 的汇编程序是：ldr pc, _irq，明显不是我们的标号_undefined_instruction 的地址。这又是为什么呢？

这就涉及到 ARM 架构的“流水线”的概念了。
一条汇编程序（汇编指令），需要经历三个步骤才能执行完成：取指令——译码——执行。

在这里插入图片描述
即：
1） pc 指向第一条指令，此时 CPU 从内存中取出第一条指令（取指）；接着 pc 指针向前偏移一条指令。
2） pc 指向第二条指令，此时 CPU 对上面取出的第一条指令进行解析（译码）；接着 pc 指针向前偏移一条指令。
3） pc 指向第三条指令，此时 CPU 执行译码后的指令（执行）；

所以， pc 的值，等于当前 CPU 执行的指令所在地址值 + 8（ARM 一条指令是 4 个字节，即 pc 的值领先 2 条 ARM 指令）。

即，

当前指令 ldr pc, _undefined_instruction 的内存地址为 34800004，pc 当前的值已经向前偏移了 2 条指令（8个字节），为 0x34800004 + 8 = 0x3480000C。
[pc, #20]：将该内存地址加上 20的值，为 0x3480000C+ 20 = 0x34800020；即，标号 <_undefined_instruction> 所在的内存地址。

在这里插入图片描述

ldr pc, [pc, #20] ：因此这条指令的作用为，将标号 <_undefined_instruction> 的内容 34800200 ，放入 pc 指针；因此下一条取指的汇编指令为如下图所示的异常处理程序：

在这里插入图片描述

指令 `.balignl 16,0xdeadbeef`：

该指令的作用是，指导汇编器，该条指令 .balignl 16,0xdeadbeef的下一条指令 _TEXT_BASE 的内存地址，需要 16 字节对齐。如果不能16字节对齐，则从 .balignl 16,0xdeadbeef 的上一条指令 _pad: .word 0x12345678 开始，不断填充内容： 0xdeadbeef 。直到指令 _TEXT_BASE 的内存地址是 16 字节对齐为止。

在这里插入图片描述

可以看到，指令 34800040 <_TEXT_BASE>: 的内存地址确实是 16 字节对齐了。

在这里插入图片描述

指令：`_TEXT_BASE: .word CONFIG_SYS_TEXT_BASE`

CONFIG_SYS_TEXT_BASE 是在配置文件中定义的变量，即，使用命令make s5p_goni_config的配置文件。

这个变量地址，就是将 uboot 拷贝到 DDR 中的起始内存地址。

从下图可以看到，这个内存地址就是：0x34800000 。

在这里插入图片描述

中断地址：`0x0badc0de`

这里主要是用来说明堆栈地址开始的地方。

因为我们的程序刚开始运行，还没有做初始化，还不知道堆栈指针应该指向什么地方。

所以此处用特殊内容0x0badc0de填充，以便后续找到该地方，修改原内容0x0badc0de，填充其他特定的内容。

在这里插入图片描述

指令：`bl save_boot_params`

在 start.S 文件中，一开始就使用指令：_start: b reset 跳转到 reset 标号处；下面 bl save_boot_params 就是 reset 的内容。

汇编指令 b 与 bl 的区别：

1） b 是普通的跳转指令，不带 return（回复）的跳转。相当于 C 语言的 goto 指令，跳转到指定标号处之后，就从标号处顺序往下执行。

2）bl是带 return （回复）的跳转。就相当于 C 语言中，在此处调用一个函数，函数执行完后，又 return （回到）到 函数被调用的地方，继续往下执行。

在 start.S 文件中就是， bl 执行完 save_boot_params后，又回到此处，继续执行下面的 mrs r0, cpsr。

bl 的本质是，在跳转之前，会先记录指令 mrs r0, cpsr 的内存地址，将其存放到 lr 寄存器。在 save_boot_params 的最后，使用汇编指令 mov pc, lr，将保存的 lr 的内存地址（即指令 mrs r0, cpsr 的内存地址）放入 pc 指针，于是程序的下一条指令将执行 mrs r0, cpsr 。

在这里插入图片描述