一、内核裁剪
内核的裁剪首先就是修改我们的配置文件，即 include/configs/jz2440.h 文件，里面定义的很多宏，我们也许用不上的就要去掉。
1 /*
2 * (C) Copyright 2002 3 * Sysgo Real-Time Solutions, GmbH <www.elinos.com> 4 * Marius Groeger <mgroeger@sysgo.de> 5 * Gary Jennejohn <garyj@denx.de> 6 * David Mueller <d.mueller@elsoft.ch> 7 * 8 * Configuation settings for the JZ2440 board. 9 * 10 * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ 11 */
12
13 #ifndef __CONFIG_H 14 #define __CONFIG_H
15
16 /*
17 * High Level Configuration Options 18 * (easy to change) 19 */
20 #define CONFIG_S3C24X0 /* This is a SAMSUNG S3C24x0-type SoC */
21 #define CONFIG_JZ2440 /* on a JZ2440 Board */
22 #define CONFIG_S3C2440
23
24 /* 内存为64M(34000000),34000000 - 33F00000 = 100000 即为1M*/
25 #define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x33f00000
26
27 #define DEBUG
28
29 #define CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH
30
31 /* input clock of PLL (the JZ2440 has 12MHz input clock) */
32 #define CONFIG_SYS_CLK_FREQ 12000000
33
34 #define CONFIG_CMDLINE_TAG /* enable passing of ATAGs */
35 #define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
36 #define CONFIG_INITRD_TAG
37
38 /*
39 * Hardware drivers 40 */
41 #if 0
42 #define CONFIG_CS8900 /* we have a CS8900 on-board */
43 #define CONFIG_CS8900_BASE 0x19000300
44 #define CONFIG_CS8900_BUS16 /* the Linux driver does accesses as shorts */
45 #else
46 #define CONFIG_DRIVER_DM9000
47 #endif
48
49 /*
50 * select serial console configuration 51 */
52 #define CONFIG_S3C24X0_SERIAL
53 #define CONFIG_SERIAL1 1 /* we use SERIAL 1 on JZ2440 */
54
55 /************************************************************ 56 * USB support (currently only works with D-cache off) 57 ************************************************************/
58 #define CONFIG_USB_OHCI
59 #define CONFIG_USB_OHCI_S3C24XX
60 #define CONFIG_USB_KEYBOARD
61 #define CONFIG_USB_STORAGE
62 #define CONFIG_DOS_PARTITION
63
64 /************************************************************ 65 * RTC 66 ************************************************************/
67 #define CONFIG_RTC_S3C24X0
68
69
70 #define CONFIG_BAUDRATE 115200
71
72 /*
73 * BOOTP options 74 */
75 #define CONFIG_BOOTP_BOOTFILESIZE
76 #define CONFIG_BOOTP_BOOTPATH
77 #define CONFIG_BOOTP_GATEWAY
78 #define CONFIG_BOOTP_HOSTNAME
79
80 /*
81 * Command line configuration. 82 */
83 #define CONFIG_CMD_BSP
84 #define CONFIG_CMD_CACHE
85 #define CONFIG_CMD_DATE
86 #define CONFIG_CMD_DHCP
87 #define CONFIG_CMD_NAND
88 #define CONFIG_CMD_PING
89 #define CONFIG_CMD_REGINFO
90 #define CONFIG_CMD_USB
91
92 #define CONFIG_SYS_HUSH_PARSER
93 #define CONFIG_CMDLINE_EDITING
94
95 /* autoboot */
96 #define CONFIG_BOOTDELAY 5
97 #define CONFIG_BOOT_RETRY_TIME -1
98 #define CONFIG_RESET_TO_RETRY
99 #define CONFIG_ZERO_BOOTDELAY_CHECK
100
101 #define CONFIG_NETMASK 255.255.255.0
102 #define CONFIG_IPADDR 10.0.0.110
103 #define CONFIG_SERVERIP 10.0.0.1
104
105 #if defined(CONFIG_CMD_KGDB)
106 #define CONFIG_KGDB_BAUDRATE 115200 /* speed to run kgdb serial port */
107 #endif
108
109 /*
110 * Miscellaneous configurable options 111 */
112 #define CONFIG_SYS_LONGHELP /* undef to save memory */
113 #define CONFIG_SYS_CBSIZE 256
114 /* Print Buffer Size */
115 #define CONFIG_SYS_PBSIZE (CONFIG_SYS_CBSIZE + \
116 sizeof(CONFIG_SYS_PROMPT)+16) 117 #define CONFIG_SYS_MAXARGS 16
118 #define CONFIG_SYS_BARGSIZE CONFIG_SYS_CBSIZE
119
120 #define CONFIG_DISPLAY_CPUINFO /* Display cpu info */
121
122 #define CONFIG_SYS_MEMTEST_START 0x30000000 /* memtest works on */
123 #define CONFIG_SYS_MEMTEST_END 0x33F00000 /* 63 MB in DRAM */
124
125 #define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR 0x30800000
126
127 /* support additional compression methods */
128 #define CONFIG_BZIP2
129 #define CONFIG_LZO
130 #define CONFIG_LZMA
131
132 /*----------------------------------------------------------------------- 133 * Physical Memory Map 134 */
135 #define CONFIG_NR_DRAM_BANKS 1 /* we have 1 bank of DRAM */
136 #define PHYS_SDRAM_1 0x30000000 /* SDRAM Bank #1 */
137 #define PHYS_SDRAM_1_SIZE 0x04000000 /* 64 MB */
138
139 #define PHYS_FLASH_1 0x00000000 /* Flash Bank #0 */
140
141 #define CONFIG_SYS_FLASH_BASE PHYS_FLASH_1
142
143 /*----------------------------------------------------------------------- 144 * FLASH and environment organization 145 */
146
147 #define CONFIG_SYS_FLASH_CFI
148 #define CONFIG_FLASH_CFI_DRIVER
149 #define CONFIG_FLASH_CFI_LEGACY
150 #define CONFIG_SYS_FLASH_LEGACY_1Mx16
151 #define CONFIG_FLASH_SHOW_PROGRESS 45
152
153 #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS 1
154 #define CONFIG_SYS_FLASH_BANKS_LIST { CONFIG_SYS_FLASH_BASE }
155 #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (128)
156
157 #define CONFIG_ENV_ADDR (CONFIG_SYS_FLASH_BASE + 0x070000)
158 #define CONFIG_ENV_IS_IN_FLASH
159 #define CONFIG_ENV_SIZE 0x10000
160 /* allow to overwrite serial and ethaddr */
161 #define CONFIG_ENV_OVERWRITE
162
163 /*
164 * Size of malloc() pool 165 * BZIP2 / LZO / LZMA need a lot of RAM 166 */
167 #define CONFIG_SYS_MALLOC_LEN (4 * 1024 * 1024)
168
169 #define CONFIG_SYS_MONITOR_LEN (448 * 1024)
170 #define CONFIG_SYS_MONITOR_BASE CONFIG_SYS_FLASH_BASE
171
172 /*
173 * NAND configuration 174 */
175 #ifdef CONFIG_CMD_NAND 176 #define CONFIG_NAND_S3C2410
177 #define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC
178 #define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE 1
179 #define CONFIG_SYS_NAND_BASE 0x4E000000
180 #endif
181
182 /*
183 * File system 184 */
185 #define CONFIG_CMD_FAT
186 #define CONFIG_CMD_EXT2
187 #define CONFIG_CMD_UBI
188 #define CONFIG_CMD_UBIFS
189 #define CONFIG_CMD_MTDPARTS
190 #define CONFIG_MTD_DEVICE
191 #define CONFIG_MTD_PARTITIONS
192 #define CONFIG_YAFFS2
193 #define CONFIG_RBTREE
194
195 /* additions for new relocation code, must be added to all boards */
196 #define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE PHYS_SDRAM_1
197 #define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000 - \
198 GENERATED_GBL_DATA_SIZE) 199
200 #define CONFIG_BOARD_EARLY_INIT_F
201
202 #endif /* __CONFIG_H */
编译执行：
do_date 对应着宏 DO_CMD_DATE，去掉此宏
再次编译执行，编译完成。
烧写进开发板。启动。
二、环境变量
2.1 修改分区为nand
环境变量的设置都会存在flash中，若是未设置分区，就执行save等保存命令，可能会破坏u-boot的启动程序。
环境变量的设置 对应着宏
不过这段我们不需要，我们需要设置自己的环境变量。
查找save命令的设置对应的文件，saveenv
我们只有nand和flash所以只对应这两行。查看common 下的 Makefile：
配置成保存环境变量的地方为 nand ，则需要定义宏 CONFIG_ENV_IS_IN_NAND
进入源文件继续查看，还需要定义宏 CMD_SAVEENV，CMD_SAVEENV宏的定义则依赖下面的程序：
CONFIG_CMD_NAND 我们已经在jz2440.h中定义，所以不需要了。
saveenv函数中同时涉及到另外两个宏：CONFIG_ENV_RANGE和CONFIG_ENV_OFFSET，一个是ENV的擦除大小，一个是偏移地址。
其中CONFIG_ENV_RANGE 的设置如上，我们可以直接参照 flash的设置，配置这几个宏。
编译，烧写：
结果不对，打开DEBUG开关进行DEBUG
代码流程中执行到initr_nand，之后就开始执行initr_env，在此函数和其子函数中加入调试代码 查看是否进入其中执行：
在函数的头尾加上debug函数，可以在进入的函数中都加上，然后去查函数在哪里调用出错了。编译，烧录：
上面是结尾的打印信息。根据上面的信息理一下代码
1 board_init_r 2 initr_env 3 debug("start of initr_env \n"); 4 should_load_env() 5 debug("start of should_load_env() \n"); 6 debug("end of should_load_env() \n"); 7 env_relocate 8 debug("start of env_relocate(void) \n"); 9 debug("in of env_relocate_spec() \n"); 10 env_relocate_spec(); 11 env_relocate_spec(void) //此函数是未定义CONFIG_ENV_OFFSET_REDUND宏的函数 12 debug("start of env_relocate(void) \n"); 13 debug("env_relocate_spec in set_default_env\n"); 14 set_default_env("!readenv() failed"); 15 debug("end of env_relocate(void) \n"); 16 debug("end of env_relocate(void) \n"); 17 debug("end of initr_env \n");
标记红色部分是已经执行了的，可以看出在进入env_relocate_spec时候找不到函数了，此函数并没有进入，但是又确实执行到那一步了，看一下u-boot.dis，看是否执行过此函数
查看一下 env_relocate是否调用此地址函数：
这里又调用 但是执行的时候又出错了，进入了此函数，确没有返回。就是程序运行的时候根本没有进入此函数中。
查看一下栈的设置以及autoconf.h文件，发现在其中，打开了CONFIG_SYS_MALLOC_F宏，这个宏在原先的设置中我们并没有加入，应该是系统自动给他设定的。
查看jz2440_defconfig文件，发现里面确实打开了这个宏，注释掉，这个宏在栈的设置中会用到，在crt0.S的代码中有一段跳转到board_init_f_mem 函数，里面有一段代码如下：
1 #if defined(CONFIG_SYS_MALLOC_F) 2 top -= CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN; 3 gd->malloc_base = top; 4 #endif
这里是分配给一小段内存池，使栈下移动。栈往下多移动了 1024KB
同时在我们的默认的config文件中，发现关闭了 CONFIG_CMD_NAND 宏，这个宏必须要打开。
在配置中，SPL也被打开了，必须关闭
最后重新修改下crt0.S中的代码，如下：
1 ENTRY(_main) 2 3 /* 4 * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0). 5 * 初始化C运行环境并且调用 board_init_f(0) 函数 6 */ 7 8 /* 9 * 初始化栈地址 10 */ 11 #if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK) 12 ldr sp, =(CONFIG_SPL_STACK) 13 #else 14 /* Generic-asm-offsets.h (include\generated) 15 * #define GENERATED_GBL_DATA_SIZE 192 16 * JZ2440.h（include\config） 17 * #define PHYS_SDRAM_1 0x30000000 18 * #define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE PHYS_SDRAM_1 19 * #define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000 - GENERATED_GBL_DATA_SIZE) 20 * 21 * CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = 0x30000000 + 0x1000 - 192(0xc0) = 0x30000f40 22 */ 23 ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR) /* 设置CFIG_SYS_INIT_SP_ADDR定义的地址，include/configs/jz2440.h中定义 */ 24 #endif /* end defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)*/ 25 26 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) /* v7M forbids using SP as BIC destination */ 27 mov r3, sp 28 bic r3, r3, #7 29 mov sp, r3 30 #else 31 /* sp 的8字节对齐 */ 32 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */ 33 #endif /* end defined(CONFIG_CPU_V7M) */ 34 35 /* 设置nand 启动 */ 36 bl nand_init_ll /* 跳转到borad/samsung/jz2440/init.c 中执行 nand_init_ll 函数 */ 37 mov r0, #0 38 ldr r1, =(CONFIG_SYS_TEXT_BASE) /*CONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x33f00000 程序的链接地址*/ 39 ldr r2, =0x80000 /* 程序大小 */ 40 bl copy_code_to_sdram /* 拷贝代码到SDRAM */ 41 bl clear_bss /* 清除bss */ 42 43 ldr pc, =call_board_init_f /* 执行第一阶段初始化 */ 44 45 call_board_init_f: 46 mov r0, sp /* r0 = sp */ 47 bl board_init_f_mem /*跳转到 board_init_f_mem 执行*/ 48 mov sp, r0 /* sp = 0x30000000*/ 49 50 mov r0, #0 51 bl board_init_f /* 调用单板的初始化函数，跳转到 borad_init_f 处执行 */ 52 53 54 #if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD) 55 56 57 /* 58 * Set up intermediate environment (new sp and gd) and call 59 * relocate_code(addr_moni). Trick here is that we'll return 60 * 'here' but relocated. 61 */ 62 /* 63 * 这一段代码是将board_init_f中设置好的start_addr_sp地址值赋给栈指针，使其指向重定位后的栈顶 64 * 8字节对齐后，将r9设为新的GD地址( gd地址=bd地址-sizeof(gd_t)) 65 */ 66 ldr sp, [r9, #GD_START_ADDR_SP] /* sp = gd->start_addr_sp */ 67 68 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) /* v7M forbids using SP as BIC destination */ 69 mov r3, sp 70 bic r3, r3, #7 71 mov sp, r3 72 #else 73 bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */ 74 #endif /* defined(CONFIG_CPU_V7M) */ 75 76 ldr r9, [r9, #GD_BD] /* r9 = gd->bd */ 77 sub r9, r9, #GD_SIZE /* new GD is below bd */ 78 79 adr lr, here /*设置返回地址为下面的here，重定位到sdram后返回here运行*/ 80 ldr r0, [r9, #GD_RELOC_OFF] /* r0 = gd->reloc_off 取重定位地址偏移值 */ 81 add lr, lr, r0 /*返回地址加偏移地址等于重定位后在sdram中的here地址*/ 82 83 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) 84 orr lr, #1 /* As required by Thumb-only */ 85 #endif 86 #if 0 87 ldr r0, [r9, #GD_RELOCADDR] /* r0 = gd->relocaddr 传入参数为重定位地址 */ 88 b relocate_code /*跳到arch/arm/lib/relocate.S中执行*/ 89 #endif 90 91 here: /*返回后跳到sdram中运行 */ 92 /* 93 * now relocate vectors 94 */ 95 bl relocate_vectors 96 97 /* Set up final (full) environment */ 98 bl c_runtime_cpu_setup /* we still call old routine here */ 99 #endif /* ! defined(CONFIG_SPL_BUILD) */ 100 101 #if !defined(CONFIG_SPL_BUILD) || defined(CONFIG_SPL_FRAMEWORK) 102 #ifdef CONFIG_SPL_BUILD 103 /* Use a DRAM stack for the rest of SPL, if requested */ 104 bl spl_relocate_stack_gd 105 cmp r0, #0 106 movne sp, r0 107 #endif /* end CONFIG_SPL_BULD */ 108 ldr r0, =__bss_start /* this is auto-relocated! */ 109 110 #ifdef CONFIG_USE_ARCH_MEMSET 111 ldr r3, =__bss_end /* this is auto-relocated! */ 112 mov r1, #0x00000000 /* prepare zero to clear BSS */ 113 114 subs r2, r3, r0 /* r2 = memset len */ 115 bl memset 116 #else 117 ldr r1, =__bss_end /* this is auto-relocated! */ 118 mov r2, #0x00000000 /* prepare zero to clear BSS */ 119 120 clbss_l:cmp r0, r1 /* while not at end of BSS */ 121 #if defined(CONFIG_CPU_V7M) 122 itt lo 123 #endif 124 125 strlo r2, [r0] /* clear 32-bit BSS word */ 126 addlo r0, r0, #4 /* move to next */ 127 blo clbss_l 128 #endif 129 130 #if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD) 131 bl coloured_LED_init 132 bl red_led_on 133 #endif 134 135 /* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */ 136 mov r0, r9 /* gd_t */ 137 ldr r1, [r9, #GD_RELOCADDR] /* dest_addr */ 138 /* ldr r1, =CONFIG_SYS_TEXT_BASE*/ 139 /* call board_init_r */ 140 ldr pc, =board_init_r /* this is auto-relocated! */ 141 142 /* we should not return here. */ 143 #endif 144 145 ENDPROC(_main)
再次编译运行，同时保存环境变量，并reset。
已经运行正常了。
reset后显示了一个错误，dm9000的地址未设置。下一节在修改，此时先看看env的启动流程。
2.2 env 的启动流程
uboot中env的整个架构可以分为3层：
（1） 命令层，如saveenv，setenv editenv这些命令的实现，还有如启动时调用的env_relocate函数。
（2） 中间封装层，利用不同静态存储器特性封装出命令层需要使用的一些通用函数，如env_init,env_relocate_spec,saveenv这些函数。实现文件在common/env_xxx.c
（3） 驱动层，实现不同静态存储器的读写擦等操作，这些是uboot下不同子系统都必须的。
2.2.1 env初始化
首先在board_init_f中调用init_sequence的env_init，这个函数是不同存储器实现的函数，nand中的实现如下：
1 int env_init(void) 2 { 3 gd->env_addr = (ulong)&default_environment[0]; /* 调用环境变量数组 */ 4 gd->env_valid = 1; /* 设置env标志有效位为1 */ 5 return 0; 6 }
env_init要早于静态存储器的初始化，所以无法进行env的读写，这里将gd中的env相关变量进行配置，默认设置env为valid。方便后面env_relocate函数进行真正的env从nand到ram的relocate。
2.2.2 initr_env
继续执行，在board_init_r中执行 initr_ebv
1 static int initr_env(void) 2 { 3 debug("start of initr_env \n"); 4 /* initialize environment */ 5 if (should_load_env()) 6 env_relocate(); 7 else 8 set_default_env(NULL); 9 10 /* Initialize from environment */ 11 load_addr = getenv_ulong("loadaddr", 16, load_addr); 12 return 0; 13 }
这是在所有存储器初始化完成后执行的。
调用should_load_env：
1 static int should_load_env(void) 2 { 3 return 1; 4 }
返回 1之后执行下一句 env_relocate。
1 void env_relocate(void) 2 { 3 #if defined(CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC)
4 env_reloc(); 5 env_htab.change_ok += gd->reloc_off; 6 #endif
7 if (gd->env_valid == 0) { 8 #if defined(CONFIG_ENV_IS_NOWHERE) || defined(CONFIG_SPL_BUILD)
9 /* Environment not changable */
10 debug("in of set_default_env \n"); 11 set_default_env(NULL); 12 #else
13 bootstage_error(BOOTSTAGE_ID_NET_CHECKSUM); 14 set_default_env("!bad CRC"); 15 #endif
16 } else { 17 debug("in of env_relocate_spec() \n"); 18 env_relocate_spec(); 19 } 20 }
由于我们的 gd->env_valid 再board_init_f 函数中已经设置为1，这里会执行到 env_relocate_spec 函数中去。
CONFIG_ENV_OFFSET_REDUND此宏我们未设置，运行的代码就是如下：
1 void env_relocate_spec(void) 2 { 3 #if !defined(ENV_IS_EMBEDDED) 4 int ret; 5 ALLOC_CACHE_ALIGN_BUFFER(char, buf, CONFIG_ENV_SIZE); 6 7 ret = readenv(CONFIG_ENV_OFFSET, (u_char *)buf); 8 if (ret) { 9 set_default_env("!readenv() failed"); 10 return; 11 } 12 13 env_import(buf, 1); 14 debug("end 【nand】 of env_relocate_spec 2 \n"); 15 #endif /* ! ENV_IS_EMBEDDED */ 16 }
env_import 输出环境变量信息，至此已经结束。