1uboot移植和imx文件分析

Posted 2020-12-13 lioker

 

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本系列使用的平台为百问网IMX6ULL，通过对NXP提供uboot的分析和修改，使其支持百问网IMX6ULL

本系列参考了正点原子和百问网的IMX6ULL教程，在此表示衷心感谢

本章参考文件有：《i.MX 6 BSP Porting Guide》、《ARMv7架构参考手册》

百度网盘链接：

https://pan.baidu.com/s/1h3LjDtOmAYChti7Rr30aSA

提取码为：07yl

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一、uboot准备过程

首先需要解压uboot，解压后得到的顶层文件夹有：

 

《i.MX 6 BSP Porting Guide》中1.2.1节所述流程如下：

1. 复制开发板目录中相关文件夹（我选择的是mx6ull_ddr3_arm2）到自定义文件夹：

$ cp -R ./board/freescale/mx6ullevk/ ./board/freescale/mx6ull_lioker

$ mv ./board/freescale/mx6ull_lioker/mx6ullevk.c ./board/freescale/mx6ull_lioker/mx6ull_lioker.c

2. 复制头文件目录中相关文件为自定义文件：

$ cp ./include/configs/mx6ullevk.h ./include/configs/mx6ull_lioker.h

3. 复制配置文件目录中相关文件为自定义文件：

$ cp ./configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig ./configs/mx6ull_lioker_defconfig

4. 修改上述自定义文件

修改后的文件存放在百度网盘链接的./uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_lioker/文件夹中

5. 修改相关的配置文件：arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig

　　

a. 仿照TARGET_IMX6ULL_等配置项添加自定义配置选项

b. 添加自定义配置文件

 

在解压uboot之后，通常还需要打补丁、配置和编译。如：

1. $ patch -p1 < u-boot-2012.04.01_100ask.patch

2. $ make 100ask24x0_config

3. $ make

其中，配置和编译都会调用uboot的顶层Makefile，接下来我会简单分析此过程

 

本文所使用的uboot中并没有补丁文件，因此只需要清除、配置和编译操作：

1. 清除：$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- distclean

2. 配置：$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- mx6ull_lioker_defconfig

2. 编译：$ make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

 

配置过程通过scripts/kconfig/conf生成.config，若想获取更多信息可通过修改顶层Makefile中“Q = ”实现：

 

通过编译过程图，可以确定以下两点：

1. 编译过程所使用的链接文件和主汇编文件分别为u-boot.lds和arch/arm/cpu/armv7/start.S

2. 编译过程所生成的文件是u-boot，并通过拷贝命令生成u-boot.bin

 

但是我们需要烧写的并不是u-boot.bin，而是通过编译图中如下命令生成的u-boot.imx文件

make -f ./scripts/Makefile.build obj = arch/arm/imx-common u-boot.imx

u-boot.imx烧写过程请参考第二节

 

 

二、u-boot.imx烧写过程

本节使用SD卡进行烧写，步骤如下：

1. SD Card Formatter.exe中选中当前SD卡，点击Format按键（需要注意File system是否为FAT32）

 

2. ubuntu中执行$ ls /dev/sd*

3. 虚拟机连接SD卡

4. ubuntu中重新执行$ ls /dev/sd*，新出现的设备为SD卡（在我的系统里为sdc）

5. 切换到u-boot目录，执行$ sudo dd if=u-boot.imx of=/dev/sdc bs=1k seek=1 conv=fsync

 

 

三、u-boot.imx分析

在分析时，我们可以通过Hex Editor Neo等hex查看器打开imx文件查看对应数值，如下图：

 

imx文件构成可以在imx6ull datesheet的8.7一节中找到答案：

布局如下图：

接下来，我将一一对其进行介绍

 

1. IVT：用于存放程序地址、DCD地址等数据

根据imx6ull datesheet的Figure 8.1可以确定内部ROM在初始化时钟、DDR等外设后会将imx文件拷贝至DDR中

为正确读取imx文件，ROM将IVT定位在固定的地址，该地址由连接到芯片的引导设备确定，如下图：

 

其结构如下表，其中每一项均占据32bit

其header格式如下：

其他项的结果分别为：

entry（代码链接地址）：0x87800000

dcd地址：0x877ff42c

boot data地址：0x877ff420

self（IVT地址）：0x877ff400

csf：0

 

2. boot data：用于记录程序的起始地址和大小

其结构如下图，其中每一项均占据32bit

各项的结果分别为：

start（imx起始地址）：0x877ff000

length（imx大小）：0x0006c000

plugin：0

 

3. dcd：device configuration data，存储着地址和变量，用于重新设置时钟和DDR等外设

其结构如下图，其中每一项均占据32bit

CMD的结构图下图，其中每一行均占据32bit

dcd的大小为entry - dcd = 0xbd4

 

链接文件和主汇编文件我将在下一节中进行分析