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  • buildroot构建项目（三）--- u-boot 2017.11 适配开发板修改 1

    　　当前虽然编译成功了，但是对于我们自己的目标板并不太适用。还得做一系列得修改。

    一、lds 文件分析

    　　u-boot 中最重要得链接文件即是，u-boot.lds。我们可以查看我们编译出来得 u-boot.lds 文件进行分析，原始文件在 arch/arm/cpu/ 下，编译出来得去掉了不想关得选项。

    　　u-boot.lds脚本文件告诉链接器linker如何布局代码段、数据段、bss段等，已经配置了u-boot自拷贝(从flash到RAM的copy)的内容。另外，还简要的涉及了动态链接技术等。

      1 /* 指定输出的可执行文件 elf 格式，32位，小端  */
  2 OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
  3 /* 指定输出可执行文件的平台为 arm */
  4 OUTPUT_ARCH(arm)
  5 /* 指定输出可执行文件的起始代码段为_start */
  6 ENTRY(_start)
  7 /* 指定可执行文件的全局入口点，通常这个地址都放在ROM(flash)0x0位置。
  8  * 必须使编译器知道这个地址 */
  9 SECTIONS
 10 {
 11     /* 从0x0位置开始  */
 12  . = 0x00000000;
 13     /* 代码以4字节对齐 */
 14  . = ALIGN(4);
 15     /* 代码段 */
 16  .text :
 17  {
 18         /* u-boot将自己copy到RAM，此为需要copy的程序的start */
 19   *(.__image_copy_start)
 20         /* ./arch/arm/lib/vectors.S，异常向量表 */
 21   *(.vectors)
 22         /* ./arch/arm/cpu/arm920t/start.S */
 23   arch/arm/cpu/arm920t/start.o (.text*)
 24         /* 其他的代码段放在这里，即 start.S/vector.S 之后 */
 25   *(.text*)
 26  }
 27     /* 代码段结束后，有可能4bytes不对齐了，此时做好4bytes对齐，以开始后面的.rodata段 */
 28  . = ALIGN(4);
 29     /* 在代码段之后，存放read only数据段 */
 30  .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }
 31     /* 4bytes对齐，以开始接下来的.data段 */
 32  . = ALIGN(4);
 33     /* 可读写数据段 */
 34  .data : {
 35   *(.data*)
 36  }
 37     /* 4字节对齐 */
 38  . = ALIGN(4);
 39     /* 当前地址为4字节对齐后的地址 */
 40  . = .;
 41     /* 4字节对齐 */
 42  . = ALIGN(4);
 43     /* .data段结束后，紧接着存放u-boot自有的一些function，例如u-boot command等 */
 44  .u_boot_list : {
 45   KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
 46  }
 47  . = ALIGN(4);
 48     /* UEFI支持，  */
 49  .__efi_runtime_start : {
 50   *(.__efi_runtime_start)
 51  }
 52     /*  */
 53  .efi_runtime : {
 54   *(efi_runtime_text)
 55   *(efi_runtime_data)
 56  }
 57     /* */
 58  .__efi_runtime_stop : {
 59   *(.__efi_runtime_stop)
 60  }
 61     /*  */
 62  .efi_runtime_rel_start :
 63  {
 64   *(.__efi_runtime_rel_start)
 65  }
 66     /* */
 67  .efi_runtime_rel : {
 68   *(.relefi_runtime_text)
 69   *(.relefi_runtime_data)
 70  }
 71     /* UEFI结束  */
 72  .efi_runtime_rel_stop :
 73  {
 74   *(.__efi_runtime_rel_stop)
 75  }
 76     /* 4字节对齐  */
 77  . = ALIGN(4);
 78     /* 至此，u-boot需要自拷贝的内容结束，总结一下，包括代码段，数据段，以及u_boot_list */
 79  .image_copy_end :
 80  {
 81   *(.__image_copy_end)
 82  }
 83     /* 在老的uboot中，如果我们想要uboot启动后把自己拷贝到内存中的某个地方，只要把要拷贝的地址写给TEXT_BASE即可，
 84      * 然后boot启动后就会把自己拷贝到TEXT_BASE内的地址处运行，在拷贝之前的代码都是相对的，不能出现绝对的跳转，否则会跑飞。
 85      * 在新版的uboot里，TEXT_BASE的含义改变了。它表示用户要把这段代码加载到哪里，通常是通过串口等工具。
 86      * 然后搬移的时候由uboot自己计算一个地址来进行搬移。新版的uboot采用了动态链接技术，在lds文件中有__rel_dyn_start和__rel_dyn_end，
 87      * 这两个符号之间的区域存放着动态链接符号，只要给这里面的符号加上一定的偏移，拷贝到内存中代码的后面相应的位置处，
 88      * 就可以在绝对跳转中找到正确的函数。 */
 89  .rel_dyn_start :
 90  {
 91   *(.__rel_dyn_start)
 92  }
 93     /* 动态链接符存放在的段 */
 94  .rel.dyn : {
 95   *(.rel*)
 96  }
 97     /* 动态链接符段结束 */
 98  .rel_dyn_end :
 99  {
100   *(.__rel_dyn_end)
101  }
102  .end :
103  {
104   *(.__end)
105  }
106     /* bin文件结束 */
107  _image_binary_end = .;
108  . = ALIGN(4096);
109  .mmutable : {
110   *(.mmutable)
111  }
112  
113     /* .bss节包含了程序中所有未初始化的全局变量 */
114  .bss_start __rel_dyn_start (OVERLAY) : {
115   KEEP(*(.__bss_start));
116   __bss_base = .;
117  }
118  .bss __bss_base (OVERLAY) : {
119   *(.bss*)
120    . = ALIGN(4);
121    __bss_limit = .;
122  }
123     /* bss段结束 */
124  .bss_end __bss_limit (OVERLAY) : {
125   KEEP(*(.__bss_end));
126  }
127 
128  .dynsym _image_binary_end : { *(.dynsym) }
129  .dynbss : { *(.dynbss) }
130  .dynstr : { *(.dynstr*) }
131  .dynamic : { *(.dynamic*) }
132  .plt : { *(.plt*) }
133  .interp : { *(.interp*) }
134  .gnu.hash : { *(.gnu.hash) }
135  .gnu : { *(.gnu*) }
136  .ARM.exidx : { *(.ARM.exidx*) }
137  .gnu.linkonce.armexidx : { *(.gnu.linkonce.armexidx.*) }
138 }

    二、norflash 介绍

    　　ARM的启动都是从0地址开始，所不同的是地址的映射不一样。在 arm 上电的时候，要想让 arm 知道以某种方式（地址映射方式）运行，不可能通过你写的某段程序控制，因为这时候你的程序还没启动，这时候arm会通过引脚的电平来判断。

    2.1 硬件

    2.1.1 存储器地址

    　　s3c2440  的存储器控制器为访问外部存储的需要器提供了存储器控制信号。 存储器控制器的地址空间总共有 8 个 bank，每个bank  为128M，总共为1G。除了 BANK0（16/32 位）之外，其它全部 BANK 都可编程访问位宽（8/16/32 位） 。

    • 8 个存储器 Bank
      • 6 个存储器 Bank 为 ROM，SRAM 等
      • 其余 2 个存储器 Bank 为 ROM，SRAM，SDRAM 等
      • 7 个固定的存储器 Bank 起始地址
      • 1 个可变的存储器 Bank 起始地址并 Bank 大小可编程
      • 所有存储器 Bank 的访问周期可编程

    　　

    • OM管脚是使能NAND Flash 的管脚，当OM=00时，是表示使用  NAND Flash 为引导 ROM。
    • nGCS0 为片选信号控制
    • 0x0000_0000 这些为存储器地址。
    • BANK 6 和 BANK 7 必须为相同的存储器大小

    2.1.2 OM管脚

    　　OM有两个管脚，用来控制存储器。

    　　

    　　BANK0（nGCS0）的数据总线应当配置为 16 位或 32 位的宽度。因为 BANK0 是作为引导 ROM 的 bank（映射到 0x0000_0000），应当在第一个 ROM 访问前决定 BANK0 的总线宽度，其依赖于复位时 OM[1:0]的逻辑电平。

    2.1.3 存储器概念

    • SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)：同步动态随机存取存储器，
      • 同步是指Memory工作需要步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；
      • 动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；
      • 随机是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写，简单的说，它就是cpu使用的外部内存，即我们常说的内存条。
      • 主要用于程序执行时的程序存储、执行或计算
    • SRAM是英文Static RAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据，速度比SDRAM快，一般用作高速缓冲存储器（Cache）。
    • norflash:非易失闪存,是一种外部存储介质，芯片内执行(XIP,eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中，
      • 由于它有地址总线，cpu可以直接从norflash中取指，直接从FLASH中运行程序，但是工艺复杂，价格比较贵，容量较小（1~4M），NOR的传输效率很高，擦初和写操作效率很低
    • nandflash：它也是非易失闪存（掉电不丢失）的一种，但是它虽然有数据总线，但是没有地址总线，所以cpu不能直接从nandflash中取指运行，由于它价格便宜，所以常常用来存储大量数据，和我们常说的硬盘类似。

    2.2 norflash 启动

    • S3C2440的启动时读取的第一条指令是在0x00上，分别为nand flash和nor flash上启动。
    • Nor flash的有自己的地址线和数据线，可以采用类似于memory的随机访问方式，在nor flash上可以直接运行程序，所以nor flash可以直接用来做 boot，采用 nor flash 启动的时候会把地址映射到 0x00 上。 　
    • 任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行
      • 擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,NORFLASHSECTOR擦除时间视品牌、大小不同而不同,比如,4MFLASH,有的SECTOR擦除时间为60ms,而有的需要最大6S　
    • Nand flash是IO设备，数据、地址、控制线都是共用的，需要软件区控制读取时序，所以不能像nor flash、内存一样随机访问，不能EIP（片上运行），因此不能直接作为boot。
    • 在u-boot 启动中，需要把 程序拷贝到 SDRAM中去运行，也可以不用拷贝。
    • nor 启动的时候，CPU的0地址就指向 norflash

    　　

    2.2.1 norflash 电路

    　　运行的目标开发板为  JZ2440 开发板。norflash 型号为 MX29LV160DBTI，16M存储空间，

    　　

    2.2.2 代码修改

    　　

    　　

    　　
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