[Linux 底层]U-boot编译移植

原创 已于 2025-02-27 17:53:30 修改 · 428 阅读 · 2 ·
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#linux #uboot #arm

于 2021-02-25 12:28:30 首次发布
本文详细介绍了在Ubuntu 18.04环境下，针对at91sama5d3x-xplained板子进行U-boot 2018.07的编译移植过程。内容包括配置选择、编译步骤、关键文件解析、设备树修改、网络初始化流程、硬件时钟配置、CPU设置、板级信息和GPIO控制。通过裁剪和配置，实现了对DDR2、NAND Flash、网络驱动的适配，并提供了PHY芯片初始化的详细步骤。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

系统版本：Ubuntu18.04-64

编译器版本：gcc version 7.4.0 (Ubuntu/Linaro 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1)

uboot版本：2018.07 -linux4sam_6.0

板子型号：at91sama5d3x-xplained

MCU型号：sama5d36

1、uboot目录如下：

图片

2、在configs/ 文件夹下面有官方的默认配置

   # To put environment variables in nandflash (default):
   sama5d3_xplained_nandflash_defconfig
   # To put environment variables in SD/MMC card:
   sama5d3_xplained_mmc_defconfig
编译 SAMA5D3-Xplained board:

选择nandflash启动
make sama5d3_xplained_nandflash_defconfig
make

3、官网下载的uboot，基本可以跑起来，通过串口可以看到打印的信息，DDR2和NAND Flash驱动可能没有问题，可以正常使用，厂家自己设计的网络驱动，LED 驱动根据型号做适配及裁剪；

编译出的文件u-boot.bin烧录进去，可以看到串口打印的信息

U-Boot 2018.07-linux4sam_6.0 (Oct 11 2019 - 23:57:20 -0700)

CPU: SAMA5D36
Crystal frequency:       12 MHz
CPU clock        :      528 MHz
Master clock     :      132 MHz
DRAM:  256 MiB
NAND:  256 MiB
MMC:   Atmel mci: 0, Atmel mci: 1
Loading Environment from NAND... OK
In:    serial@ffffee00
Out:   serial@ffffee00
Err:   serial@ffffee00
Netjack:   macb_eth_probe phy-mode=mii,devname=ethernet@f0028000
eth0: ethernet@f0028000 [PRIME]macb_eth_probe phy-mode=rmii,devname=ethernet@f802c000
, eth1: ethernet@f802c000
Hit any key to stop autoboot:  0 
=> pri
arch=arm
baudrate=115200
board=sama5d3_xplained
board_name=sama5d3_xplained
bootargs=console=ttyS0,115200 earlyprintk mtdparts=atmel_nand:256k(bootstrap)ro,768k(uboot)ro,256K(env_redundant),256k(env),512k(dtb),6M(kernel)ro,-(rootfs) rootfstype=ubifs ubi.mtd=6 root=ubi0:rootfs
bootcmd=tftp 0x21000000 at91-sama5d3_xplained.dtb;tftp 0x22000000 zImage;bootz 0x22000000 - 0x21000000
bootdelay=3
cpu=armv7
eth1addr=AA:AB:C1:D2:E6:C6
ethact=ethernet@f0028000
ethaddr=EE:AB:C1:D2:E6:C6
ethprime=ethernet@f0028000
fdtcontroladdr=2fb16b08
gatewayip=192.168.1.1
ipaddr=192.168.1.100
ipaddr1=192.168.2.100
netmask=255.255.255.0
serverip=192.168.1.108
soc=at91
stderr=serial@ffffee00
stdin=serial@ffffee00
stdout=serial@ffffee00
vendor=atmel

Environment size: 778/131067 bytes
=>

4、关键文件说明

scripts/config_whitelist.txt 全部的宏定义列表

SAMA5D3_XPLAINED BOARD

M:	Bo Shen <voice.shen@atmel.com>

S:	Maintained

F:	board/atmel/sama5d3_xplained/sama5d3_xplained.c

F:	include/configs/sama5d3_xplained.h

F:	configs/sama5d3_xplained_mmc_defconfig

F:	configs/sama5d3_xplained_nandflash_defconfig

arch/arm/mach-at91/spl_at91.c

arch/arm/mach-at91/include/mach/at91_common.h //公共函数声明头文件

			sama5d3.h	//CPU基地址

			sama5_boot.h	//启动方式

include/configs at91-sama5_common.h //CPU系列公共配置

5、裁剪的文件列表

//============================================

决定uboot编译配置的文件,编译选项宏定义在这个几个文件中查找

include/configs/at91-sama5_common.h

include/configs/sama5d3_xplained.h

configs/sama5d3_xplained_nandflash_defconfig

//

CONFIG_DM_ETH //支持设备树,网络配置从设备树里面读取

这版uboot中支持设备树功能，让uboot变得轻巧了，不再很臃肿和笨拙。

6、设备树修改，更改网络的MAC接口方式

arch/arm/dts

Makefile


dtb-$(CONFIG_TARGET_SAMA5D3_XPLAINED) += \

	at91-sama5d3_xplained.dtb



			macb0: ethernet@f0028000 {

				phy-mode = "mii";	//更改PHY的接口方式

				#address-cells = <1>;

				#size-cells = <0>;

				status = "okay";



				ethernet-phy@7 {

					reg = <0x7>;

				};

			};

7、uboot既然是裸跑程序，肯定有个main函数；先从main函数入手，查看如何进行外设初始化，GPIO、网卡等；

void board_init_r(gd_t *new_gd, ulong dest_addr)
{
    /*
     * Set up the new global data pointer. So far only x86 does this
     * here.
     * TODO(sjg@chromium.org): Consider doing this for all archs, or
     * dropping the new_gd parameter.
     */
#if CONFIG_IS_ENABLED(X86_64)
    arch_setup_gd(new_gd);
#endif


#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
    int i;
#endif


#if !defined(CONFIG_X86) && !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_ARM64)
    gd = new_gd;
#endif
    gd->flags &= ~GD_FLG_LOG_READY;


#ifdef CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(init_sequence_r); i++)
        init_sequence_r[i] += gd->reloc_off;
#endif
//所有的初始化都靠这个数组


    if (initcall_run_list(init_sequence_r))
        hang();


    /* NOTREACHED - run_main_loop() does not return */
    hang();
}

//在结构体中顺序执行函数

//在结构体中顺序执行函数
//摘抄部分代码，数组中有很多设备，进行初始化

static init_fnc_t init_sequence_r[] = {


/* PPC has a udelay(20) here dating from 2002. Why? */
#ifdef CONFIG_CMD_NET
    initr_ethaddr,// 网络设备信息初始化     
#endif


#ifdef CONFIG_CMD_NET
    INIT_FUNC_WATCHDOG_RESET  
    initr_net,          //初始化网络设备,uboot打印读取到的网卡信息
#endif

PHY的初始化流程
eth_initialize();//网络设备第一级初始化
eth_common_init();//网络设备第二级初始化
miiphy_init();//网络设备第三级初始化
phy_init();//
phy_davicom_init();//网络设备第四级初始化
phy_micrel_ksz8xxx_init();//
MDIO mii MAC+PHY=网卡芯片，前5个寄存器所有PHY芯片是相同的；

8、设置板级硬件时钟配置

arch/arm/mach-at91/spl_atmel.c

void board_init_f(ulong dummy)
{
    int ret;


    switch_to_main_crystal_osc();


#ifdef CONFIG_SAMA5D2
    configure_2nd_sram_as_l2_cache();
#endif


#if !defined(CONFIG_AT91SAM9_WATCHDOG)
    /* disable watchdog */
    at91_disable_wdt();
#endif


    /* PMC configuration */
    at91_pmc_init();


    at91_clock_init(CONFIG_SYS_AT91_MAIN_CLOCK);


    matrix_init();


    redirect_int_from_saic_to_aic();


    timer_init();


    board_early_init_f();


    mem_init();


    ret = spl_init();
    if (ret) {
        debug("spl_init() failed: %d\n", ret);
        hang();
    }


    preloader_console_init();


}

9、CPU相关设置

arch/arm/cpu/armv7

10、板级信息

board/atmel/sama5d3_xplained/sama5d3_xplained.c

int board_init(void)
{
    /* adress of boot parameters */
    gd->bd->bi_boot_params = CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x100;


#ifdef CONFIG_NAND_ATMEL
    sama5d3_xplained_nand_hw_init();//Nand Flash初始化
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_USB
    sama5d3_xplained_usb_hw_init();//USB初始化
#endif
#ifdef CONFIG_GENERIC_ATMEL_MCI
    sama5d3_xplained_mci0_hw_init();//EMMC初始化
#endif

    return 0;
}

11、PHY 9031的RESET脚使用CPU控制，PHY 8081的电源和RESET使用CPU控制，为保证时序，系统上电后，优先给PHY芯片的RST脚拉高；

uboot下面控制GPIO的操作

board/atmel/sama5d3_xplained/sama5d3_xplained.c

添加代码

tatic void sama5d3_xplained_phy_hw_init(void)
{
    //GPIO寄存器配置，输出内部上拉功能；
    at91_set_pio_periph(AT91_PIO_PORTE, 9, 1);      /* GPIO output up*/
    at91_set_pio_periph(AT91_PIO_PORTC, 18, 1);         /* GPIO output up*/
    at91_set_pio_periph(AT91_PIO_PORTC, 31, 1);         /* GPIO output up*/
    at91_set_pio_periph(AT91_PIO_PORTB, 12, 1);         /* LED GPIO output up*/

        //输出对应的电平
    at91_set_pio_output(AT91_PIO_PORTE, 9, 1);      //micrel ksz9031 reset gpio
    at91_set_pio_output(AT91_PIO_PORTC, 18, 0);     //micrel ksz8081 power gpio
    at91_set_pio_output(AT91_PIO_PORTC, 31, 1);     //micrel ksz8081 reset gpio


    at91_set_pio_output(AT91_PIO_PORTB, 12, 0);     //Board led on
}


int board_init(void)
{
    /* adress of boot parameters */
    gd->bd->bi_boot_params = CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x100;


#ifdef CONFIG_NAND_ATMEL
    sama5d3_xplained_nand_hw_init();
#endif
#ifdef CONFIG_CMD_USB
    sama5d3_xplained_usb_hw_init();
#endif
#ifdef CONFIG_GENERIC_ATMEL_MCI
    sama5d3_xplained_mci0_hw_init();
#endif


    // add by for Jack phy init gpio
        //把GPIO初始化函数添加到开发板的初始化函数中调用
    sama5d3_xplained_phy_hw_init();


    return 0;
}

12、官网uboot下载链接为：

https://www.linux4sam.org/bin/view/Linux4SAM/U-Boot
关注微信公众号，回复“空片烧录”，免费下载烧录教程文档。
在这里插入图片描述

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