S3C4412学习笔记

1.1标准输入、输出、错误重定向

标准输入文件描述符: 0 默认重定向到键盘
标准输出文件描述符: 1 默认重定向到屏幕
标准错误文件描述符: 2 默认重定向到屏幕
在执行任意一个进程时，默认就会打开这3个标准文件。
（1）输出重定向格式: <命令> 文件描述符>重定向的文件
命令示例1：
ls 1.c 1>log.txt //重定向标准输出到log.txt
ls 1.c 2>log.txt //重定向标准错误到log.txt
&标准同等于
ls 2.c >log.txt 2>&1 //标准输出和错误重定向
代码示例2:
#include <stdio.h>
int main()
{
printf(“123456\n”); //输出到标准输出
perror(“abcdefg\n”); //输出到标准错误
return 0;
}
（2）对输出的文件内容进行排序
示例1：sort 1.c
（3） NFS shell脚本实现目录下载到本地
代码示例：
#!/bin/bash
if [ $# != 3 ]
then
printf “参数格式:./shell.sh IP:目录 <挂载本地目录> <下载目录> \n”
exit 0
fi

mount $1 $2 >log.txt 2>&1

if [ $? != 0 ]
then
printf “mount挂载错误!\n”
exit 0
fi

mkdir $3 >log.txt 2>&1

for file in $2*
do
cp $file $3 -fv >>log.txt 2>&1
data=stat $file
done

umount $2 >log.txt 2>&1
if [ $? != 0 ]
then
printf “取消挂载失败!\n”
exit 0
fi

1.2 程序运行流程分析
（1）程序结构分析：
└── led
├── led.lds //链接文件。创建可执行文件。
├── led-main.c //C语言的源文件
├── Makefile //编译C语言
├── sd_fuse
│ ├── E4412_N.bl1.bin //三星提供的启动文件
│ ├── Makefile //编译生成BL2
│ ├── sd_write.sh //烧写程序到SD卡脚本
│ └── V310-EVT1-mkbl2.c //生成bl2文件的源代码
└── start.S //汇编文件(设置栈空间地址、再调用main函数)

（2）.lds链接文件
SECTIONS
{
. = 0x02020000;
.text : { (.text) } //文本段
.rodata ALIGN(4) : {(.rodata*)} //只读数据段
.data ALIGN(4) : { (.data) } //读写数据段
.bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) } //BSS段
}
BSS段: 存放未初始化的静态变量和全局变量
ALIGN(4) :4个字节内存对齐
（3）Makefile文件
代码分析：
CC=arm-linux-gcc
led_sp.bin: start.o led-main.o
arm-linux-ld -T led.lds -o led_sp.elf $^ //生成目标文件
arm-linux-objcopy -O binary led_sp.elf led.bin //生成最终开发板运行的文件
arm-linux-objdump -D led_sp.elf > led_sp_elf.dis
//反汇编，led_sp.elf将该反汇编
%.o : %.S
$(CC) -o $@ $< -c
%.o : %.c
$(CC) -o $@ $< -c
clean:
rm *.o *.elf *.bin *.dis -f

（4）分析程序存放的位置：
SD卡: 以扇区单位作为容量。
SD/MMC : 1 Block = 512B //1块的大小512字节
BL1(第一个引导加载程序)位于SD卡512Byte的偏移处连续16个扇区大小8k，IROM仅将8K的BL1代码加载到内部存储器
BL2(第二个引导加载程序)仅位于BL1连续的16个扇区后面从第17个扇区开始连续32个扇区。
查看块设备的大小:# cat /sys/block/sdb/size
dd命令示例：
#烧录命令
dd iflag=dsync oflag=dsync if=./E4412_N.bl1.bin of=1seek=1 seek=1seek=signed_bl1_position
解释:
iflag=dsync :输入的文件同步输入
oflag=dsync :输出的文件同步输出
if=./E4412_N.bl1.bin :输入的文件
of=1:输出的位置seek=1 :输出的位置 seek=1:输出的位置seek=signed_bl1_position :设置块的位置
dd iflag=dsync oflag=dsync if=./E4412_N.bl1.bin of=/dev/sdb seek=1
sync :刷新缓冲区，将缓冲区里的数据写入到SD卡里。

问：代码烧写到SD为何不会破坏文件系统？
答：在SD制作启动的时候就已经进行分区.，查看我们知道sd卡的前151M是空出来了没有分配空间，而文件系统是在第151M后开始进行分区的。

如何查看程序是否烧写成功？
可以用磁盘分区工具。查看SD卡扇区的写入情况。与源文件进行对比。，源文件可以用记事本等打开。

1.3 Uboot启动流程
(1) 概述：Uboot: 属于一种引导程序，引导操作系统的启动
(2)过程：IROM、BL1、BL2、UBOOT、启动Linux操作系统、挂载根文件系统
我们使用du –h Uboot.bin查看uboot发现size=272k,而BL2只能存放14Kb-16byte大小，所以BL2.bin存放的是部分uboot
(3) UBOOT主要做什么事情？如何引导操作系统？
作用1：初始化硬件设备，对CPU进行初始化配置。
作用2：主要是初始化DDR内存条，拷贝SD卡第49个扇区之后的代码到DDR内存条，运行DDR指定位置完整的Uboot代码。
（5） Uboot启动内核步骤？
1.将编译好的操作系统内核存储到SD卡的指定位置
2.Uboot启动之后从SD卡指定位置读取内核代码拷贝到DDR内存条里，再执行。
3.操作系统启动完成之后uboot就没用了。
4总结：
操作系统启动之后就会挂载根文件系统，制作根文件系统起始就是自己制作编译linux各种命令。
当内核启动完成之后，就会通过NFS挂载根文件系统，或者将根文件系统放在SD卡或者是EMMC指定分区然后进行挂载。

疑问?
1．uboot如何引导内核?
先从SD卡指定位置读取内核数据，放到DDR，再去执行。
2. uboot如何去指定位置读数据？
3. 将数据读取到DDR指定位置之后，CPU如何去执行？
4. 如何设置UBOOT到指定位置去读取内核数据？1057
5. uboot可以给内核传递参数。通过环境变量。
6. 自己设计自己的uboot命令?
(1)如何使用uboot引导内核，实现更改UBOOT上电自动执行的命令？
(2) 学习如何使用uboot执行LED的程序。测试多种方法？
(3)如何通过uboot给SD卡分区，如何指定文件系统？
(4)如何通过UBOOT读取SD卡上的文件？

(5)如何通过EMMC启动uBOOT和内核，实现EMMC启动？

1.4 Uboot详细启动流程

（1）Uboot简介：
Uboot:是一种开源的bootloader，作用是用来引导操作，给开发人员提供开发调试工具。本身算是1个精简的linux操作系统，主要负责硬件的初始化和引导，本身还带有一些工具，作为引导程序，常作为嵌入式设备的引
导。当真正的系统开始运行的时候 U-boot 就把管理权限交了出去。
（2）选择UBOOT的理由

① 开放源码；
② 支持多种嵌入式操作系统内核，如 Linux、 NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android；
③ 支持多个处理器系列，如 PowerPC、 ARM、 x86、 MIPS；
④ 较高的可靠性和稳定性；
⑤ 高度灵活的功能设置，适合 U-Boot 调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；
⑥ 丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、 SDRAM、 FLASH、 LCD、 NVRAM、 EEPROM、 RTC、键盘等；
⑦ 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；
（3）UBOOT 目录介绍

board 目标板相关文件，主要包含 SDRAM、 FLASH 驱动；
common 独立于处理器体系结构的通用代码，如内存大小探测与故障检测；
cpu 与处理器相关的文件。如 mpc8xx 子目录下含串口、网口、 LCD 驱动及中断初始化等文件；
driver 通用设备驱动，如 CFI FLASH 驱动(目前对 INTEL FLASH 支持较好)
doc U-Boot 的说明文档；
examples 可在 U-Boot 下运行的示例程序；如 hello_world.c,timer.c；
include U-Boot 头文件；尤其 configs 子目录下与目标板文件；相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的
lib_xxx 处理器体系相关的文件，如 lib_ppc, lib_arm 目录分别包含与 PowerPC、ARM 体系结构相关的文件；
net 与网络功能相关的文件目录，如 bootp,nfs,tftp；
post 上电自检文件目录。尚有待于进一步完善；
rtc RTC 驱动程序；
tools 用于创建 U-Boot S-RECORD 和 BIN 镜像文件的工具；
（4） U-BOOT 主要的功能
*系统引导支持 NFS 挂载、 RAMDISK(压缩或非压缩)形式的根文件系统；支持 NFS 挂载、从 FLASH 中引导压缩或非压缩系统内核；
基本辅助功能强大的操作系统接口功能；可灵活设置、传递多个关键参数给操作系统，适合系统在不同开发阶段的调试要求与产品发布，尤以 Linux 支持最为强劲；支持目标板环境参数多种存储方式，如 FLASH、NVRAM、 EEPROM；
CRC32 校验可校验 FLASH 中内核、 RAMDISK 镜像文件是否完好；
设备驱动串口、 SDRAM、 FLASH、以太网、 LCD、 NVRAM、 EEPROM键盘、 USB、 PCMCIA、 PCI、RTC 等驱动支持；
上电自检功能 SDRAM、 FLASH 大小自动检测； SDRAM 故障检测； CPU 号；
特殊功能 XIP 内核引导；

（5）U-BOOT 工作模式
U-Boot 的工作模式有启动加载模式和下载模式。启动加载模式是 Bootloader 的正常工作模式，嵌入式产品
发布时， Bootloader 必须工作在这种模式下， Bootloader 将嵌入式操作系统从 FLASH 中加载到 SDRAM 中运行，
整个过程是自动的。下载模式就是 Bootloader 通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从 PC 机中下载
到目标板的 FLASH 中。用户可以利用 Bootloader 提供的一些命令接口来完成自己想要的操作
（6）U-BOOT 启动流程
一般 arm 构架 CPU 的流程：
首 arch/arm/cpu/xxx/start.S 进行系统初始化和将 UBOOT 拷贝到其它地方运行。
然后通过调用 start_armboot(arch/arm/lib/board.c)进行一系列的初始化。如果系统没有输入就直接引导统，如果有调用 main_loop(common/main.c)进行处理,并由 common/comand.c 来处理用户输入命令，来调用具体命令进行操作。
大多数 BootLoader 都分为 stage1 和 stage2 两大部分， U-boot 也不例外。依赖于 cpu 体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在 stage1 且可以用汇编语言来实现，而 stage2 则通常用 C 语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。

(1)stage1(start.s 代码结构) arch/arm/cpu/xxx/start.S

U-boot 的 stage1 代码通常放在 start.s 文件中，它用汇编语言写成，其主要代码部分如下：
（1）定义入口。由于一个可执行的 image 必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在 rom(Flash)的 0x0 地址，因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。
（2）设置异常向量(exception vector)。
（3）设置 CPU 的速度、时钟频率及中断控制寄存器。
（4）初始化内存控制器。
（5）将 rom 中的程序复制到 ram 中。
（6）初始化堆栈。
（7）转到 ram 中执行，该工作可使用指令 ldrpc 来完成。
（2）stage2（C 语言代码部分） arch/arm/lib/board.c

lib_arm/board.c 中的 start armboot 是 C 语言开始的函数，也是整个启动代码中 C 语言的主函数，同时还是整个 u-boot（armboot）的主函数，该函数主要完成如下操作：
（1）调用一系列的初始化函数。
（2）初始化 flash 设备。
（3）初始化系统内存分配函数。
（4）如果目标系统拥有 nand 设备，则初始化 nand 设备。
（5）如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。
（6）初始化相关网络设备，填写 ip,c 地址等。
（7）进入命令循环（即整个 boot 的工作循环），接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。

1.5 UBOOT命令的添加与环境变量分析
1.1增么防止重定义（static关建字使用）
用static函数修饰的函数时静态函数，也是局部函数只能在当前的.c文件使用，是不能被外部所调用的。
1.2 Uboot的命令分析
分析方法：不是每行代码都去看，看重点，关建字，看不懂的值是可以通过print打印出来。
清楚环境变量起始就是在指定位置写入非法值,环境变量是存放在SD卡的指定扇区。居然存放这么多环境变量，肯定是一个结构体来存放的，我们知道设置了环境变量如果不保存的话是不会生效的。如果不保存的话环境变量暂时是存在我们的缓冲区的。我们分析了，按下复位键，环境变量还有说明是写在SD卡指定扇区
步骤：
1.
=> saveenv
Saving Environment to MMC…
Writing to MMC(0)… done
=>
2.搜索字符串“Saving Environment”，source insight查找参考,搜索不到就一个一个查找

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