u-boot移植（十三）---代码修改---裁剪及环境变量 一

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。

 /*
  * (C) Copyright 2002
  * Sysgo Real-Time Solutions, GmbH <www.elinos.com>
  * Marius Groeger <mgroeger@sysgo.de>
  * Gary Jennejohn <garyj@denx.de>
  * David Mueller <d.mueller@elsoft.ch>
  *
  * Configuation settings for the JZ2440 board.
  *
  * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
  */

 #ifndef __CONFIG_H
 #define __CONFIG_H

 /*
  * High Level Configuration Options
  * (easy to change)
  */
 #define CONFIG_S3C24X0        /* This is a SAMSUNG S3C24x0-type SoC */
 #define CONFIG_JZ2440        /* on a JZ2440 Board */
 #define CONFIG_S3C2440

 /* 内存为64M(34000000),34000000 - 33F00000 = 100000 即为1M*/
 #define CONFIG_SYS_TEXT_BASE         0x33f00000

 #define DEBUG

 #define CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH

 /* input clock of PLL (the JZ2440 has 12MHz input clock) */
 #define CONFIG_SYS_CLK_FREQ    12000000

 #define CONFIG_CMDLINE_TAG    /* enable passing of ATAGs */
 #define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS
 #define CONFIG_INITRD_TAG

 /*
  * Hardware drivers
  */
 #if 0
 #define CONFIG_CS8900        /* we have a CS8900 on-board */
 #define CONFIG_CS8900_BASE    0x19000300
 #define CONFIG_CS8900_BUS16    /* the Linux driver does accesses as shorts */
 #else
 #define CONFIG_DRIVER_DM9000
 #endif

 /*
  * select serial console configuration
  */
 #define CONFIG_S3C24X0_SERIAL
 #define CONFIG_SERIAL1        1    /* we use SERIAL 1 on JZ2440 */

 /************************************************************
  * USB support (currently only works with D-cache off)
  ************************************************************/
 #define CONFIG_USB_OHCI
 #define CONFIG_USB_OHCI_S3C24XX
 #define CONFIG_USB_KEYBOARD
 #define CONFIG_USB_STORAGE
 #define CONFIG_DOS_PARTITION

 /************************************************************
  * RTC
  ************************************************************/
 #define CONFIG_RTC_S3C24X0

 #define CONFIG_BAUDRATE        115200

 /*
  * BOOTP options
  */
 #define CONFIG_BOOTP_BOOTFILESIZE
 #define CONFIG_BOOTP_BOOTPATH
 #define CONFIG_BOOTP_GATEWAY
 #define CONFIG_BOOTP_HOSTNAME

 /*
  * Command line configuration.
  */
 #define CONFIG_CMD_BSP
 #define CONFIG_CMD_CACHE
 #define CONFIG_CMD_DATE
 #define CONFIG_CMD_DHCP
 #define CONFIG_CMD_NAND
 #define CONFIG_CMD_PING
 #define CONFIG_CMD_REGINFO
 #define CONFIG_CMD_USB

 #define CONFIG_SYS_HUSH_PARSER
 #define CONFIG_CMDLINE_EDITING

 /* autoboot */
 #define CONFIG_BOOTDELAY    5
 #define CONFIG_BOOT_RETRY_TIME    -1
 #define CONFIG_RESET_TO_RETRY
 #define CONFIG_ZERO_BOOTDELAY_CHECK

 #define CONFIG_NETMASK        255.255.255.0
 #define CONFIG_IPADDR        10.0.0.110
 #define CONFIG_SERVERIP        10.0.0.1

 #if defined(CONFIG_CMD_KGDB)
 #define CONFIG_KGDB_BAUDRATE    115200    /* speed to run kgdb serial port */
 #endif

 /*
  * Miscellaneous configurable options
  */
 #define CONFIG_SYS_LONGHELP        /* undef to save memory */
 #define CONFIG_SYS_CBSIZE    256
 /* Print Buffer Size */
 #define CONFIG_SYS_PBSIZE    (CONFIG_SYS_CBSIZE + \
                 sizeof(CONFIG_SYS_PROMPT)+)
 #define CONFIG_SYS_MAXARGS    16
 #define CONFIG_SYS_BARGSIZE    CONFIG_SYS_CBSIZE

 #define CONFIG_DISPLAY_CPUINFO                /* Display cpu info */

 #define CONFIG_SYS_MEMTEST_START    0x30000000    /* memtest works on */
 #define CONFIG_SYS_MEMTEST_END        0x33F00000    /* 63 MB in DRAM */

 #define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR        0x30800000

 /* support additional compression methods */
 #define CONFIG_BZIP2
 #define CONFIG_LZO
 #define CONFIG_LZMA

 /*-----------------------------------------------------------------------
  * Physical Memory Map
  */
 #define CONFIG_NR_DRAM_BANKS    1          /* we have 1 bank of DRAM */
 #define PHYS_SDRAM_1        0x30000000 /* SDRAM Bank #1 */
 #define PHYS_SDRAM_1_SIZE    0x04000000 /* 64 MB */

 #define PHYS_FLASH_1        0x00000000 /* Flash Bank #0 */

 #define CONFIG_SYS_FLASH_BASE    PHYS_FLASH_1

 /*-----------------------------------------------------------------------
  * FLASH and environment organization
  */

 #define CONFIG_SYS_FLASH_CFI
 #define CONFIG_FLASH_CFI_DRIVER
 #define CONFIG_FLASH_CFI_LEGACY
 #define CONFIG_SYS_FLASH_LEGACY_1Mx16
 #define CONFIG_FLASH_SHOW_PROGRESS    45

 #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS    1
 #define CONFIG_SYS_FLASH_BANKS_LIST     { CONFIG_SYS_FLASH_BASE }
 #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT    (128)

 #define CONFIG_ENV_ADDR            (CONFIG_SYS_FLASH_BASE + 0x070000)
 #define CONFIG_ENV_IS_IN_FLASH
 #define CONFIG_ENV_SIZE            0x10000
 /* allow to overwrite serial and ethaddr */
 #define CONFIG_ENV_OVERWRITE

 /*
  * Size of malloc() pool
  * BZIP2 / LZO / LZMA need a lot of RAM
  */
 #define CONFIG_SYS_MALLOC_LEN    (4 * 1024 * 1024)

 #define CONFIG_SYS_MONITOR_LEN    (448 * 1024)
 #define CONFIG_SYS_MONITOR_BASE    CONFIG_SYS_FLASH_BASE

 /*
  * NAND configuration
  */
 #ifdef CONFIG_CMD_NAND
 #define CONFIG_NAND_S3C2410
 #define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC
 #define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE    1
 #define CONFIG_SYS_NAND_BASE        0x4E000000
 #endif

 /*
  * File system
  */
 #define CONFIG_CMD_FAT
 #define CONFIG_CMD_EXT2
 #define CONFIG_CMD_UBI
 #define CONFIG_CMD_UBIFS
 #define CONFIG_CMD_MTDPARTS
 #define CONFIG_MTD_DEVICE
 #define CONFIG_MTD_PARTITIONS
 #define CONFIG_YAFFS2
 #define CONFIG_RBTREE

 /* additions for new relocation code, must be added to all boards */
 #define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE    PHYS_SDRAM_1
 #define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR    (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000 - \
                 GENERATED_GBL_DATA_SIZE)

 #define CONFIG_BOARD_EARLY_INIT_F

 #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

 board_init_r
     initr_env
         debug("start of initr_env \n");
         should_load_env()
             debug("start of should_load_env() \n");
             debug("end of should_load_env() \n");
         env_relocate
             debug("start of env_relocate(void) \n");
             debug("in of env_relocate_spec() \n");
             env_relocate_spec();
                 env_relocate_spec(void)        //此函数是未定义CONFIG_ENV_OFFSET_REDUND宏的函数
                     debug("start of env_relocate(void) \n");
                     debug("env_relocate_spec in  set_default_env\n");
                     set_default_env("!readenv() failed");
                     debug("end of env_relocate(void) \n");
             debug("end of env_relocate(void) \n");
         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：

 #if defined(CONFIG_SYS_MALLOC_F)
     top -= CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN;
     gd->malloc_base = top;
 #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：

 ENTRY(_main)

 /*
  * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0).
  * 初始化C运行环境并且调用 board_init_f(0) 函数
  */

  /*
   * 初始化栈地址
   */
 #if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)
     ldr    sp, =(CONFIG_SPL_STACK)
 #else
     /* Generic-asm-offsets.h (include\generated)
      * #define GENERATED_GBL_DATA_SIZE 192
      * JZ2440.h（include\config）
      * #define PHYS_SDRAM_1        0x30000000
      * #define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE    PHYS_SDRAM_1
      * #define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR    (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000 - GENERATED_GBL_DATA_SIZE)
      *
      * CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = 0x30000000 + 0x1000 - 192(0xc0) = 0x30000f40
      */
     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 */
 #endif    /* end defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)*/

 #if defined(CONFIG_CPU_V7M)    /* v7M forbids using SP as BIC destination */
     mov    r3, sp
     bic    r3, r3, #
     mov    sp, r3
 #else
     /* sp 的8字节对齐 */
     bic    sp, sp, #    /* 8-byte alignment for ABI compliance */
 #endif /* end defined(CONFIG_CPU_V7M) */

     /* 设置nand 启动 */
     bl nand_init_ll    /* 跳转到borad/samsung/jz2440/init.c 中执行 nand_init_ll 函数 */
     mov r0, #
     ldr r1, =(CONFIG_SYS_TEXT_BASE)    /*CONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x33f00000 程序的链接地址*/
     ldr r2, =0x80000                /* 程序大小 */
     bl copy_code_to_sdram            /* 拷贝代码到SDRAM */
     bl clear_bss                    /* 清除bss */

     ldr pc, =call_board_init_f            /* 执行第一阶段初始化 */

 call_board_init_f:
     mov    r0, sp                    /* r0 = sp */
     bl    board_init_f_mem        /*跳转到 board_init_f_mem 执行*/
     mov    sp, r0                    /* sp = 0x30000000*/

     mov    r0, #
     bl    board_init_f            /* 调用单板的初始化函数，跳转到 borad_init_f 处执行 */

 #if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD)

 /*
  * Set up intermediate environment (new sp and gd) and call
  * relocate_code(addr_moni). Trick here is that we'll return
  * 'here' but relocated.
  */
     /*
      * 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
      * 8字节对齐后，将r9设为新的GD地址( gd地址=bd地址-sizeof(gd_t))
      */
     ldr    sp, [r9, #GD_START_ADDR_SP]    /* sp = gd->start_addr_sp */

 #if defined(CONFIG_CPU_V7M)    /* v7M forbids using SP as BIC destination */
     mov    r3, sp
     bic    r3, r3, #
     mov    sp, r3
 #else
     bic    sp, sp, #    /* 8-byte alignment for ABI compliance */
 #endif /* defined(CONFIG_CPU_V7M) */

     ldr    r9, [r9, #GD_BD]        /* r9 = gd->bd */
     sub    r9, r9, #GD_SIZE        /* new GD is below bd */

     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*/
     ldr    r0, [r9, #GD_RELOC_OFF]        /* r0 = gd->reloc_off 取重定位地址偏移值 */
     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*/

 #if defined(CONFIG_CPU_V7M)
     orr    lr, #                /* As required by Thumb-only */
 #endif
 #if 0
     ldr    r0, [r9, #GD_RELOCADDR]        /* r0 = gd->relocaddr 传入参数为重定位地址 */
     b    relocate_code                /*跳到arch/arm/lib/relocate.S中执行*/
 #endif

 here:        /*返回后跳到sdram中运行    */
     /*
       * now relocate vectors
       */
     bl    relocate_vectors

     /* Set up final (full) environment */
     bl    c_runtime_cpu_setup    /* we still call old routine here */
 #endif /* ! defined(CONFIG_SPL_BUILD) */

 #if !defined(CONFIG_SPL_BUILD) || defined(CONFIG_SPL_FRAMEWORK)
 #ifdef CONFIG_SPL_BUILD
     /* Use a DRAM stack for the rest of SPL, if requested */
     bl    spl_relocate_stack_gd
     cmp    r0, #
     movne    sp, r0
 #endif /* end CONFIG_SPL_BULD */
     ldr    r0, =__bss_start    /* this is auto-relocated! */

 #ifdef CONFIG_USE_ARCH_MEMSET
     ldr    r3, =__bss_end        /* this is auto-relocated! */
     mov    r1, #0x00000000        /* prepare zero to clear BSS */

     subs    r2, r3, r0        /* r2 = memset len */
     bl    memset
 #else
     ldr    r1, =__bss_end        /* this is auto-relocated! */
     mov    r2, #0x00000000        /* prepare zero to clear BSS */

 clbss_l:cmp    r0, r1            /* while not at end of BSS */
 #if defined(CONFIG_CPU_V7M)
     itt    lo
 #endif

     strlo    r2, [r0]        /* clear 32-bit BSS word */
     addlo    r0, r0, #        /* move to next */
     blo    clbss_l
 #endif

 #if ! defined(CONFIG_SPL_BUILD)
     bl coloured_LED_init
     bl red_led_on
 #endif

     /* call board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr) */
     mov     r0, r9                  /* gd_t */
     ldr    r1, [r9, #GD_RELOCADDR]    /* dest_addr */
 /*    ldr    r1, =CONFIG_SYS_TEXT_BASE*/
     /* call board_init_r */
     ldr    pc, =board_init_r    /* this is auto-relocated! */

     /* we should not return here. */
 #endif

 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：

　　

 int env_init(void)
 {
     gd->env_addr    = (ulong)&default_environment[];　　/* 调用环境变量数组 */
     gd->env_valid    = ;　　　　　　　　　　　　　　　　　　/* 设置env标志有效位为1 */
     return ;
 }

　　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

 static int initr_env(void)
 {
     debug("start of initr_env \n");
     /* initialize environment */
     if (should_load_env())
         env_relocate();
     else
         set_default_env(NULL);

     /* Initialize from environment */
     load_addr = getenv_ulong("loadaddr", , load_addr);
     return ;
 }

　　这是在所有存储器初始化完成后执行的。

　　调用should_load_env：

 static int should_load_env(void)
 {
     return ;
 }

　　返回 1之后执行下一句 env_relocate。

　　

 void env_relocate(void)
 {
 #if defined(CONFIG_NEEDS_MANUAL_RELOC)
     env_reloc();
     env_htab.change_ok += gd->reloc_off;
 #endif
     if (gd->env_valid == ) {
 #if defined(CONFIG_ENV_IS_NOWHERE) || defined(CONFIG_SPL_BUILD)
         /* Environment not changable */
         debug("in of set_default_env \n");
         set_default_env(NULL);
 #else
         bootstage_error(BOOTSTAGE_ID_NET_CHECKSUM);
         set_default_env("!bad CRC");
 #endif
     } else {
         debug("in of env_relocate_spec() \n");
         env_relocate_spec();
     }
 }

　　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：

 void env_relocate_spec(void)
 {
 #if !defined(ENV_IS_EMBEDDED)
     int ret;
     ALLOC_CACHE_ALIGN_BUFFER(char, buf, CONFIG_ENV_SIZE);

     ret = readenv(CONFIG_ENV_OFFSET, (u_char *)buf);
     if (ret) {
         set_default_env("!readenv() failed");
         return;
     }

     env_import(buf, );
     debug("end 【nand】 of env_relocate_spec 2 \n");
 #endif /* ! ENV_IS_EMBEDDED */
 }

　　env_import 输出环境变量信息，至此已经结束。