【嵌入式】从零开始移植U-boot到mini2440（一）——U-boot编译篇

U-boot版本：2020/5/2
编译环境：Ubuntu 16.04
arm-none-eabi-gcc version 4.9.3 20150529 (prerelease) (15:4.9.3+svn231177-1)
运行环境：mini2440（s3c2440，arm920t）
代码仓库：[e-mail]:JingyeLi/u-boot_2440.git
commit hash：45516b370859b022b9bf2c9fb87318b1fa2d34a3

GitHub上下载最新的u-boot

[e-mail]:u-boot/u-boot.git
实际上最新的u-boot（好像是从2017年开始），已经删除了对s3c系列的支持，虽然说基于新版本移植更加吃力，但是从一个芯片BSP开发的角度，这样更接近于将U-boot移植到一颗新芯片上，更有实践价值。

从Makefile下手

1. 使用crosscompile
   Makefile中有一处地方可以设置gcc，这里我们使用arm公版的cross compile，可以从arm官网下载得到。

diff --git a/Makefile b/Makefile
index 6bb9cf5..ceaad9a 100644
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
@@ -259,8 +259,10 @@ export     HOSTARCH HOSTOS
 #########################################################################
 
 # set default to nothing for native builds
-ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
-CROSS_COMPILE ?=
+$(warning "HOSTARCH $(HOSTARCH), ARCH $(ARCH)")
+ifneq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
+CROSS_COMPILE ?= arm-none-eabi-
+$(warning "CROSS_COMPILE $(CROSS_COMPILE)")
 endif 

2. 跳过gcc版本检查
   不知道为什么，Makefile中有一个对gcc版本的检查，我已经用的是最新的arm-gcc，依然不过

diff --git a/arch/arm/config.mk b/arch/arm/config.mk
index f256031..0be83d2 100644
--- a/arch/arm/config.mk
+++ b/arch/arm/config.mk
@@ -63,11 +63,11 @@ archprepare: checkgcc6
 endif
 
 checkgcc6:
-       @if test "$(call cc-name)" = "gcc" -a \
-                       "$(call cc-version)" -lt "0600"; then \
-               echo '*** Your GCC is older than 6.0 and is not supported'; \
-               false; \
-       fi
+#      @if test "$(call cc-name)" = "gcc" -a \
+#                      "$(call cc-version)" -lt "0600"; then \
+#              echo '*** Your GCC is older than 6.0 and is not supported'; \
+#              false; \
+#      fi

为U-boot提供BSP

对于一个新版子来说，U-boot需要我们提供和芯片或者开发板相关的底层代码，这些代码一般就把它称为BSP。

1. 芯片Boot up的代码（arch/arm/cpu/arm920t）（arch/arm/include/asm/arch-s3c24x0/）
   这部分是U-boot最开始load在SRAM里面的，包括一些寄存器，中断开关，看门狗等芯片最基本的设置，以及把真正把U-boot搬运到内存中的实现。

2. 开发板支持包（board/samsung/mini2440/）
   这部分涉及到开发板上除了Soc之外的硬件支持代码，是一些外设的配置，包括设置板载RAM。

3. 设备树（如果CONFIG_OF_CONTROL=n可以不需要，可参考doc/README.fdt-control）
   阐述SOC的外设配置及对应寄存器（arch/arm/dts/s3c2440.dts）

设置配置文件

在U-boot编译前，会读取输出目录中的”.config”文件，类似于Linux kernel，同时也有make_menuconfig。但是这样子调整参数或者做裁剪的时候不方便，于是又提供了可以针对某个具体硬件的configuration文件。
可以看到在Makefile中相关的编译项：

%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
        $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

跳转到scripts/kconfig下的Makefile：

%_defconfig: $(obj)/conf
        $(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
# Added for U-Boot (backward compatibility)
%_config: %_defconfig
        @:

所以我们可以在代码目录下configs里面创建自己的configuration文件。
这里我的策略是，找一个最类似的SOC进行参考，所有的选项能不开就不开，第一步的目标是先让U-boot可以跑起来并通过串口打印。
在arch/arm/arm920t里面翻了一下，选择了imx，参考它的imx6ul_isiot_nand_defconfig。
这里我提供一些必要的配置，及说明。（注意：有些属于自定义宏，需要同时在Kconfig里面增加这些选项，否则不会自动写入.config）

#在初始化的很多地方都用到，arm同时提供了一个common的lib，所以这个宏很重要
CONFIG_ARM=y
#某些driver会用到
CONFIG_CPU_ARM920T=y
#在arm920t的bringup代码中S3C24x0区别的部分
CONFIG_S3C24X0=y
#S3C2440与S3C24x0区别的部分（时钟等）
CONFIG_S3C2440=y
#S3C2440的GPIO驱动部分暂时可以不用
CONFIG_S3C2440_GPIO=n
#定义target，虽然代码里没有对mini2440特殊初始化的地方，但不定义的话，default target会使编译出错
CONFIG_TARGET_MINI2440=y
#u-boot relocate的TEXT BASE
CONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x000
#这里的env指的是U-boot引导前未进入系统时的env，具体作用还未深究
CONFIG_ENV_SIZE=0x10000
CONFIG_ENV_OFFSET=0x3FC000
CONFIG_ENV_SECT_SIZE=0x4000
#DRAM BANK数量，应根据板子上的实际情况而定
CONFIG_NR_DRAM_BANKS=1
#这个MALLOC POOL size指的是在relocate前用于初始化的malloc pool size
CONFIG_SYS_MALLOC_F=y
CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN=0x2000
#U-boot SPL，可以不适用
CONFIG_SPL=n
CONFIG_SPL_BUILD=n
#IDENT字符串，照抄的……
CONFIG_IDENT_STRING="for MINI2440"
#暂时还没研究
CONFIG_SILENT_CONSOLE=y
#当为y的时候会include s3c2440的pin脚，相当于一个mutex
CONFIG_CONSOLE_MUX=y
#console 前缀
CONFIG_SYS_PROMPT="MINI2440 # "
#定义errno具体的error string
CONFIG_ERRNO_STR=y
#现在的u-boot引入Linux类似的device tree，mini2440我们暂时可以不需要
CONFIG_OF_CONTROL=n
#一些板子特定的设定，mini2440似乎并不要
CONFIG_OF_BOARD_SETUP=n

移植serial 驱动

可以先从老的u-boot里s3c24x0的串口驱动复制过来，先把编译通过了再针对性修改。

在做完以上步骤后，就可以编译出uboot.bin，但是代码大多是复用老的u-boot版本针对smdk2410的代码，所以大概率是跑不起来的，这也是为什么我没有做太多的代码说明。因为框架大体上已经写好了，接下来我打算是在这个代码的基础上，逐步修改，让板子跑起来。