uboot分析二

6.3? U-Boot的调试

新移植的U-Boot不能正常工作，这时就需要调试了。调试U-Boot离不开工具，只有理解U-Boot启动过程，才能正确地调试U-Boot源码。

6.3.1?硬件调试器

硬件电路板制作完成以后，这时上面还没有任何程序，就叫作裸板。首要的工作是把程序或者固件加载到裸板上，这就要通过硬件工具来完成。习惯上，这种硬件工具叫作仿真器。

仿真器可以通过处理器的JTAG等接口控制板子，直接把程序下载到目标板内存，或者进行Flash编程。如果板上的Flash是可以拔插的，就可以通过专用的Flash烧写器来完成。在第4章介绍过目标板跟主机之间的连接，其中JTAG等接口就是专门用来连接仿真器的。

仿真器还有一个重要的功能就是在线调试程序，这对于调试Bootloader和硬件测试程序很有用。

从最简单的JTAG电缆，到ICE仿真器，再到可以调试Linux内核的仿真器。

复杂的仿真器可以支持与计算机间的以太网或者USB接口通信。

对于U-Boot的调试，可以采用BDI2000。BDI2000完全可以反汇编地跟踪Flash中的程序，也可以进行源码级的调试。

使用BDI2000调试U-boot的方法如下。

（1）配置BDI2000和目标板初始化程序，连接目标板。

（2）添加U-Boot的调试编译选项，重新编译。

U-Boot的程序代码是位置相关的，调试的时候尽量在内存中调试，可以修改连接定位地址TEXT_BASE。TEXT_BASE在board/<board_name>/config.mk中定义。

另外，如果有复位向量也需要先从链接脚本中去掉。链接脚本是board/<board_name>/
u-boot.lds。

添加调试选项，在config.mk文件中查找，DBGFLAGS，加上-g选项。然后重新编译U-Boot。

（3）下载U-Boot到目标板内存。

通过BDI2000的下载命令LOAD，把程序加载到目标板内存中。然后跳转到U-Boot入口。

（4）启动GDB调试。

启动GDB调试，这里是交叉调试的GDB。GDB与BDI2000建立链接，然后就可以设置断点执行了。

?

$ arm-linux-gdb u-boot

(gdb)target remote 192.168.1.100:2001

(gdb)stepi

(gdb)b start_armboot

(gdb)c

6.3.2?软件跟踪

假如U-Boot没有任何串口打印信息，手头又没有硬件调试工具，那样怎么知道U-Boot执行到什么地方了呢？可以通过开发板上的LED指示灯判断。

开发板上最好设计安装八段数码管等LED，可以用来显示数字或者数字位。

U-Boot可以定义函数show_boot_progress (int status)，用来指示当前启动进度。在include/common.h头文件中声明这个函数。

?

#ifdef CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS

void??? show_boot_progress (int status);

#endif

?

CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS是需要定义的。这个在板子配置的头文件中定义。CSB226开发板对这项功能有完整实现，可以参考。在头文件include/configs/csb226.h中，有下列一行。

?

#define CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS?????? 1

?

函数show_boot_progress (int status)的实现跟开发板关系密切，所以一般在board目录下的文件中实现。看一下CSB226在board/csb226/csb226.c中的实现函数。

?

/**?设置CSB226板的0、1、2三个指示灯的开关状态

?* csb226_set_led: - switch LEDs on or off

?* @param led:?? LED to switch (0,1,2)

?* @param state: switch on (1) or off (0)

?*/

void csb226_set_led(int led,int state)

{

????? switch(led) {

???????????? case 0: if (state==1) {

????????????????????????????? GPCR0 |= CSB226_USER_LED0;

??????????????????? } else if (state==0) {

??????????????????????????? GPSR0 |= CSB226_USER_LED0;

??????????????????? }

??????????????????? break;

???????????? case 1: if (state==1) {

???? ?????????????????????????GPCR0 |= CSB226_USER_LED1;

??????????????????? } else if (state==0) {

????????????????????????????? GPSR0 |= CSB226_USER_LED1;

??????????????????? }

??????????????????? break;

???????????? case 2: if (state==1) {

????????????????? ????????????GPCR0 |= CSB226_USER_LED2;

????????????????? } else if (state==0) {

????????????????????????? GPSR0 |= CSB226_USER_LED2;

????????????????? }

????????????????? break;

????? }

????? return;

}

/**?显示启动进度函数，在比较重要的阶段，设置三个灯为亮的状态（1,5,15）*/

void show_boot_progress (int status)

{

????? switch(status) {

??????????? case? 1: csb226_set_led(0,1); break;

??????????? case? 5: csb226_set_led(1,1); break;

??????????? case 15: csb226_set_led(2,1); break;

????? }

????? return;

}

?

这样，在U-Boot启动过程中就可以通过show_boot_progresss指示执行进度。比如hang()函数是系统出错时调用的函数，这里需要根据特定的开发板给定显示的参数值。

?

void hang (void)

{

????? puts ("### ERROR ### Please RESET the board ###n");

#ifdef CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS

????? show_boot_progress(-30);

#endif

????? for (;;);

6.3.3? U-Boot启动过程

尽管有了调试跟踪手段，甚至也可以通过串口打印信息了，但是不一定能够判断出错原因。如果能够充分理解代码的启动流程，那么对准确地解决和分析问题很有帮助。

开发板上电后，执行U-Boot的第一条指令，然后顺序执行U-Boot启动函数。函数调用顺序如图6.3所示。

看一下board/smsk2410/u-boot.lds这个链接脚本，可以知道目标程序的各部分链接顺序。第一个要链接的是cpu/arm920t/start.o，那么U-Boot的入口指令一定位于这个程序中。下面详细分析一下程序跳转和函数的调用关系以及函数实现。

1．cpu/arm920t/start.S

这个汇编程序是U-Boot的入口程序，开头就是复位向量的代码。

图6.3? U-Boot启动代码流程图

?

_start: b?????? reset??????? //复位向量

?????? ldr?? pc,_undefined_instruction

?????? ldr?? pc,_software_interrupt

?????? ldr?? pc,_prefetch_abort

?????? ldr?? pc,_data_abort

?????? ldr?? pc,_not_used

?????? ldr?? pc,_irq??? ? //中断向量

?????? ldr?? pc,_fiq??? ? //中断向量

…

?/* the actual reset code ?*/

reset: ???????? //复位启动子程序

?????? /*?设置CPU为SVC32模式?*/

?????? mrs?? r0,cpsr

?????? bic?? r0,r0,#0x1f

?????? orr?? r0,#0xd3

?????? msr?? cpsr,r0

/*?关闭看门狗?*/

?

/*?这些初始化代码在系统重起的时候执行，运行时热复位从RAM中启动不执行?*/

#ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL

?????? bl??? cpu_init_crit

#endif

?

relocate:?????????????? ??????? /*?把U-Boot重新定位到RAM */

?????? adr?? r0,_start????? ??? /* r0是代码的当前位置?*/

?????? ldr?? r1,_TEXT_BASE????? /*?测试判断是从Flash启动，还是RAM */

?????? cmp???? r0,r1?????? ?? /*?比较r0和r1，调试的时候不要执行重定位?*/

?????? beq???? stack_setup??? /*?如果r0等于r1，跳过重定位代码?*/

?????? /*?准备重新定位代码?*/

?????? ldr?? r2,_armboot_start

?????? ldr?? r3,_bss_start

?????? sub?? r2,r3,r2????? ??? /* r2?得到armboot的大小?? */

?????? add?? r2,r2????? ??? /* r2?得到要复制代码的末尾地址?*/

copy_loop: /*?重新定位代码?*/

?????? ldmia r0!,{r3-r10}?? /*从源地址[r0]复制?*/

?????? stmia r1!,{r3-r10}?? /*?复制到目的地址[r1] */

?????? cmp?? r0,r2????????? /*?复制数据块直到源数据末尾地址[r2] */

?????? ble?? copy_loop

?

?????? /*?初始化堆栈等??? */

stack_setup:

?????? ldr?? r0,_TEXT_BASE????? ??? ??? /*?上面是128 KiB重定位的u-boot */

?????? sub?? r0,#CFG_MALLOC_LEN???? /*?向下是内存分配空间?*/

?????? sub?? r0,#CFG_GBL_DATA_SIZE /*?然后是bdinfo结构体地址空间? */

#ifdef CONFIG_USE_IRQ

?????? sub?? r0,#(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)

#endif

?????? sub?? sp,#12???? /*?为abort-stack预留3个字?*/

clear_bss:

?????? ldr?? r0,_bss_start????? /*?找到bss段起始地址?*/

?????? ldr?? r1,_bss_end??????? /* ?bss段末尾地址?? */

?????? mov ? r2,#0x00000000???? /*?清零?*/

clbss_l:str r2,[r0]??????? /* bss段地址空间清零循环...? */

?????? add?? r0,#4

?????? cmp?? r0,r1

?????? bne?? clbss_l

?????? /*?跳转到start_armboot函数入口，_start_armboot字保存函数入口指针?*/

?????? ldr?? pc,_start_armboot

_start_armboot: .word start_armboot???? //start_armboot函数在lib_arm/board.c中实现

/*?关键的初始化子程序?*/

cpu_init_crit:

……? //初始化CACHE，关闭MMU等操作指令

?????? /*?初始化RAM时钟。

???????*?因为内存时钟是依赖开发板硬件的，所以在board的相应目录下可以找到memsetup.S文件。

?????? */

?????? mov?? ip,lr

?????? bl??? memsetup????????//memsetup子程序在board/smdk2410/memsetup.S中实现

?????? mov?? lr,ip

?????? mov?? pc,lr

?

2．lib_arm/board.c

start_armboot是U-Boot执行的第一个C语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。

?

?

void start_armboot (void)

{

?????? DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;

?????? ulong size;

?????? init_fnc_t **init_fnc_ptr;

?????? char *s;

?????? /* Pointer is writable since we allocated a register for it */

?????? gd = (gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));

?????? /* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */

?????? __asm__ __volatile__("": : :"memory");

?????? memset ((void*)gd,sizeof (gd_t));

?????? gd->bd = (bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));

?????? memset (gd->bd,sizeof (bd_t));

?????? monitor_flash_len = _bss_start - _armboot_start;

?????? /*?顺序执行init_sequence数组中的初始化函数?*/

?????? for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {

????????????? if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {

????????????????????? hang ();

????????? ????}

?????? }

?????? /*配置可用的Flash */

?????? size = flash_init ();

?????? display_flash_config (size);

?????? /* _armboot_start?在u-boot.lds链接脚本中定义?*/

?????? mem_malloc_init (_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);

?????? /*?配置环境变量，重新定位?*/

?????? env_relocate ();

?????? /*?从环境变量中获取IP地址?*/

?????? gd->bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr ("ipaddr");

?????? /*?以太网接口MAC?地址?*/

?????? ……

?????? devices_init ();? ??? /*?获取列表中的设备?*/

?????? jumptable_init ();

?????? console_init_r (); ?? /*?完整地初始化控制台设备?*/

?????? enable_interrupts (); /*?使能例外处理?*/

?????? /*?通过环境变量初始化?*/

?????? if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {

?????????????? load_addr = simple_strtoul (s,NULL,16);

?????? }

?????? /* main_loop()总是试图自动启动，循环不断执行?*/

?????? for (;;) {

???????????????main_loop (); ???? /*?主循环函数处理执行用户命令?-- common/main.c */

?????? }

?????? /* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */

}

?

3．init_sequence[]

init_sequence[]数组保存着基本的初始化函数指针。这些函数名称和实现的程序文件在下列注释中。

?

init_fnc_t *init_sequence[] = {

?????? cpu_init,???? ??? ??? /*?基本的处理器相关配置?-- cpu/arm920t/cpu.c */

?????? board_init,???????????/*?基本的板级相关配置?-- board/smdk2410/smdk2410.c */

?????? interrupt_init,?? ????/*?初始化例外处理?-- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */

?????? env_init,???? ??? ??? /*?初始化环境变量?-- common/cmd_flash.c */

?????? init_baudrate,??? ??? /*?初始化波特率设置?-- lib_arm/board.c */

?????? serial_init,????? ????/*?串口通讯设置?-- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */

?????? console_init_f,?? ??? /*?控制台初始化阶段1 -- common/console.c */

?????? display_banner,?? ??? /*?打印u-boot信息?-- lib_arm/board.c */

?????? dram_init,??????? ??? /*?配置可用的RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */

?????? display_dram_config,?/*?显示RAM的配置大小?-- lib_arm/board.c */

?????? NULL,

};

6.3.4? U-Boot与内核的关系

U-Boot作为Bootloader，具备多种引导内核启动的方式。常用的go和bootm命令可以直接引导内核映像启动。U-Boot与内核的关系主要是内核启动过程中参数的传递。

1．go命令的实现

?

/* common/cmd_boot.c? */

int do_go (cmd_tbl_t *cmdtp,int flag,int argc,char *argv[])

{

?????? ulong addr,rc;

?????? int???? rcode = 0;

?????? if (argc < 2) {

????????????? printf ("Usage:n%sn",cmdtp->usage);

????????????? return 1;

?????? }

?????? addr = simple_strtoul(argv[1],16);

?????? printf ("## Starting application at 0x%08lX ...n",addr);

?????? /*

??????? * pass address parameter as argv[0] (aka command name),

??????? * and all remaining args

??????? */

?????? rc = ((ulong (*)(int,char *[]))addr) (--argc,&argv[1]);

?????? if (rc != 0) rcode = 1;

?

?????? printf ("## Application terminated,rc = 0x%lXn",rc);

?????? return rcode;

}

?

go命令调用do_go()函数，跳转到某个地址执行的。如果在这个地址准备好了自引导的内核映像，就可以启动了。尽管go命令可以带变参，实际使用时一般不用来传递参数。

2．bootm命令的实现

?

/* common/cmd_bootm.c */

int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp,char *argv[])

{

?????? ulong iflag;

?????? ulong addr;

?????? ulong data,len,checksum;

?????? ulong? *len_ptr;

?????? uint? unc_len = 0x400000;

?????? int?? i,verify;

?????? char? *name,*s;

?????? int?? (*appl)(int,char *[]);

?????? image_header_t *hdr = &header;

?

?????? s = getenv ("verify");

?????? verify = (s && (*s == 'n')) ? 0 : 1;

?????? if (argc < 2) {

????????????? addr = load_addr;

?????? } else {

????????????? addr = simple_strtoul(argv[1],16);

?????? }

?????? SHOW_BOOT_PROGRESS (1);

?????? printf ("## Booting image at %08lx ...n",addr);

?????? /* Copy header so we can blank CRC field for re-calculation */

?????? memmove (&header,(char *)addr,sizeof(image_header_t));

?????? if (ntohl(hdr->ih_magic) != IH_MAGIC)

????? ?{

????????????? puts ("Bad Magic Numbern");

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-1);

????????????? return 1;

?????? }

?????? SHOW_BOOT_PROGRESS (2);

?????? data = (ulong)&header;

?????? len? = sizeof(image_header_t);

?

?????? checksum = ntohl(hdr->ih_hcrc);

?????? hdr->ih_hcrc = 0;

?

?????? if(crc32 (0,(char *)data,len) != checksum) {

????????????? puts ("Bad Header Checksumn");

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-2);

????????????? return 1;

?????? }

?????? SHOW_BOOT_PROGRESS (3);

?????? /* for multi-file images we need the data part,too */

?????? print_image_hdr ((image_header_t *)addr);

?????? data = addr + sizeof(image_header_t);

?????? len? = ntohl(hdr->ih_size);

?????? if(verify) {

????????????? puts ("?? Verifying Checksum ... ");

????????????? if(crc32 (0,len) != ntohl(hdr->ih_dcrc)) {

???????????????????? printf ("Bad Data CRCn");

???????????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-3);

???????????????????? return 1;

????????????? }

????????????? puts ("OKn");

?????? }

?????? SHOW_BOOT_PROGRESS (4);

?????? len_ptr = (ulong *)data;

……

?????? switch (hdr->ih_os) {

?????? default:????????????? ? /* handled by (original) Linux case */

?????? case IH_OS_LINUX:

???????????? do_bootm_linux? (cmdtp,flag,argc,argv,

?????????????????????????addr,len_ptr,verify);

???????????? break;

?????? ……

}

?

bootm命令调用do_bootm函数。这个函数专门用来引导各种操作系统映像，可以支持引导Linux、vxWorks、QNX等操作系统。引导Linux的时候，调用do_bootm_linux()函数。

3．do_bootm_linux函数的实现

?

/* lib_arm/armlinux.c */

void do_bootm_linux (cmd_tbl_t *cmdtp,char *argv[],

?????????????????? ulong addr,ulong *len_ptr,int verify)

{

?????? DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;

?????? ulong len = 0,checksum;

?????? ulong initrd_start,initrd_end;

?????? ulong data;

?????? void (*theKernel)(int zero,int arch,uint params);

?????? image_header_t *hdr = &header;

?????? bd_t *bd = gd->bd;

#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG

?????? char *commandline = getenv ("bootargs");

#endif

?????? theKernel = (void (*)(int,int,uint))ntohl(hdr->ih_ep);

?????? /* Check if there is an initrd image */

?????? if(argc >= 3) {

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (9);

????????????? addr = simple_strtoul (argv[2],16);

????????????? printf ("## Loading Ramdisk Image at %08lx ...n",addr);

????????????? /* Copy header so we can blank CRC field for re-calculation */

????????????? memcpy (&header,(char *) addr,sizeof (image_header_t));

????????????? if (ntohl (hdr->ih_magic) != IH_MAGIC) {

????????????????????? printf ("Bad Magic Numbern");

????????????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-10);

????????????????????? do_reset (cmdtp,argv);

????????????? }

????????????? data = (ulong) & header;

????????????? len = sizeof (image_header_t);

????????????? checksum = ntohl (hdr->ih_hcrc);

????????????? hdr->ih_hcrc = 0;

????????????? if(crc32 (0,(char *) data,len) != checksum) {

???????????????????? printf ("Bad Header Checksumn");

???????????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-11);

???????????????????? do_reset (cmdtp,argv);

????????????? }

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (10);

????????????? print_image_hdr (hdr);

????????????? data = addr + sizeof (image_header_t);

????????????? len = ntohl (hdr->ih_size);

????????????? if(verify) {

???????????????????? ulong csum = 0;

???????????????????? printf ("?? Verifying Checksum ... ");

???????????????????? csum = crc32 (0,len);

???????????????????? if (csum != ntohl (hdr->ih_dcrc)) {

??????????????????????????? printf ("Bad Data CRCn");

??????????????????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-12);

??????????????????????????? do_reset (cmdtp,argv);

???????????????????? }

???????????????????? printf ("OKn");

????????????? }

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (11);

????????????? if ((hdr->ih_os != IH_OS_LINUX) ||

???????????????????? (hdr->ih_arch != IH_CPU_ARM) ||

???????????????????? (hdr->ih_type != IH_TYPE_RAMDISK)) {

???????????????????? printf ("No Linux ARM Ramdisk Imagen");

???????????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (-13);

???????????????????? do_reset (cmdtp,argv);

????????????? }

????????????? /* Now check if we have a multifile image */

?????? } else if ((hdr->ih_type == IH_TYPE_MULTI) && (len_ptr[1])) {

?????????????? ulong tail = ntohl (len_ptr[0]) % 4;

?????????????? int i;

?????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (13);

?????????????? /* skip kernel length and terminator */

??????? ???????data = (ulong) (&len_ptr[2]);

?????????????? /* skip any additional image length fields */

?????????????? for (i = 1; len_ptr[i]; ++i)

?????????????????????? data += 4;

????????????? /* add kernel length,and align */

????????????? data += ntohl (len_ptr[0]);

????????????? if (tail) {

?????????????????????? data += 4 - tail;

????????????? }

????????????? len = ntohl (len_ptr[1]);

?????? } else {

?????????????? /* no initrd image */

????????????? SHOW_BOOT_PROGRESS (14);

????????????? len = data = 0;

?????? }

?????? if (data) {

?????????????? initrd_start = data;

?????????????? initrd_end = initrd_start + len;

?????? } else {

?????????????? initrd_start = 0;

?????????????? initrd_end = 0;

?????? }

?????? SHOW_BOOT_PROGRESS (15);

?????? debug ("## Transferring control to Linux (at address %08lx) ...n",

?????????????? (ulong) theKernel);

#if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) ||

????? defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) ||

????? defined (CONFIG_INITRD_TAG) ||

????? defined (CONFIG_SERIAL_TAG) ||

????? defined (CONFIG_REVISION_TAG) ||

????? defined (CONFIG_LCD) ||

????? defined (CONFIG_VFD)

????? setup_start_tag (bd);

#ifdef CONFIG_SERIAL_TAG

????? setup_serial_tag (&params);

#endif

#ifdef CONFIG_REVISION_TAG

????? setup_revision_tag (&params);

#endif

#ifdef CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS

????? setup_memory_tags (bd);

#endif

#ifdef CONFIG_CMDLINE_TAG

????? setup_commandline_tag (bd,commandline);

#endif

#ifdef CONFIG_INITRD_TAG

????? if (initrd_start && initrd_end)

?????????????? setup_initrd_tag (bd,initrd_start,initrd_end);

#endif

????? setup_end_tag (bd);

#endif

????? /* we assume that the kernel is in place */

????? printf ("nStarting kernel ...nn");

????? cleanup_before_linux ();

?

????? theKernel (0,bd->bi_arch_number,bd->bi_boot_params);

}

?

do_bootm_linux()函数是专门引导Linux映像的函数，它还可以处理ramdisk文件系统的映像。这里引导的内核映像和ramdisk映像，必须是U-Boot格式的。U-Boot格式的映像可以通过mkimage工具来转换，其中包含了U-Boot可以识别的符号。

6.4??使用U-Boot

U-Boot是“Monitor”。除了Bootloader的系统引导功能，它还有用户命令接口，提供了一些复杂的调试、读写内存、烧写Flash、配置环境变量等功能。掌握U-Boot的使用，将极大地方便嵌入式系统的开发。

6.4.1?烧写U-Boot到Flash

新开发的电路板没有任何程序可以执行，也就不能启动，需要先将U-Boot烧写到Flash中。

如果主板上的EPROM或者Flash能够取下来，就可以通过编程器烧写。例如：计算机BIOS就存储在一块256KB的Flash上，通过插座与主板连接。

但是多数嵌入式单板使用贴片的Flash，不能取下来烧写。这种情况可以通过处理器的调试接口，直接对板上的Flash编程。

处理器调试接口是为处理器芯片设计的标准调试接口，包含BDM、JTAG和EJTAG 3种接口标准。JTAG接口在第4章已经介绍过；BDM（Background Debug Mode）主要应用在PowerPC8xx系列处理器上；EJTAG主要应用在MIPS处理器上。这3种硬件接口标准定义有所不同，但是功能基本相同，下面都统称为JTAG接口。

JTAG接口需要专用的硬件工具来连接。无论从功能、性能角度，还是从价格角度，这些工具都有很大差异。关于这些工具的选择，将在第6.4.1节详细介绍。

最简单方式就是通过JTAG电缆，转接到计算机并口连接。这需要在主机端开发烧写程序，还需要有并口设备驱动程序。开发板上电或者复位的时候，烧写程序探测到处理器并且开始通信，然后把Bootloader下载并烧写到Flash中。这种方式速率很慢，可是价格非常便宜。一般来说，平均每秒钟可以烧写100～200个字节。

烧写完成后，复位实验板，串口终端应该显示U-Boot的启动信息。

6.4.2? U-Boot的常用命令

U-Boot上电启动后，敲任意键可以退出自动启动状态，进入命令行。

?

U-Boot 1.1.2 (Apr 26 2005 - 12:27:13)

U-Boot code: 11080000 -> 1109614C? BSS: -> 1109A91C

RAM Configuration:

Bank #0: 10000000 32 MB

Micron StrataFlash MT28F128J3 device initialized

Flash: 32 MB

In:??? serial

Out:?? serial

Err:?? serial

Hit any key to stop autoboot:? 0

U-Boot>

?

在命令行提示符下，可以输入U-Boot的命令并执行。U-Boot可以支持几十个常用命令，通过这些命令，可以对开发板进行调试，可以引导Linux内核，还可以擦写Flash完成系统部署等功能。掌握这些命令的使用，才能够顺利地进行嵌入式系统的开发。

输入help命令，可以得到当前U-Boot的所有命令列表。每一条命令后面是简单的命令说明。

?

=> help

??????? - alias for 'help'

autoscr - run script from memory

base??? - print or set address offset

bdinfo? - print Board Info structure

boot??? - boot default,i.e.,run 'bootcmd'

bootd?? - boot default,run 'bootcmd'

bootm?? - boot application image from memory

bootp?? - boot image via network using BootP/TFTP protocol

cmp???? - memory compare

coninfo? - print console devices and information

cp????? - memory copy

crc32?? - checksum calculation

dhcp??? - invoke DHCP client to obtain IP/boot params

echo??? - echo args to console

erase?? - erase FLASH memory

flinfo? - print FLASH memory information

go????? - start application at address 'addr'

help??? - print online help

iminfo? - print header information for application image

imls??? - list all images found in flash

itest?? ?- return true/false on integer compare

loadb?? - load binary file over serial line (kermit mode)

loads?? - load S-Record file over serial line

loop?? - infinite loop on address range

md??? - memory display

mm??? - memory modify (auto-incrementing)

mtest?? - simple RAM test

mw????? - memory write (fill)

nfs???? - boot image via network using NFS protocol

nm????? - memory modify (constant address)

printenv - print environment variables

protect - enable or disable FLASH write protection

rarpboot - boot image via network using RARP/TFTP protocol

reset?? - Perform RESET of the CPU

run???? - run commands in an environment variable

saveenv - save environment variables to persistent storage

setenv? - set environment variables

sleep?? - delay execution for some time

tftpboot - boot image via network using TFTP protocol

version - print monitor version

=>

?

U-Boot还提供了更加详细的命令帮助，通过help命令还可以查看每个命令的参数说明。由于开发过程的需要，有必要先把U-Boot命令的用法弄清楚。接下来，根据每一条命令的帮助信息，解释一下这些命令的功能和参数。

?

=> help bootm

bootm [addr [arg ...]]

??? - boot application image stored in memory

????????? passing arguments 'arg ...'; when booting a Linux kernel,

??? ??????'arg' can be the address of an initrd image

?

bootm命令可以引导启动存储在内存中的程序映像。这些内存包括RAM和可以永久保存的Flash。

第1个参数addr是程序映像的地址，这个程序映像必须转换成U-Boot的格式。

第2个参数对于引导Linux内核有用，通常作为U-Boot格式的RAMDISK映像存储地址；也可以是传递给Linux内核的参数（缺省情况下传递bootargs环境变量给内核）。

?

=> help bootp

bootp [loadAddress] [bootfilename]

bootp命令通过bootp请求，要求DHCP服务器分配IP地址，然后通过TFTP协议下载指定的文件到内存。

第1个参数是下载文件存放的内存地址。

第2个参数是要下载的文件名称，这个文件应该在开发主机上准备好。

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=> help cmp

cmp [.b,.w,.l] addr1 addr2 count

???? - compare memory

?

cmp命令可以比较2块内存中的内容。.b以字节为单位；.w以字为单位；.l以长字为单位。注意：cmp.b中间不能保留空格，需要连续敲入命令。

第1个参数addr1是第一块内存的起始地址。

第2个参数addr2是第二块内存的起始地址。

第3个参数count是要比较的数目，单位按照字节、字或者长字。

?

=> help cp

cp [.b,.l] source target count

?????? - copy memory

?

cp命令可以在内存中复制数据块，包括对Flash的读写操作。

第1个参数source是要复制的数据块起始地址。

第2个参数target是数据块要复制到的地址。这个地址如果在Flash中，那么会直接调用写Flash的函数操作。所以U-Boot写Flash就使用这个命令，当然需要先把对应Flash区域擦干净。

第3个参数count是要复制的数目，根据cp.b cp.w cp.l分别以字节、字、长字为单位。

?

=> help crc32

crc32 address count [addr]

???? - compute CRC32 checksum [save at addr]??

?

crc32命令可以计算存储数据的校验和。

第1个参数address是需要校验的数据起始地址。

第2个参数count是要校验的数据字节数。

第3个参数addr用来指定保存结果的地址。

?

=> help echo

echo [args..]

????? - echo args to console; c suppresses newline

?

echo命令回显参数。

?

=> help erase

erase start end

????? - erase FLASH from addr 'start' to addr 'end'

erase N:SF[-SL]

????? - erase sectors SF-SL in FLASH bank # N

erase bank N

????? - erase FLASH bank # N

erase all

????? - erase all FLASH banks

?

erase命令可以擦Flash。

参数必须指定Flash擦除的范围。

按照起始地址和结束地址，start必须是擦除块的起始地址；end必须是擦除末尾块的结束地址。这种方式最常用。举例说明：擦除0x20000 – 0x3ffff区域命令为erase 20000 3ffff。

按照组和扇区，N表示Flash的组号，SF表示擦除起始扇区号，SL表示擦除结束扇区号。另外，还可以擦除整个组，擦除组号为N的整个Flash组。擦除全部Flash只要给出一个all的参数即可。

?

=> help flinfo

flinfo

?????? - print information for all FLASH memory banks

flinfo N

?????? - print information for FLASH memory bank # N

?

flinfo命令打印全部Flash组的信息，也可以只打印其中某个组。一般嵌入式系统的Flash只有一个组。

?

=> help go

go addr [arg ...]

????? - start application at address 'addr'

????????passing 'arg' as arguments

?

go命令可以执行应用程序。

第1个参数是要执行程序的入口地址。

第2个可选参数是传递给程序的参数，可以不用。

?

=> help iminfo

iminfo addr [addr ...]

????? - print header information for application image starting at

???????? address 'addr' in memory; this includes verification of the

???????? image contents (magic number,header and payload checksums)

?

iminfo可以打印程序映像的开头信息，包含了映像内容的校验（序列号、头和校验和）。

第1个参数指定映像的起始地址。

可选的参数是指定更多的映像地址。

?

=> help loadb

loadb [ off ] [ baud ]

???? - load binary file over serial line with offset 'off' and baudrate 'baud'

?

loadb命令可以通过串口线下载二进制格式文件。

?

=> help loads

loads [ off ]

??? - load S-Record file over serial line with offset 'off'

?

loads命令可以通过串口线下载S-Record格式文件。

?

=> help mw

mw [.b,.l] address value [count]

???? - write memory

?

mw命令可以按照字节、字、长字写内存，.b .w .l的用法与cp命令相同。

第1个参数address是要写的内存地址。

第2个参数value是要写的值。

第3个可选参数count是要写单位值的数目。

?

=> help nfs

nfs [loadAddress] [host ip addr:bootfilename]

?

nfs命令可以使用NFS网络协议通过网络启动映像。

?

=> help nm

nm [.b,.l] address

???? - memory modify,read and keep address

?

nm命令可以修改内存，可以按照字节、字、长字操作。

参数address是要读出并且修改的内存地址。

?

=> help printenv

printenv

????? - print values of all environment variables

printenv name ...

????? - print value of environment variable 'name'

?

printenv命令打印环境变量。

可以打印全部环境变量，也可以只打印参数中列出的环境变量。

?

=> help protect

protect on? start end

????? - protect Flash from addr 'start' to addr 'end'

protect on? N:SF[-SL]

????? - protect sectors SF-SL in Flash bank # N

protect on? bank N

???? ?- protect Flash bank # N

protect on? all

????? - protect all Flash banks

protect off start end

??????- make Flash from addr 'start' to addr 'end' writable

protect off N:SF[-SL]

?????- make sectors SF-SL writable in Flash bank # N

protect off bank N

?????- make Flash bank # N writable

protect off all

?????- make all Flash banks writable

?

protect命令是对Flash写保护的操作，可以使能和解除写保护。

第1个参数on代表使能写保护；off代表解除写保护。

第2、3参数是指定Flash写保护操作范围，跟擦除的方式相同。

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=> help rarpboot

rarpboot [loadAddress] [bootfilename]

?

rarboot命令可以使用TFTP协议通过网络启动映像。也就是把指定的文件下载到指定地址，然后执行。

第1个参数是映像文件下载到的内存地址。

第2个参数是要下载执行的映像文件。

?

=> help run

run var [...]

????? - run the commands in the environment variable(s) 'var'

?

run命令可以执行环境变量中的命令，后面参数可以跟几个环境变量名。

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=> help setenv

setenv name value ...

????? - set environment variable 'name' to 'value ...'

setenv name

????? - delete environment variable 'name'

?

setenv命令可以设置环境变量。

第1个参数是环境变量的名称。

第2个参数是要设置的值，如果没有第2个参数，表示删除这个环境变量。

?

?

=> help sleep

sleep N

????? - delay execution for N seconds (N is _decimal_ !!!)

?

sleep命令可以延迟N秒钟执行，N为十进制数。

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=> help tftpboot

tftpboot [loadAddress] [bootfilename]

?

tftpboot命令可以使用TFTP协议通过网络下载文件。按照二进制文件格式下载。另外使用这个命令，必须配置好相关的环境变量。例如serverip和ipaddr。

第1个参数loadAddress是下载到的内存地址。

第2个参数是要下载的文件名称，必须放在TFTP服务器相应的目录下。

这些U-Boot命令为嵌入式系统提供了丰富的开发和调试功能。在Linux内核启动和调试过程中，都可以用到U-Boot的命令。但是一般情况下，不需要使用全部命令。比如已经支持以太网接口，可以通过tftpboot命令来下载文件，那么还有必要使用串口下载的loadb吗？反过来，如果开发板需要特殊的调试功能，也可以添加新的命令。

在建立交叉开发环境和调试Linux内核等章节时，在ARM平台上移植了U-Boot，并且提供了具体U-Boot的操作步骤。

6.4.3? U-Boot的环境变量

有点类似Shell，U-Boot也使用环境变量。可以通过printenv命令查看环境变量的设置。

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U-Boot> printenv

bootdelay=3

baudrate=115200

netmask=255.255.0.0

ethaddr=12:34:56:78:90:ab

bootfile=uImage

bootargs=console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw initrd=0x30800000,8M

bootcmd=tftp 0x30008000 zImage;go 0x30008000

serverip=192.168.1.1

ipaddr=192.168.1.100

stdin=serial

stdout=serial

stderr=serial

?

Environment size: 337/131068 bytes

U-Boot>

?

表6.5是常用环境变量的含义解释。通过printenv命令可以打印出这些变量的值。

表6.5????????????????????????????????????????????????? U-Boot环境变量的解释说明

环?境?变?量	解?释?说?明
bootdelay	定义执行自动启动的等候秒数
baudrate	定义串口控制台的波特率
netmask	定义以太网接口的掩码
ethaddr	定义以太网接口的MAC地址
bootfile	定义缺省的下载文件
bootargs	定义传递给Linux内核的命令行参数
bootcmd	定义自动启动时执行的几条命令
serverip	定义tftp服务器端的IP地址
ipaddr	定义本地的IP地址
stdin	定义标准输入设备，一般是串口
stdout	定义标准输出设备，一般是串口
stderr	定义标准出错信息输出设备，一般是串口

?

U-Boot的环境变量都可以有缺省值，也可以修改并且保存在参数区。U-Boot的参数区一般有EEPROM和Flash两种设备。

环境变量的设置命令为setenv，在6.2.2节有命令的解释。

举例说明环境变量的使用。

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=>setenv serverip? 192.168.1.1

=>setenv ipaddr? 192.168.1.100

=>setenv rootpath??"/usr/local/arm/3.3.2/rootfs"

=>setenv bootargs ?"root=/dev/nfs rw nfsroot=$(serverip):$(rootpath) ip=
$(ipaddr)?"

=>setenv kernel_addr 30000000

=>setenv nfscmd ?"tftp $(kernel_addr) uImage; bootm $(kernel_addr)?"

=>run nfscmd

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上面定义的环境变量有serverip ipaddr rootpath bootargs kernel_addr。环境变量bootargs中还使用了环境变量，bootargs定义命令行参数，通过bootm命令传递给内核。环境变量nfscmd中也使用了环境变量，功能是把uImage下载到指定的地址并且引导起来。可以通过run命令执行nfscmd脚本。