U-Boot使用和移植

U-Boot常用命令

基本命令

  1. bdinfo：查看板子信息；

  2. printenv：打印环境变量；

  3. version：查看uboot版本信息；

  4. 设置启动参数：

    setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw' saveenv

注释：
console=ttymxc0,115200           控制台参数
root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw  文件系统指定为mmc1的第二个分区  可读可写属性

内存操作命令

  • md命令：以[.b, .w, .l]为单位读取指定地址address处的 [# of objects]个数据出来

    格式：md[.b, .w, .l] address [# of objects]
注释：.b .w .l ：1字节 ，2字节，4字节
eg：读取0x80000000开始地址 0x20个字节大小的数据
md.b 80000000 20

  • nm命令：修改指定地址的内存值，地址不会自增

    格式：nm [.b, .w, .l] address
eg：修改80000000处的数据，为12345678 按q退出
nm.l 80000000
80000000: ffffffff ? 12345678
80000000: 12345678 ? q

  • mm命令：修改指定地址的内存值，地址自增

    ../../_images/image-20200524194419793.png

  • mw命令：mw用于使一个指定的数据填充段内存

    格式：mw [.b, .w, .l] address value [count]

    比如使用 .l格式将以 格式将以 格式将以 0X80000000为起始地址的 为起始地址的 0x10个 内存块 (0x10 * 4=64字节 )填充为 填充为 0X0A0A0A0A

    ../../_images/image-20200524194630532.png

  • cp命令：是数据拷贝命令，用于将 将 DRAM中的数据从一段内存拷贝到另一段内存处，或者把 Nor Flash中的数据拷贝到DRAM中。

    cp [.b, .w, .l] source target count
source：源地址
target：目标地址
count：拷贝个数
eg：从0x80000000处拷贝0x10个块(这里使用的.l，每个块就是4个字节) 到0x80000100处
cp.l 80000000 80000100 10

  • cmp命令：是比较命令，用于两段内存的数据否相等

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

    ../../_images/image-20200524201649272.png

网络命令

uboot支持大量网络命令如：nfs 、tftp、ping、tftpboot等；

  • dhcp命令：从路由器自动获取ip地址；

  • nfs命令：

    格式：nfs [loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]
eg:从nfs目录下载zImage到RAM的0x80800000地址
nfs 80800000 192.168.1.250:/home/book/nfs_rootfs/zImage

  • tftp命令

    格式：tftpboot [loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]
eg：从ubuntu的tftp共享目录下载 zImage 到Dram的0x80800000地址
tftp 80800000 zImage
eg：从ubuntu的tftp共享目录下载 imx6ull_dtb 到Dram的0x83000000地址
tftp 83000000 imx6ull_dtb

EMMC命令和SD卡命令

mmc命令是一些列的命令，输入？mmc可以查看有关的命令。

命令 描述
mmc info 输出MMC设备信息
mmc read 读取MMC中的数据
mmc write 向MMC设备写入数据
mmc rescan 扫描MMC设备
mmc part 列出MMC设备分区
mmc dev 切换到MMC设备
mmc list 列出当前有效的所有MMC设备
mmc hwpartition 设置MMC设备的分区
mmc bootbus 指定MMC设备BOOT_BUS_WIDTH域的值
mmc bootpart 指定MMC设备的boot和RPMB分区的大小
mmc partconf 指定MMC设备PARTITION_CONFG域的值
mmc rst 复位MMC设备
mmc setdsr 设置DSR寄存器值

  • mmc info 命令：显示当前选中的设备的信息

  • mmc rescan 命令：扫描当前开发板上所有的MMC设备

  • mmc list 命令：列出当前开发板一共几个MMC设备

    => mmc list
FSL_SDHC: 0 (SD)      # 表示当前用的是SD卡
FSL_SDHC: 1
########################
当前开发板有两个设备： FSL_SDHC:0和 FSL_SDHC:1 (eMMC)，现在用的是 EMMC版本的核心板，加上 SD卡一共有两个MMC设备， 设备FSL_SDHC:0是SD卡，FSL_SDHC:1(eMMC)是 EMMC，用命令mmc dev 命令可以切换设备

  • mmc dev 命令：切换MMC设备

    格式：mmc dev [dev] [part]
eg：切换到1 mmc设备。即EMMC
mmc dev 1

  • mmc part命令：查看当前设备有多少个分区

    EMMC有三个分区：

    • 0分区：存放uboot；

    • 1分区：存放Linux镜像文件和设备树；

    • 2分区：存放文件系统。

    如果要将EMMC的分区2设置为当前MMC设置，可以使用如下命令mmc dev 1 2

  • mmc read 命令：读取mmc设备数据

    mmc read addr blk#cnt    #addr 要读取到DRAM地址，blk要读取的块起始地址（十六进制），一个块是512字节，
eg:
mmc dev 1 0               # 切换到 MMC分区 0 
mmc read 80800000 600 10  # 从EMMC的0x600个块开始，读取0x10个块数据到DRAM的0x80800000地址处

  • mmc write 命令：从DRAM的addr地址开始，读取cnt个块到MMC设备的第blk个块开始的地址处

    格式 mmc write addr blk# cnt

使用此命令我们可以先通过tftp把uboot下载到DRAM里面，然后通过此命令把DRAM里面的数据写入到MMC设备(即SD卡或者emmc中)，实现在uboot中更新uboot

    • 更新uboot到SD卡里

      mmc dev 0  					# 切换到 SD卡 
version             		# 查看uboot版本号
tftp 80800000 u-boot.imx	# 从tftp服务器下载uboot到DRAM的0x80800000处

      ../../_images/image-20200525104104314.png

      可以看出下载后uboot的大小是416768字节/512 = 814(0x32E)个块。

      接下来把DRAM中uboot写入到SD卡中

      mmc dev 0 0                  # 切换到SD卡的的第0个分区
mmc write 80800000 2 32E     # 把DRAM中0x80800000处的uboot写入到SD卡的第二个块开始的地址处，一共烧写0x32E个块大小
然后重启从SD卡启动即可完成
再次用version查看uboot的版本 查看是否更新成功

    • 更新uboot到emmc中

      mmc dev 1 0 				# 切换到 EMMC分区 0 
tftp 80800000 u-boot.imx 	# 下载 u-boot.imx到 DRAM 
mmc write 80800000 2 32E    # 烧写 u-boot.imx到 EMMC中 
mmc partconf 1 1 0 0        # 分区配置， EMMC需要这一步！ 需要这一步！

      注意：千万不要写 SD卡或者 卡或者 EMMC的前两个块 (扇区 )，里面保存着分区表！

  • mmc erase命令：擦除指定块数据 擦除大小是cnt个块

    格式：
mmc erase blk# cnt
#注释：blk为起始块，cnt：要擦除的数量

FAT格式文件系统操作命令

当需在uboot中对mmc设备进行文件操作的时候，就需要用到相关的命令：fatinfo、fatls、fstype、fatload、fatwrite等。

  • fatinfo命令：查询指定 MMC设置指定分区的文件系统信息

    格式：
fatinfo <interface> [<dev[:part]>]
# interface：接口，比如mmc
# dev：查询的设备号
# part：要查询的分区
eg：查询EMMC分区1的文件系统
fatinfo mmc 1:1

  • fatls命令：查询FAT格式设备的目录和文件信息

    格式：
fatls <interface> [<dev[:part]>] [directory]
# interface：接口，比如mmc
# dev：查询的设备号
#part：要查询的分区
# directory：要查询的目录
eg：查询EMMC分区1的所有的目录和文件
fatls mmc 1:1

  • fstype 命令：查询MMC设备某个分区的文件系统

    格式：
fstype <interface> <dev>:<part>
eg：默认EMMC设备有三个分区。查看这三个分区的文件系统格式
fstype mmc 1:0 
fstype mmc 1:1 
fstype mmc 1:2

  • fatload命令：将制定文件读取到DRAM中

    格式：
fatload <interface> [<dev[:part]> [<addr> [<filename> [bytes [pos]]]]]
# interface：接口，比如mmc
# dev：查询的设备号
# part：要查询的分区
# addr：要保存到DRAM	中的地址
# filename：要读取的文件名
# bytes ：要读取的字节数，0或者省略表示读取整个文件
# pos ：要读取文件相对于文件首地址的偏移，0或者省略表示从文件首地址读取
eg：将EMMC分区1中的zImage 文件读取到DRAM中的0x80800000处
fatload mmc 1:1 80800000 zImage

  • fatwrite命令：将DRAM中的数据写入到MMC设备中

    格式：
fatwrite <interface> <dev[:part]> <addr> <filename> <bytes>
# interface：接口，比如mmc
# dev：查询的设备号
# part：要查询的分区
# addr：要写入数据在DRAM中保存的地址
# filename：要写入数据的文件名
# bytes ：要写入字节数
eg：可以通过此命令在uboot中更新linux内核和设备树到我们的mmc设备中
tftp 80800000 zImage                       #从tftp服务器下载内核到DRAM中
fatwrite mmc 1:1 80800000 zImage 0x5c2720  #把DRAM中的内核写入到MMC的EMMC的第1个分区里面，写入数据大小是（0x5c2720）自字节，即zImage的实际大小
fatls mmc 1:1  #查看MMC的设备EMMC的第一个分区

    注意：uboot中默认该命令没有使能。修改mx6ullevk.h 、mx6ull_alientek_emmc.h文件

    等板子不同配置文件也不相同。找到自己板子对应的配置头文件，在最后添加一行宏定义用来使能fatwrite命令

    #define CONFIG_FAT_WRITE /* 使能 fatwrite命令 */

EXT格式文件系统操作命令

uboot有ext2和ext4两种格式的文件系统操作命令，常用的命令：ext2load、ext2ls、ext4load 、ext4ls、ext4write。这些命令和fat的命令基本一样，都是针对不同的文件系统的命令，例如

ext4ls mmc 1:2  # 列出MMC的EMMC设备第2个分区中所有的文件和目录

NAND命令

  • ? nand命令：查看NAND相关命令

  • nand info命令：打印nand信息

  • nand device 命令：如果设备支持两个NAND的话，可以通过此命令切换不同的NAND

  • nand erase命令：擦除NAND Flash

    NAND Flash特性决定向NAND Flash中写入数据的时候必须先对写入区域擦除

    格式
nand erase[.spread] [clean] off size #从指定地址开始(off)开始，擦除指定大小(size)的区域 
nand erase.part [clean] partition   # 擦除指定的分区
nand erase.chip [clean] 			# 全篇擦除

  • nand write命令：向NAND Flash指定地址写入指定数据

    格式：
nand write addr off size
# addr是要写入的数据首地址
# off是 NAND中的目地址
# size是要写入的数据大小
eg：NAND分区如下
0x000000000000-0x000004000000 : "boot"      # 64M
0x000004000000-0x000006000000 : "kernel"    # 32M
0x000006000000-0x000007000000 : "dtb"       # 16M
0x000007000000-0x000020000000 : "rootfs"    # 剩下的全部用来存放文件系统

    • 更新内核到NAND Flash中

      tftp 0x87800000 zImage 			# 下载 zImage到 DRAM中 
nand erase 0x4000000 0xA00000 	# 从地址0x4000000开始擦除10MB的空间 
nand write 0x87800000 0x4000000 0xA00000 # 将接收到的zImage写到 NAND中

    • 更新设备树到NAND Flash中

      tftp 0x87800000 imx6ull-alientek-nand.dtb # 下载dtb到 DRAM中 
nand erase 0x6000000 0x100000 #从地址 0x6000000开始擦除1MB的空间
nand write 0x87800000 0x6000000 0x100000 # 将接收到的dtb写到 NAND中

    • 跟文件系统就不要再uboot更新了，文件系统太大了超过mcu的DRAM大小

    • uboot更新：NAND中Uboot要求uboot.imx文件前面加上BCB和DBBT，所以我们就算通过此方式把编译出来的uboot.imx文件更新到NAND Flash中，也无法运行，只能使用mfgtool工具更新uboot到nandflash中，这个工具会用kogs-ng的工具完成BCB和DBBT的添加。

  • nand read命令

    格式：
nand read addr off size
# addr 目的地址
# off 是 NAND中的数据源地址
# size 是要读取的数据大小
eg：读取NAND中设备树文件到DRAM的0X83000000处
nand read 0x83000000 0x6000000 0x19000
# 0x6000000 设备树在nand中的起始地址
# 0x19000   设备树的大小
# 0x83000000 设备树在DRAM中的地址

设备树读取到DRAM中后就可以用fdt命令操作设备树了
fdt addr 83000000   # 设置设备树首地址
fdt header          # 查看设备树的头信息
fdt print      		# 查看设备树文件内容

BOOT命令

boot命令用来引导linux启动，常用的命令：bootz 、bootm、boot；

  • bootz 命令：

    格式
bootz [addr [initrd[:size]] [fdt]]
# addr Linux镜像文件在DRAM中的地址
# initrd是initrd文件在DRAM中的地址，如果不适用initrd 用 - 代替
# fdt 设备树在DRAM中地址
eg1：从tftp下载内核和设备树到DRAM中，然后通过bootz 命令启动内核
tftp 80800000 zImage    
tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb 
bootz 80800000 – 83000000 

eg2：从EMMC下载内核和设备树到DRAM中，然后通过bootz 命令启动内核
fatload mmc 1:1 80800000 zImage 
fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb 
bootz 80800000 - 83000000

  • bootm 命令：用于启动uImage镜像文件

    bootm addr   # 不使用设备树的情况下 addr是Linux内核在DRAM中地址 ，直接启动内核
适用设备树的情况和bootz一样
bootm [addr [initrd[:size]] [fdt]]

  • boot命令：

    boot会读取环境变量bootcmd来启动Linux系统

    eg：从tftp服务器下载内核和设备树到DRAM。然后启动
setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb;bootz 80800000 - 83000000' 
saveenv 
boot

eg2:从EMMC中第一个分区加载zImage到DRAM的0x80800000里面 加载设备树到0x83000000里面，然后启动

setenv bootcmd 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000' 
savenev 
boot

go命令

格式：
go addr [arg...]
addr是应用程序在DRAM中的地址
eg 比如裸机程序需要在dram中运行
tftp 0x87800000 app.bin
go 87800000

  1. run命令：用于运行环境变量中定义的命令

    我们经常在NAND EMMC SD卡 TFTP中切换，加载内核到DRAM中运行，如果单纯修改bootcmd可以达到效果，但是比较麻烦，每次都得从新设置bootcmd
所以我们可以自定义环境变量，结合run命令，实现从不同的设备启动
# 设置从emmc启动的命令

setenv mybootemmc 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb;bootz 80800000 - 83000000' 

# 设置从nand启动的命令
setenv mybootnand 'nand read 80800000 4000000 800000;nand read 83000000 6000000 100000;bootz 80800000 - 83000000' 

# 设置从网络启动的命令
setenv mybootnet 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000' 

saveenv

下面我们在用的时候就可以
	run mybootemmc 
或者 run mytoobnand
或者run mybootnet
从不同地方启动内核

  2. mtset命令：测试内存读写，用来测试板子DDR

    格式：
mtest [start [end [pattern [iterations]]]]
eg:测试0x80000000~0x800001000这段内存，执行下面命令即可
mtest 80000000 80001000

U-Boot移植

编译

make mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make -j4
下载uboot.imx到SD卡
sudo dd if=u-boot-dtb.imx of=/dev/sdb bs=1k seek=1 conv=fsync

运行

../../_images/image-20200525210124140.png

检测驱动

测试mmc设备

# 1：列出所有的mmc设备 说明mmc设备识别OK 且当前是SD卡设备作为默认设备，SD卡是MMC设备0 EMMC是MMC设备1
=> mmc list
FSL_SDHC: 0 (SD)
FSL_SDHC: 1
# 2：显示当前mmc设备的信息 这里的当前设备是是SD卡
=> mmc info
Device: FSL_SDHC
Manufacturer ID: 3
OEM: 5344
Name: SC32G
Tran Speed: 50000000
Rd Block Len: 512
SD version 3.0
High Capacity: Yes
Capacity: 29.7 GiB
Bus Width: 4-bit
Erase Group Size: 512 Bytes
# 3：切换到mmc设备1 也就是EMMC 查看信息
=> mmc dev 1
switch to partitions #0, OK
mmc1(part 0) is current device
=> mmc info
Device: FSL_SDHC
Manufacturer ID: 15
OEM: 100
Name: 8GTF4
Tran Speed: 52000000
Rd Block Len: 512
MMC version 4.0
High Capacity: Yes
Capacity: 7.3 GiB
Bus Width: 8-bit
Erase Group Size: 512 KiB
=>

测试网络

../../_images/image-20200525211810602.png

在uboot中添加自己的主板

添加开发板默认配置文件

 cp configs/mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig mx6ull_ming_emmc_defconfig

修改后如下图

../../_images/image-20200525213925997.png

添加开发板对应的头文件

cp include/configs/mx6ullevk.h mx6ull_ming_emmc.h

修改后如下如

../../_images/image-20200525222731425.png

添加主板对应的板级文件夹

cd board/freescale/ 
cp mx6ullevk/ -r mx6ull_ming_emmc  # 拷贝 mx6ullevk文件夹 命名为 mx6ull_ming_emmc
mv mx6ull_ming_emmc/mx6ullevk.c  mx6ull_ming_emmc/mx6ull_ming_emmc.c #重命名文件名

../../_images/image-20200525224941669.png

修改后如下图显示

../../_images/image-20200525224524646.png

../../_images/image-20200525224600537.pngimage-20200525224600537

../../_images/image-20200525224622696.png

../../_images/image-20200525224651065.png

修改uboot图形化配置界面

  • 在arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig文件的207行新增下面的配置

    config TARGET_MX6ULL_MING_EMMC
	bool "Support mx6ull_ming_emmc"
	select MX6ULL
	select DM
	select DM_THERMAL

  • 在arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig文件最后新增下面的文件

    source "board/freescale/mx6ull_ming_emmc/Kconfig"

../../_images/image-20200525225204829.png

../../_images/image-20200525225521413.png

至此修改完毕：编译下载运行验证即可

问题解决

显示屏驱动

  • board/freescale/mx6ull_ming_emmc/mx6ull_ming_emmc.c

    struct display_info_t const displays[] = {{
        .bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
        .addr = 0,
        .pixfmt = 24,
        .detect = NULL,
        .enable = do_enable_parallel_lcd,
        .mode   = {
                .name           = "TFT43AB",
                .xres           = 480,
                .yres           = 272,
                .pixclock       = 108695,
                .left_margin    = 8,
                .right_margin   = 4,
                .upper_margin   = 2,
                .lower_margin   = 4,
                .hsync_len      = 41,
                .vsync_len      = 10,
                .sync           = 0,
                .vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
                   }
        },

        {
        .bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
        .addr = 0,
        .pixfmt = 24,
        .detect = NULL,
        .enable = do_enable_parallel_lcd,
        .mode   = {
                .name           = "TFT50AB",
                .xres           = 800,
                .yres           = 480,
                .pixclock       = 108695,
                .left_margin    = 46,
                .right_margin   = 22,
                .upper_margin   = 23,
                .lower_margin   = 22,
                .hsync_len      = 1,
                .vsync_len      = 1,
                .sync           = 0,
                .vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
                   }
        },

        {
        .bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
        .addr = 0,
        .pixfmt = 24,
        .detect = NULL,
        .enable = do_enable_parallel_lcd,
        .mode   = {
                .name           = "TFT70AB",
                .xres           = 800,
                .yres           = 480,
                .pixclock       = 108695,
                .left_margin    = 46,
                .right_margin   = 22,
                .upper_margin   = 23,
                .lower_margin   = 22,
                .hsync_len      = 1,
                .vsync_len      = 1,
                .sync           = 0,
                .vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
                   }
        }

};

  • include/configs/mx6ull_ming_emmc.h

    把该文件里面所有的(应该有两处)
panel=TFT43AB
改为
panel=TFT50AB
网络驱动
其他问题

  • 修改uboot启动打印的信息

    int checkboard(void)
{
	if (is_mx6ull_9x9_evk())
		puts("Board: MX6ULL 9x9 EVK\n");
	else
		puts("Board: MX6ULL MING EMMC BOARD\n");  // 修改的地方

	return 0;
}

    从EMMC启动linux
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw' setenv bootcmd 'mmc dev 1; fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000;' 
saveenv

从网络启动linux
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw' setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000' 
saveenv