4412启动流程和字符设备驱动概念

1 理解 uboot, kernel ,文件系统那几个概念
2 学会烧写系统
3 学会编译系统，把那几个文件生成出来
4 学习Linux 应用程序的编写和调试
5 学习最简单的字符类驱动的编写和调试
6 读源码

iROM-->BL1--->BL2---->uboot---->zImage---->挂接文件系统

• 1. 单片机和嵌入式的区别
• 2. iROM
• 3. BL1和BL2区别
• 4. Uboot启动：
• 1. uboot是个大软件
• 2. uboot 和Linux内核不一样
• 3.build_uboot.sh
• 4. uboot最初执行的是汇编
• 5. uboot 加载linux内核zImage，挂载文件系统
• 5 .LINUX驱动

1. 单片机和嵌入式的区别

1. 单片机（51、MSP430、stm32、plc、avr）属于微控制器，属于MCU,也可以跑操作系统，比如UCOS；
2. 高端的ARM（ARM9、ARM11、A8、A9；）属于MPU，MPU比MCU多了CACHE（高速缓存）、MMU（内存管理单元）；
   单片机属于物理地址，嵌入式属于虚拟地址。上电都会从从0地址（main）开始执行，4412的0地址就是IROM；

2. iROM

iROM: 就是芯片内部的一段程序，芯片自带的，源码不开源，4412可以从TF卡启动，或者EMMC或者USB启动。4412上电会先执行这一段代码 。

IROM执行之后会先找到外部栈程序，找到之后拷贝8k的程序到内部的RAM，这8K程序就是BL1（bootlloder1） BOOT在编译完成后，就会把BL1和自己拼接到一起。

3. BL1和BL2区别

BL1只能放在4个地方：Booting device（NAND、SD/MMC、eMMC、USB）
BL1在IRAM中运行，这个时候DDR3的控制器还没有初始化。
IRAM：

1. 4412芯片内部的RAM，上电就能运行，不用初始化就能用；BL1和BL2都是在IRAM里执行的；BL1并没有初始化DDR3。
2. 因为造价高，IRAM总共256k；所以不能把操作系统装进来，必须分段去启动；
3. 其实IROM程序已经写死了，必须那么大8K或者15K.
4. 上电启动执行IROM程序以后，加载BL1的时候，要对BL1进行多种安全检验，防止BL1是假的，然后BL1会对BL2进行各种检验
5. 这样就有了BL1和BL2,BL2就是uboot的前面一小段程序，也就是前14K,但是这前14K也是要在IRAM里运行的！
6. 其实UBOOT，取出前14K就是BL2;
7. UBOOT也要做补齐，就是328K，无论怎么编译都是328K。后面有个区域 TZSW，这个东西必须放到固定的地址，所以必须为328K。
   UBOOT中的Makefile
   @./sdfuse_q/chksum
   @./sdfuse_q/add_padding
   @rm bl2a*
   当uboot生成以后，会通过add_padding后续处理一下

隐身的BL1
为了防止任何人写的uboot都能够刷到系统运行的，必须拿到三星的BL1,才能通过安全认证，根据各个厂家的公钥，根据RSA算法算的，secure booting，为了保证系统安全，从源头避免病毒的进入。
shell命令：
if [ -z $1 ]
then
. ild_uboot.sh
else
. ild_uboot.sh $1
fi

4. Uboot启动：

1. uboot是个大软件

1.是一个BootLoader（BIOS属于同类）是个最大的裸机程序，包含很多功能，源码全开放。有协议栈（网络TCP/IP的协议栈），由文件系统（包含board、CPU、drivers）、但是他没有多任务的机制，不能实现任务的调度等操作系统应用的功能，内核启动之后UBOOT就没什么事了。

2. uboot 和Linux内核不一样

1.他没有多任务调度的代码，虽然可以挂接文件系统，也可以有网络协议栈
2. board：里面是讲的和某块板子相关的代码，是板级的代码。
3. CPU：目录里是对应的不同处理器的初始化代码，uboot能支持非常多的处理器，和非常多的不同的开发板，里面很多很多的处理器架构，这么多的处理器都能支持。
4. drivers：目录里面就是一些驱动，GPIO, I2C, PCI, LCD 等驱动都在里面.

3.build_uboot.sh

把这五个文件拼接，最终形成u-boot-iTOP-4412.bin 。
cat build_uboot.sh
E4412_N.bl1.SCP2G.bin
bl2.bin
all00_padding.bin
u-boot.bin
tzsw_SMDK4412_SCP_2GB.bin > u-boot-iTOP-4412.bin

1. 第一个文件：E4412_N.bl1.SCP2G.bin 这个就是BL1 ,前8K就是他，三星的，不开源，很神秘。
2. 第二个文件：bl2.bin 这个是BL2，也就是BL1执行后要加载的文件，确实是UBOOT前面截取的。
3. 第三个文件： all00_padding.bin 这个完全是为了补齐用的，里面全是0000
4. 第四个：u-boot.bin 这个才是真正的uboot源码编译出来的镜像文件
5. 第五个文件：tzsw_SMDK4412_SCP_2GB.bin 这个是ARM的一项新技术，也就是trustzoon技术，为了系统安全用的，实际上也可以不用

4. uboot最初执行的是汇编

1.集中在那三个汇编文件当中，然后就是C代码了

1. u-boot.lds
   编译连接脚本，用来描述输出文件的内存布局
   .text :
   {
   cpu/arm_cortexa9/start.o (.text)
   cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init.o (.text)
   board/samsung/smdkc210/lowlevel_init.o (.text)
   common/ace_sha1.o (.text)
   *(.text)
   }
2. 先执行文件 start.s ，然后再执行cpu_init.s
   _start: b reset
   ldr pc, _undefined_instruction
   ldr pc, _software_interrupt
   ldr pc, _prefetch_abort
   ldr pc, _data_abort
   ldr pc, _not_used
   ldr pc, _irq
   ldr pc, _fiq
   这个就是中断向量，一个中断来了，代码会跳到 ldr pc, _irq
   如果执行了一个非法的指令，系统会跳到ldr pc, _undefined_instruction
   ARM的每条指令是对齐的，都是占用4个字节，也就是说 ，中断向量表各个指令的位置是确定的，这样才能在中断发生时，系统能到固定的地址处找到相关指令，
   中断向量：http://blog.chinaunix.net/uid-10569296-id-2947644.html
3. cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init.s
   cpu_init.s 这个文件里的汇编，主要功能就是初始化DDR内存，也就是设置DDR的参数，让DDR3能工作起来。
4. board/samsung/smdkc210/lowlevel_init.s
   cpu_init.s 这个文件里有个函数 mem_ctrl_asm_init_ddr3， 这个函数是可以被别的文件调用的，因为前面有个 globl 的关键字，在汇编里看到 ’ .globl‘的关键字，就说明这个函数是能被别的文件调用的，功能就是初始化内存DDR。cpu_init.s 里的这个函数’mem_ctrl_asm_init_ddr3‘在board/samsung/smdkc210/lowlevel_init.s，这个文件里面搜’mem_ctrl_asm_init_ddr3‘，就可以看到它被调用了。
   也就是说’mem_ctrl_asm_init_ddr3‘被’lowlevel_init‘调用了。
5. 汇编如何跳转到C语言
   汇编执行完，ldr pc, _start_armboot它的意思是把函数start_armboot的地址，赋值给pc指针，ldr是装载命令，下一个指令就从start_armboot函数开始执行了，而start_armboot这个函数是个C函数，它在文件 lib_arm/board.c 中，这样，就完成了从执行汇编语句到执行C语言语句的转变。

5. uboot 加载linux内核zImage，挂载文件系统

1.uboot：开发板开机先运行uboot，检查内存、存储、设置处理器等设备时钟。之后引导内核,把zImage文件拷贝到内存运行，之后结束。
2. zImage： 就是Linux内核编译生成后的镜像文件，对各种外设进行驱动初始化、之后挂载一个文件系统，这个系统就是Android系统、QT系统、Ubuntu系统（实际上就是执行各个应用程序）。
3. linux必须挂载文件系统， Vxworks、ucos、这些都不需要；
4. linux会再最后挂载文件系统。

5 .LINUX驱动

1. 一切皆文件
   Linux把LED、蜂鸣器、I2C、LCD、触摸等等设备都看成了文件！（就是存在于我们文件管理器目录里的东西）不管是什么设备，对它的操作无非是 读或者 写 ！
   对于文件来讲只有读和写两个操作：比如ADC的驱动，就是去采集AD转换的数据，读就行了。
2. 五个函数
   对于文件的操作一般有5个函数。就是说Linux上层应用，对字符类设备调用的时候，就是通过这5个函数来完成。
   open()：打开
   read() ：读
   write()：写
   ioctl()：想从文件中间读数据，就要用这个函数把读取的指针指定到文件的中间。
   close()：关闭
3. 做驱动
   尤其是字符类驱动，就是做好open()，write()，ioctrl()等几个函数，然后等着上层去调用！
   1. 如何区分？
   Linux底层那么多驱动，有LED，LCD，TP，蜂鸣器设备文件节点包含两个信息：主设备号 和 次设备号？
   主设备号用来区分不同类的设备，比如LED，串口，网络等。
   次设备号区分同类设备里的不同的硬件，比如迅为的板子有四个串口，这四个串口主设 备号相同，次设备号却不相同。通过设备文件，或者说通过设备号来区分不同的硬件
   2.如何挂载？
   做了那几个函数以后，怎么挂接到Linux系统上
   设备文件（或者叫做设备节点）它就是应用程序和驱动程序之间的桥梁！/dev这个目录里的所有文件 是 设备文件，而不是普通 的文件，所有的设备，只要是做好了驱动，都要在这个目录里生成一个文件，（比如我们 对LED操作，那就要用 open这个函数打开设备文件 /dev/leds）。
   char *leds = “/dev/leds”;
   if((fd = open(leds, O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY))<0)
   3.如何注册？
   做驱动，其实就是做那几个函数而已，比如open，read等，但是做完那几个函数以后，必须注册到系统！注册以后，Linux才能找到它通过register_chrdev（）函数。
   我们先写 open, read,write, close 那几个函数，然后把这几个函数，放到一个结构里面，也就是file_operations，最后通过函数register_chrdev（），把我们做的那几个函数和 设备文件以及设备号关联起来！
   4. 注册函数 register_chrdev
   int register_chrdev (unsigned int major, const char name, struct file_operationsfops);
   第一个参数就是major ，也就是刚才说的主设备号！
   第二个参数就是 name, 也就是设备文件的 名字！
   第三个是个结构file_operations，这个里面就是函数指针，实际就是我们做的那5个函数存在里面！
   struct file_operations simple_fops = {
   .owner = THIS_MODULE,
   .read = LED_read,
   .write = LED_write,
   .open = LED_open,
   .release = LED_release,
   };
   1. 它里面的每个变量都是 函数指针，也就是说指向open ,write那些函数，也就是说把这个结构注册到系统，并和设备文件关联起来，所有事情都就完成了！
   2. 不同的设备，它的设备文件不一样，直接打开对应的设备文件就行了。
   3. 系统的open，找到文件、找到设备号，根据设备号，找到对应的驱动open。
   4. 应用程序调用的open 会最终调用 驱动里我们做的open 。