Портирование U-Boot на ASR1803: ARM32 vs ARM64

Основная проблема, с которой вы столкнулись, заключается в том, что система сборки U-Boot настроена на сборку под ARM64 (aarch64), в то время как процессор ASR1803 (PXA1826) имеет ядро Cortex-A7, которое требует поддержки ARM32 (armv7). Для решения этой проблемы необходимо правильно настроить систему сборки и конфигурацию для архитектуры ARM32.

Содержание

• Понимание архитектурных различий
• Настройка системы сборки для ARM32
• Модификация конфигурации платы
• Настройка памяти и загрузки
• Конфигурация UART
• Процесс загрузки и отладка
• Практические шаги для успешного портирования

Понимание архитектурных различий

В U-Boot существуют фундаментальные различия между ARM32 и ARM64 сборками. Как указано в документации U-Boot для arm64, U-Boot для arm64 компилируется с использованием AArch64-gcc, в то время как для ARM32 требуется компилятор для архитектуры armv7.

Ключевые отличия:

1. Формат релокации: ARM64 использует формат rela, в то время как ARM32 использует другой формат релокации
2. Инструкции ассемблера: Различные наборы инструкций для ARM32 (armv7) и ARM64 (aarch64)
3. Системные вызовы: Различия в системных вызовах и обработке прерываний

Для процессора ASR1803 с ядром Cortex-A7 вам необходимо явно указать архитектуру сборки как ARM32.

Настройка системы сборки для ARM32

Для корректной сборки U-Boot под ARM32 выполните следующие шаги:

1. Установка правильного компилятора

Вам потребуется кросс-компилятор для ARM32. Это может быть:

# Для Debian/Ubuntu
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf

# Или для других систем
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

2. Установка переменных окружения

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

3. Очистка и конфигурация

make mrproper
make asr1803_defconfig

4. Проверка архитектуры сборки

После конфигурации проверьте, что сборка идет под правильной архитектурой:

grep "CONFIG_" .config | grep -E "ARM|ARCH"

Должны быть видны параметры вроде:

• CONFIG_ARM=y
• CONFIG_ARCH_ASPEED=y (или другая архитектура, если она поддерживается)

Модификация конфигурации платы

1. Файл configs/asr1803_defconfig

В вашем файле конфигурации должны быть указаны правильные параметры для ARM32:

CONFIG_ARM=y
CONFIG_ARCH_ASPEED=y  # Или другая подходящая архитектура
CONFIG_CROSS_COMPILE="arm-linux-gnueabihf-"
CONFIG_TARGET_AS1803=y

2. Обновление Kconfig файлов

В файле arch/arm/mach-nzas/Kconfig убедитесь, что правильно указана архитектура:

config ARCH_AS1803
    bool "ASR1803 (PXA1826) SoC support"
    depends on ARM
    select CPU_V7
    select OF_CONTROL
    select DM
    ...

3. Makefile для платы

В файле board/asr/asr1803/Makefile должна быть правильная конфигурация:

obj-y += asr1803.o

Настройка памяти и загрузки

Исходя из характеристик вашего процессора, необходимо правильно настроить параметры памяти:

1. Конфигурация Flash

// В board/asr/asr1803/asr1803.c
#define CONFIG_SYS_FLASH_BASE        0x80000000
#define CONFIG_SYS_FLASH_SIZE        0x10000000  // 256M
#define CONFIG_SYS_FLASH_CFI

2. Конфигурация DDR

#define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE        0x00000000
#define CONFIG_SYS_SDRAM_SIZE        0x08000000  // 128M

3. Адрес загрузки U-Boot

#define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR        0x00308000

4. Начальный стек

#define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR        (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000)

Конфигурация UART

Для вашего процессора с UART по адресу 0xD4017000 и тактовой частотой 26MHz:

1. Конфигурация UART в Kconfig

CONFIG_CONS_INDEX=1
CONFIG_DM_SERIAL=y
CONFIG_SERIAL_PRESENT=y
CONFIG_PL011_SERIAL=y
CONFIG_PL011_CLOCK=26000000

2. Инициализация UART в коде

// В board/asr/asr1803/asr1803.c
int board_init(void)
{
    // Инициализация UART
    gd->bd->bi_boot_params = 0x00000100;
    
    // Другая инициализация
    ...
    
    return 0;
}

3. Конфигурация скорости порта

#define CONFIG_BAUDRATE         115200
#define CONFIG_SERIAL_SOFTWARE_FIFO

Процесс загрузки и отладка

1. Порядок загрузки

Исходя из вашего описания, процесс загрузки выглядит следующим образом:

1. Boot-ROM - заводской загрузчик
2. Загрузчик первого уровня - инициализирует Flash, DDR и UART
3. Копирование U-Boot - копируется в DDR по адресу 0x00308000
4. Старт U-Boot - выполнение из DDR

2. Необходимые модификации

В коде U-Boot необходимо предусмотреть:

// В board/asr/asr1803/asr1803.c
phys_size_t get_effective_memsize(void)
{
    return 0x08000000; // 128M DDR
}

int dram_init(void)
{
    gd->ram_size = get_effective_memsize();
    return 0;
}

3. Обработка второго ядра

Поскольку второе ядро Cortex-5R не используется при загрузке, можно добавить:

#ifdef CONFIG_SMP
#undef CONFIG_SMP
#endif

Практические шаги для успешного портирования

1. Подготовка окружения

# Клонируем свежую версию U-Boot
git clone https://source.denx.de/u-boot/u-boot.git
cd u-boot

# Устанавливаем компилятор
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf

# Устанавливаем переменные окружения
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

2. Конфигурация сборки

# Очищаем предыдущие конфигурации
make mrproper

# Копируем вашу конфигурацию
cp configs/asr1803_defconfig .config

# Настраиваем
make menuconfig

В menuconfig настройте:

• Target Architecture: ARM
• SoC Type: ASR1803
• Memory Configuration: согласно вашим параметрам
• UART: PL011, 26MHz, 115200 baud

3. Сборка и проверка

# Сборка
make -j$(nproc)

# Проверка бинарного файла
file u-boot.bin
# Должно быть: ARM, little-endian, 32-bit

4. Отладка

Если возникают проблемы, используйте следующие методы отладки:

1. Включите подробный вывод:

   makefile

   CONFIG_DEBUG_UART=y
   CONFIG_DEBUG_UART_ANNOUNCE=y
   

2. Добавьте отладочные сообщения в код инициализации.

3. Проверьте лог загрузки через UART.

5. Тестирование

Для тестирования можно использовать QEMU с ARM32 конфигурацией:

# Если есть поддержка QEMU
make qemu_arm_defconfig
make
./u-boot -M versatilepb -kernel u-boot.bin

Заключение

Портирование U-Boot на ASR1803 (PXA1826) с ядром Cortex-A7 требует правильной настройки системы сборки под ARM32 архитектуру. Ключевые моменты:

1. Используйте правильный компилятор - arm-linux-gnueabihf-gcc
2. Настройте переменные окружения - ARCH=arm, CROSS_COMPILE
3. Конфигурируйте память и UART в соответствии с вашими спецификациями
4. Проверяйте архитектуру сборки перед компиляцией
5. Используйте отладочные функции для диагностики проблем

Следуя этим шагам, вы сможете успешно собрать U-Boot для вашего процессора и попасть в консоль загрузчика. Для более глубокой отладки рекомендуется изучить документацию по аналогичным платам на базе Cortex-A7 в исходном коде U-Boot.

Источники

1. Official U-Boot ARM64 Documentation
2. U-Boot Porting Guide - Linaro
3. Linux-sunxi U-Boot Documentation
4. TI Processor SDK U-Boot Guide
5. U-Boot README - ARM-software
6. Toradex U-Boot Build Guide