【转】QorIQ PowerPC DPAA平台启动方式

2019-04-14 20:01发布

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在Freescale DPAA QorIQ平台上的启动和non-DPAA QorIQ平台的启动有一些区别： 1.non-DPAA QorIQ平台在上电时通过采样配置管脚来决定对CPU的配置（P2020 （ e500核 ） 上电启动及uboot流程|http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_1988662.HTM），而DPAA QorIQ平台采用RCW (Reset ConfigurationWord)来决定对CPU的各种配置。
  1. 在从SD Card/SPI flash启动的时候，non-DPAA平台是通过on-Chip ROM逻辑将U-Boot image拷贝到L2 SRAM中启动，而从NAND flash启动时，是将4K的启动代码拷贝到eLBC FCM的RAM buffer中，该段代码负责将U-Boot image搬移到L2 SRAM中启动；DPAA平台是通过PBL(Pre-Boot Loader)逻辑将U-Boot image搬移的CPC SRAM中启动。
大体启动流程是这样的：上电PBL会采样cfg_rcw_src管脚来判断RCW存放在那种存储介质中，然后从相应的存储设备读取RCW对CPU进行配置。如果是从NOR flash启动，则不需要执行PBI command和拷贝U-Boot image到alternate配置空间，直接跳转到0xFFFFFFFC处执行。如果不是从NOR flash启动，在配置完毕CPU后会读取PBI command完成部分初始化工作，然后根据PBI command中对alternate配置空间地址的配置将U-Boot image拷贝到alternate配置空间中开始执行。
  1. RCW
RCW是存放在外部存储设备中的512bit的配置信息，用来对CPU进行配置。和non-DPAA平台中的配置管脚完成的功能是一样的。当然RCW是存放在哪里的？这个还是通过配置管脚来完成的。 在上电的时候，PBL首先会采样cfg_rcw_src管脚来判断RCW存放在那种存储介质中，然后从相应的存储介质读取RCW来对CPU进行配置。那么PBL是从哪里开始读取呢？下表列出了对不同介质PBL开始读取的地址：

Interface Starting Address

eLBC 0x00000000
I2C 0x00000000
eSPI 0x00000000
eSDHC 0x00001000 其中比较特殊的是Hard-coded RCW options. 如果选择RCW为Hard-coded，那么PBL不会去外部存储设备去读取RCW而是使用预先定义好的RCW配置来对CPU进行配置。有以下两个好处：
  1. 如果存储设备接口有问题从而没法存储RCW，可以选择使用Hard-coded启动。
  2. 如果用户自己设置的RCW有问题导致系统没法启动，可以使用hard-coded RCW来启动，启动完成后可以恢复用户自己设置的RCW。
RCW主要完成对CPU一些资源的配置，比如Core的频率，serdes lane的使用，管脚复用的配置等等。对启动来说应该关注以下几个bit位的配置：
  1. 选择PBI数据源的存放处，关于PBI的含义可以参考下面的PBL部分
    2.Boot location的选择
  2. 从PCIe启动时配置哪个PCIe controller为Agent模式
    4.Secure boot模式
  3. PBL
    PBL（Pre-Boot Loader）用来辅助从I2C，SD，NAND flash，SPI flash启动的一个硬件单元。主要功能是在上电之初首先配置以上接口的寄存器来对接口初始化，根据cfg_rcw_src管脚的配置从相应的接口读取RCW和PBI命令，然后根据RCW来配置CPU，并执行PBI命令完成初始化操作，最后释放CPU core跳转到0xFFFFFFFC处执行第一条指令。
在释放CPU core后，CPU core去哪儿执行第一条指令？这个是很关键的一点，会影响到U-Boot image的TEXT_BASE的设置，而且在non-DPAA平台和DPAA平台上的实现是不同的。在non-DPAA平台上，若是从SD/SPI flash启动，on-chip ROM将U-Boot image拷贝到L2 SRAM后，会跳转到下面的控制字指定的地址去执行，我们知道CPU执行的第一条指令是存放到512K U-Boot image最后4个字节的一条跳转指令（bl start_e500），所以跳转指令的地址（下面的”Execution Starting Address”）应该指向U-Boot的TEXT_BASE的最后4个字节的地址。 如果是从NAND flash启动，on-chip ROM会将4K的启动代码拷贝到eLBC内部的RAM buffer，并将CPU释放到0xFFFFFFFC出执行指令，所以从NAND启动时的4K启动到代码的TEXT_BASE是0xfffff000。 non-DPAA平台的启动可以参考前期博文：http://blog.csdn.net/mingkai_hu/article/details/6769258 而在DPAA平台上CPU core，只要不是从NOR flash启动，PBL都会从相应的启动设备中拷贝RCW，执行PBI command，拷贝U-Boot image到CPC SRAM中（当然这个是PBI command指定的，下面会有详细的介绍），并将CPU core释放到到0xFFFFFFFC处执行第一条指令。 和non-DPAA平台的on-chip ROM一样，PBL也只能识别固定的数据格式，所以我们需要将RCW，PBI command（可选）封装为PBL能够识别的格式。Freescale提供了一套工具QCS来完成封装的工作。 2.1 RCW的封装 如果只是从NOR flash启动，我们只需要RCW即可，下面是RCW的封装格式： SYS_ADDR地址是将n字节的数据写入的地址。SYS_ADDR是指向CCSRBAR空间或者alternate配置空间（ACS值决定）的地址。CCSRBAR空间比较好理解，那么alternate配置空间指的是哪里？该空间的高8位地址是多少？是由寄存器ALTCBARH/ALTCBARL/ALTCAR来决定的。 对于RCW DATA的SYS_ADDR来说就是CCSRBAR空间的device control and pincontrol block中的RCW状态寄存器（RCWSR[1-16]=64B），即： fe_000000+ 0x0E_0000 + 0x100 2.2 RCW+PBI的封装 如果需要PBI command，比如配置CPC cache为SRAM，建立相应的LAW，配置alternate配置空间或者将U-Boot image拷贝到CPC SRAM等，都是通过 PBI command的设置完成的。
  1. Boot from SD/NAND flash/SPI flash
3.1 代码解析 首先PBI command会做下面的初始化工作：
  1. Invalidateand flush CPC cache
  2. 将CPC SRAM配置为SRAM，地址为0xfff00000
  3. 给CPC SRAM配置一个LAW entry(LAW16)
  4. 配置alternate 配置空间，用来指示PBL将U-Boot image拷贝到CPC SRAM的0xfff80000开始的512K
  5. 重新配置SPI controller的寄存器提高传输速率。PBL本身会配置各个接口的寄存器的，但SPI接口配置的速率比较低，传输U-Boot image花费的时间比较长，所有重新配置从而提高传输速率
下面是P4080DS的PBI command，从下面的command可以看出，CPC cache配置为SRAM，地址为0xfff0000，大小为1M，PBL将U-Boot iamge拷贝到0xfff80000开始的地方。 下面是U-Boot image封装为PBI data的结构。 0x81f8000000的解析： 0x81 = 1000 0001 => ACS=1,CNT=1
F80000 => 指定alternate配置空间的低24位 然后在boards.cfg文件中添加对Boot from NAND的支持，并设置CONFIG_SYS_TEXT_BASE 为0xfff80000 [cpp] view plaincopy "boards.cfg" P5020DS_NAND powerpc mpc85xx corenet_ds freescale - P5020DS:RAMBOOT_PBL,NAND,SYS_TEXT_BASE=0xFFF80000 "include/configs/corenet_ds.h" #ifdef CONFIG_RAMBOOT_PBL #define CONFIG_RAMBOOT_TEXT_BASE CONFIG_SYS_TEXT_BASE #define CONFIG_RESET_VECTOR_ADDRESS 0xfffffffc #endif #define CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR 0xfff80000 #define CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR_PHYS CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR #define CONFIG_SYS_L3_SIZE (1024 << 10) #define CONFIG_SYS_INIT_L3_END (CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR + CONFIG_SYS_L3_SIZE) 配置CPC SRAM需要的TLB表项 [cpp] view plaincopy "board/freescale/common/p_corenet/tlb.c" struct fsl_e_tlb_entry tlb_table[] = { #if defined(CONFIG_SYS_RAMBOOT) && defined(CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR) SET_TLB_ENTRY(1, CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR, CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR, MAS3_SX|MAS3_SW|MAS3_SR, MAS2_I|MAS2_G, 0, 0, BOOKE_PAGESZ_1M, 1), #else SET_TLB_ENTRY(1, 0xfffff000, 0xfffff000, MAS3_SX|MAS3_SW|MAS3_SR, MAS2_I|MAS2_G, 0, 0, BOOKE_PAGESZ_4K, 1), #endif

会对齐到1M，即0xfff80000 -> 0xfff00000,目的是在跳转到AS0时， 还有TLB entry覆盖对L3 SRAM，因为此时代码是在L3中存放的，还没有relocate到DDR。

init_tlbs会执行上面的TLB entry

_start-> cpu_init_early_f –> init_tlbs run in AS=1

 在invalidate CPC cache的时候，判断是否作为SRAM，若为SRAM则不invalidate, 因为代码还是在L3 SRAM中，若此时invalidateCPC SRAM，则执行的U-Boot代码也会被清掉。 [cpp] view plaincopy "arch/powerpc/cpu/mpc85xx/cpu_init.c" _start_cont -> cpu_init_f -> invalidate_cpc void invalidate_cpc(void) { int i; cpc_corenet_t *cpc = (cpc_corenet_t *)CONFIG_SYS_FSL_CPC_ADDR; for (i = 0; i < CONFIG_SYS_NUM_CPC; i++, cpc++) { if (in_be32(&cpc->cpcsrcr0) & CPC_SRCR0_SRAMEN) continue; out_be32(&cpc->cpccsr0, CPC_CSR0_FI | CPC_CSR0_LFC); while (in_be32(&cpc->cpccsr0) & (CPC_CSR0_FI | CPC_CSR0_LFC)) ; } } 在使能CPC cache时，disable PBI command为CPC SRAM配置的LAW16 [cpp] view plaincopy "arch/powerpc/cpu/mpc85xx/cpu_init.c" Relocate to RAM -> board_init_r -> cpu_init_r -> enable_cpc static void enable_cpc(void) { cpc_corenet_t *cpc = (cpc_corenet_t *)CONFIG_SYS_FSL_CPC_ADDR; for (i = 0; i < CONFIG_SYS_NUM_CPC; i++, cpc++) { u32 cpccfg0 = in_be32(&cpc->cpccfg0); size += CPC_CFG0_SZ_K(cpccfg0); #ifdef CONFIG_RAMBOOT_PBL if (in_be32(&cpc->cpcsrcr0) & CPC_SRCR0_SRAMEN) { struct law_entry law = find_law(CONFIG_SYS_INIT_L3_ADDR); if (law.index == -1) { printf(" Fatal error happened "); return; } disable_law(law.index); clrbits_be32(&cpc->cpchdbcr0, CPC_HDBCR0_CDQ_SPEC_DIS); out_be32(&cpc->cpccsr0, 0); out_be32(&cpc->cpcsrcr0, 0); } #endif out_be32(&cpc->cpccsr0, CPC_CSR0_CE | CPC_CSR0_PE); in_be32(&cpc->cpccsr0); } } 3.2 启动image的制作 Freescale的SDK release中用相应的步骤，请参见下面的链接，这里不赘述。
http://www.freescale.com/infocenter/index.jsp?topic=%2Fwelcome%2Findex.html
  1. Open source上的patch

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