嵌入式Linux之我行,主要讲述和总结了本人在学习嵌入式linux中的每个步骤。一为总结经验,二希望能给想入门嵌入式Linux的朋友提供方便。如有错误之处,谢请指正。
一、移植环境
二、移植步骤
本次移植的功能特点包括:
- 支持Nand Flash读写
- 支持从Nor/Nand Flash启动
- 支持CS8900或者DM9000网卡
- 支持Yaffs文件系统
- 支持USB下载(还未实现)
1.
了解u-boot主要的目录结构和启动流程,如下图。
u-boot
的stage1
代码通常放在cpu/xxxx/start.S
文件中,他用汇编语言写成;
u-boot
的stage2代码通常放在lib_xxxx/board.c
文件中,他用C语言写成。
各个部分的流程图如下:
2. 建立自己的开发板项目并测试编译。
目前u-boot对很多CPU直接支持,可以查看board目录的一些子目录,如:board/samsung/目录下就是对三星一些ARM处理器的支持,有smdk2400、smdk2410和smdk6400,但没有2440,所以我们就在这里建立自己的开发板项目。
1)因2440和2410的资源差不多,主频和外设有点差别,所以我们就在board/samsung/下建立自己开发板的项目,取名叫my2440
#tar -jxvf u-boot-2009.08.tar.bz2
//解压源码
#cd u-boot-2009.08/board/samsung/
//进入目录
#mkdir my2440 //创建my2440文件夹
2)因2440和2410的资源差不多,所以就以2410项目的代码作为模板,以后再修改
#cp -rf smdk2410/* my2440/ //将2410下所有的代码复制到2440下
#cd my2440
//进入my2440目录
#mv smdk2410.c my2440.c
//将my2440下的smdk2410.c改名为my2440.c
#cd ../../../ //回到u-boot根目录
#cp include/configs/smdk2410.h include/configs/my2440.h //建立2440头文件
#gedit board/samsung/my2440/Makefile //修改my2440下Makefile的编译项,如下:
COBJS := my2440.o flash.o
//因在my2440下我们将smdk2410.c改名为my2440.c
3)修改u-boot跟目录下的Makefile文件。查找到smdk2410_config的地方,在他下面按照smdk2410_config的格式建立my2440_config的编译选项,另外还要指定交叉编译器
#gedit Makefile
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
//指定交叉编译器为arm-linux-gcc
smdk2410_config : unconfig
//2410编译选项格式
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0
my2440_config : unconfig
//2440编译选项格式
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t my2440 samsung s3c24x0
*说明:arm :CPU的架构(ARCH)
arm920t:CPU的类型
my2440 :对应在board目录下建立新的开发板项目的目录
samsung:新开发板项目目录的上级目录,如直接在board下建立新的开发板项目的目录,则这里就为NULL
s3c24x0:CPU型号
*注意:编译选项格式的第二行要用Tab键开始,否则编译会出错
4)测试编译新建的my2440开发板项目
#make my2440_config //如果出现Configuring for my2440 board...则表示设置正确
#make
//编译后在根目录下会出现u-boot.bin文件,则u-boot移植的第一步就算完成了
到此为止,u-boot对自己的my2440开发板还没有任何用处,以上的移植只是搭建了一个my2440开发板u-boot的框架,要使其功能实现,还要根据my2440开发板的具体资源情况来对u-boot源码进行修改。
3. 根据u-boot启动流程图的步骤来分析或者修改添加u-boot源码,使之适合my2440开发板(注:修改或添加的地方都用红 {MOD}表示)。
1)my2440开发板u-boot的stage1入口点分析。一般在嵌入式系统软件开发中,在所有源码文件编译完成之后,链接器要读取一个链接分配文件,在该文件中定义了程序的入口点,代码段、数据段等分配情况等。那么我们的my2440开发板u-boot的这个链接文件就是cpu/arm920t/u-boot.lds,打开该文件部分代码如下:
#gedit
cpu/arm920t/u-boot.lds
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm",
"elf32-littlearm",
"elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm) //定义生成文件的目标平台是arm
ENTRY(_start) //定义程序的入口点是_start
SECTIONS
{
//其他一些代码段、数据段等分配
. = 0x00000000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
cpu/arm920t/start.o (.text)
*(.text)
}
..................
..................
}
知道了程序的入口点是_start,那么我们就打开my2440开发板u-boot第一个要运行的程序
cpu/arm920t/start.S(即u-boot的stage1部分),查找到_start的位置如下:
#gedit
cpu/arm920t/start.S
.globl _start
_start: b start_code //将程序的执行跳转到start_code处
从这个汇编代码可以看到程序又跳转到start_code处开始执行,那么再查找到start_code处的代码如下:
/*
* the actual start code
*/
start_code:
/*
* set the cpu to SVC32 mode
*/
mrs r0,cpsr
bic r0,r0,#0x1f
orr r0,r0,#0xd3
msr cpsr,r0
bl coloured_LED_init //此处两行是对AT91RM9200DK开发板上的LED进行初始化的
bl red_LED_on
由此可以看到,start_code处才是u-boot启动代码的真正开始处。以上就是u-boot的stage1入口的过程。
2)my2440开发板u-boot的stage1阶段的硬件设备初始化。
由于在u-boot启动代码处有两行是AT91RM9200DK的LED初始代码,但我们my2440上的LED资源与该开发板的不一致,所以我们要删除或屏蔽该处代码,再加上my2440的LED驱动代码(注:添加my2440 LED功能只是用于表示u-boot运行的状态,给调试带来方便,可将该段代码放到任何你想调试的地方),代码如下:
/*bl coloured_LED_init //这两行是AT91RM9200DK开发板的LED初始化,注释掉
bl red_LED_on*/
#if defined(CONFIG_S3C2440) //区别与其他开发板
//根据mini2440原理图可知LED分别由S3C2440的PB5、6、7、8口来控制,以下是PB端口寄存器基地址(查2440的DataSheet得知)
#define GPBCON 0x56000010
#define GPBDAT 0x56000014
#define GPBUP 0x56000018
//以下对寄存器的操作参照S3C2440的DataSheet进行操作
ldr r0,
=GPBUP
ldr r1,
=0x7FF
//即:二进制11111111111,关闭PB口上拉
str r1,
[r0]
ldr r0,
=GPBCON //配置PB5、6、7、8为输出口,对应PBCON寄存器的第10-17位
ldr r1,
=0x154FD
//即:二进制010101010011111101
str r1,
[r0]
ldr r0,
=GPBDAT
ldr r1,
=0x1C0
//即:二进制111000000,PB5设为低电平,6、7、8为高电平
str r1,
[r0]
#endif
//此段代码使u-boot启动后,点亮开发板上的LED1,LED2、LED3、LED4不亮
在include/configs/my2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏
#gedit
include/configs/my2440.h
#define CONFIG_ARM920T 1 /*
This is an ARM920T Core */
#define CONFIG_S3C2410 1 /* in a SAMSUNG S3C2410 SoC */
#define CONFIG_SMDK2410 1 /* on a SAMSUNG SMDK2410 Board */
#define CONFIG_S3C2440 1 /* in a SAMSUNG S3C2440 SoC */
现在编译u-boot,在根目录下会生成一个u-boot.bin文件。然后我们利用mini2440原有的supervivi把u-boot.bin下载到RAM中运行测试(注意:我们使用supervivi进行下载时已经对CPU、RAM进行了初始化,所以我们在u-boot中要屏蔽掉对CPU、RAM的初始化),如下:
/*#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
//在start.S文件中屏蔽u-boot对CPU、RAM的初始化
bl cpu_init_crit
#endif*/
#make my2440_config
#make
下载运行后可以看到开发板上的LED灯第一了亮了,其他三个熄灭,测试结果符合上面的要求。终端运行结果如下:
3)在u-boot中添加对S3C2440一些寄存器的支持、添加中断禁止部分和时钟设置部分。
由于2410和2440的寄存器及地址大部分是一致的,所以这里就直接在2410的基础上再加上对2440的支持即可,代码如下:
#gedit
cpu/arm920t/start.S
#if defined(CONFIG_S3C2400)
|| defined(CONFIG_S3C2410)
|| defined(CONFIG_S3C2440)
/* turn off the watchdog
*/
# if defined(CONFIG_S3C2400)
# define pWTCON 0x15300000
# define INTMSK 0x14400008 /* Interupt-Controller base addresses
*/
# define CLKDIVN 0x14800014 /* clock divisor register
*/
#else //下面2410和2440的寄存器地址是一致的
# define pWTCON 0x53000000
# define INTMSK 0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses
*/
# define INTSUBMSK 0x4A00001C
# define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register
*/
# endif
ldr r0, =pWTCON
mov r1, #0x0
str r1,
[r0]
/*
* mask all IRQs by setting all bits
in the INTMR - default
*/
mov r1, #0xffffffff
ldr r0, =INTMSK
str r1,
[r0]
# if defined(CONFIG_S3C2410)
ldr r1, =0x3ff
ldr r0, =INTSUBMSK
str r1,
[r0]
# endif
# if defined(CONFIG_S3C2440)//添加s3c2440的中断禁止部分
ldr r1,
=0x7fff
//根据2440芯片手册,INTSUBMSK寄存器有15位可用
ldr r0,
=INTSUBMSK
str r1,
[r0]
# endif
#
if defined(CONFIG_S3C2440) //添加s3c2440的时钟部分
#define MPLLCON 0x4C000004 //系统主频配置寄存器基地址
#define UPLLCON 0x4C000008 //USB时钟频率配置寄存器基地址
ldr r0,
=CLKDIVN
//设置分频系数FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8
mov r1,
#5
str r1,
[r0]
ldr r0, =MPLLCON //设置系统主频为405MHz
ldr r1, =0x7F021 //这个值参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分
str r1, [r0]
ldr r0, =UPLLCON
//设置USB时钟频率为48MHz
ldr r1, =0x38022
//这个值参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分
str r1, [r0]
# else //其他开发板的时钟部分,这里就不用管了,我们现在是做2440的
/* FCLK:HCLK:PCLK
= 1:2:4
*/
/* default FCLK is 120 MHz
! */
ldr r0,
=CLKDIVN
mov r1, #3
str r1,
[r0]
# endif
#endif /* CONFIG_S3C2400
|| CONFIG_S3C2410
|| CONFIG_S3C2440
*/
S3C2440的时钟部分除了在start.S中添加外,还要分别在board/samsung/my2440/my2440.c和cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码,如下:
#gedit
board/samsung/my2440/my2440.c //设置主频和USB时钟频率参数与start.S中的一致
#define
FCLK_SPEED 2
//设置默认等于2,即下面红 {MOD}代码部分有效
#if FCLK_SPEED==0
/* Fout = 203MHz, Fin = 12MHz for Audio */
#define
M_MDIV 0xC3
#define
M_PDIV 0x4
#define
M_SDIV 0x1
#elif FCLK_SPEED==1 /* Fout = 202.8MHz */
#define
M_MDIV 0xA1
#define
M_PDIV 0x3
#define
M_SDIV 0x1
#elif
FCLK_SPEED==2 /*
Fout = 405MHz */
#define
M_MDIV 0x7F //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置
#define M_PDIV 0x2
#define M_SDIV 0x1
#endif
#define
USB_CLOCK 2
//设置默认等于2,即下面红 {MOD}代码部分有效
#if USB_CLOCK==0
#define
U_M_MDIV 0xA1
#define
U_M_PDIV 0x3
#define
U_M_SDIV 0x1
#elif
USB_CLOCK==1
#define
U_M_MDIV 0x48
#define
U_M_PDIV 0x3
#define
U_M_SDIV 0x2
#elif
USB_CLOCK==2
/* Fout = 48MHz */
#define
U_M_MDIV 0x38 //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置
#define U_M_PDIV 0x2
#define U_M_SDIV 0x2
#endif
#gedit
cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c //根据设置的分频系数FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8修改获取时钟频率的函数
static ulong get_PLLCLK(int pllreg)
{
S3C24X0_CLOCK_POWER *
const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
ulong r, m, p, s;
if (pllreg
== MPLL)
r = clk_power->MPLLCON;
else if
(pllreg == UPLL)
r = clk_power->UPLLCON;
else
hang();
m = ((r
& 0xFF000)
>> 12)
+ 8;
p = ((r
& 0x003F0)
>> 4)
+ 2;
s = r & 0x3;
#if defined(CONFIG_S3C2440)
if(pllreg
== MPLL)
{
//参考S3C2440芯片手册上的公式:PLL=(2 * m * Fin)/(p * 2s)
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ
* m
* 2)
/
(p
<< s));
}
#endif
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ
* m)
/ (p << s));
}
/* return HCLK frequency */
ulong get_HCLK(void)
{
S3C24X0_CLOCK_POWER *
const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
#if defined(CONFIG_S3C2440)
return(get_FCLK()/4);
#endif
return((clk_power->CLKDIVN
& 0x2)
? get_FCLK()/2
: get_FCLK());
}
好了!修改完毕后我们再重新编译u-boot,然后再下载到RAM中运行测试。结果终端有输出信息并且出现类似Shell的命令行,这说明这一部分移植完成。示意图如下:
大牛链接:http://blog.chinaunix.net/uid-22174347-id-1786933.html