嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植详解

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嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植详解

2019-07-12 16:17发布生成海报

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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。

共享资源，欢迎转载： http://hbhuanggang.cublog.cn

一、移植环境

主机：VMWare--Fedora 9
开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
编译器： arm-linux-gcc-4.3.2.tgz
u-boot： u-boot-2009.08.tar.bz2

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：

下接： u-boot-2009.08在2440上的移植详解（二） 回目录嵌入式Linux之我行——Bootloader移植篇 嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植详解（二）
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。

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一、移植环境

主机：VMWare--Fedora 9
开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
编译器： arm-linux-gcc-4.3.2.tgz
u-boot： u-boot-2009.08.tar.bz2

二、移植步骤 上接： u-boot-2009.08在2440上的移植详解（一） 4）准备进入u-boot的第二阶段（在u-boot中添加对我们开发板上Nor Flash的支持） 。
通常，在嵌入式bootloader中，有两种方式来引导启动内核：从Nor Flash启动和从Nand Flash启动。u-boot中默认是从Nor Flash启动，再从上一节这个运行结果图中看，还发现几个问题：第一，我开发板的Nor Flash是2M的，而这里显示的是512kB；第二，出现Warning - bad CRC, using default environment的警告信息。不是u-boot默认是从Nor Flash启动的吗？为什么会有这些错误信息呢？这是因为我们还没有添加对我们自己的Nor Flash的支持，u-boot默认的是其他型号的Nor Flash，而我们的Nor Flash的型号是SST39VF1601。另外怎样将命令行提示符前面的SMDK2410变成我自己定义的呢？下面我们一一来解决这些问题，让u-boot完全对我们Nor Flash的支持。首先我们修改头文件代码如下：

#gedit 
include/configs/my2440.h 
//修改命令行前的名字和Nor Flash参数部分的定义

#define CONFIG_SYS_PROMPT   "[MY2440]#"
  //将命令行前的名字改成[MY2440]

/*-----------------------------------------------------------------------

 * FLASH and environment organization

 */


#

if

 0
    
//注释掉下面两个类型的Nor Flash设置，因为不是我们所使用的型号


#
define

 CONFIG_AMD_LV400     1 /* uncomment this if you have a LV400 flash */


#
define 


CONFIG_AMD_LV800     1 /* uncomment this if you have a LV800 flash */


#
endif





#
define

 


CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS 1  /* max number of memory banks */




#
ifdef

 CONFIG_AMD_LV800

#
define

 

PHYS_FLASH_SIZE            0x00100000  /* 1MB */


#
define

 

CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT  (
19)        
/* max number of sectors on one chip */


#
define

 CONFIG_ENV_ADDR            (
CONFIG_SYS_FLASH_BASE +
 0x0F0000)
 /* addr of environment */


#
endif



#
ifdef

 CONFIG_AMD_LV400

#
define

 PHYS_FLASH_SIZE&


                         
                         
     
  
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