扬创2440 uboot移植(1)--基于《嵌入式Linux之我行--u-boot-2009.08在2440上的移植详解》  

<1---5>http://linchunai1212.blog.163.com/blog/static/3511214320106169646696/?fromdm&fromSearch&isFromSearchEngine=yes

参考：

http://www.100ask.net/forum/showtopic-3624.aspx

http://www.100ask.net/forum/showtopic.aspx?topicid=727&forumpage=1&typeid=-1&page=1

http://blog.chinaunix.net/uid-20769952-id-202663.html u--boot各个文件在内存的位置

2011-03-13 17:29:20|  分类：uboot|  标签：|字号大中小 订阅 原文出处 http://hbhuanggang.cublog.cn/
一、移植环境

• 主  机：VMWare--UBUNTU 10.04
• 开发板：UTU2440--64MB Nand(K9F1208U0C),Kernel:2.6.13
• 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2.tgz
• u-boot：u-boot-2009.11.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(扬创为dm9000) 
• 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utu2440开发板还没有任何用处，以上的移植只是搭建了一个utu2440开发板u-boot的框架，要使其功能实现，还要根据utu2440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utu2440开发板（注：修改或添加的地方都用红 {MOD}表示）。 1）utu2440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utu2440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utu2440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）utu2440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utu2440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utu2440的LED驱动代码（注：添加utu2440 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utu2440原理图可知LED分别由S3C2440的PF5、6、7、8口来控制，以下是PF端口寄存器基地址(查2440的DataSheet得知) #define GPFCON 0x56000050  #define GPFDAT 0x56000054  #define GPFUP   0x56000058    
//以下对寄存器的操作参照S3C2440的DataSheet进行操作     ldr r0, =GPFUP      ldr r1, =0xFF     //即：二进制11111111，关闭PF口上拉     str r1, [r0]        ldr r0, =GPFCON   //配置PF5、6、7、8为输出口，对应PBCON寄存器的第8-15位     ldr r1, =0x55ff//即：二进制0101010111111111     str r1, [r0]        ldr r0, =GPFDAT      ldr r1, =0xef     //即：二进制11101111，PF4设为低电平，5、6、7为高电平     str r1, [r0]                  ldr r0, =0xffffff//延时     delay: sub r0,r0,#1             cmp r0,#0x0             bne  delay #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jlink,通过间接烧写方法把u-boot.bin下载到RAM中运行测试(注意：我们使用jlink下载时，已经运行过init.bin，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。jlink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：（如果串口输出乱码，请查看时钟配置）    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Nand Flash的支持）。
目前u-boot中还没有对2440上Nand Flash的支持，也就是说要想u-boot从Nand Flash上启动得自己去实现了。 首先，在include/configs/my2440.h头文件中定义Nand要用到的宏和寄存器，如下： #gedit include/configs/my2440.h  //在文件末尾加入以下Nand Flash相关定义 /*
 * Nand flash register and envionment variables 
 */
#define CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT  1

#define NAND_CTL_BASE  0x4E000000  //Nand Flash配置寄存器基地址，查2440手册可得知

#define STACK_BASE  0x33F00000     //定义堆栈的地址
#define STACK_SIZE  0x8000         //堆栈的长度大小

#define oNFCONF  0x00 //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，还是配置寄存器的基地址
#define oNFCONT  0x04 //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到控制寄存器的基地址(0x4E000004) #define oNFADDR  0x0c //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到地址寄存器的基地址(0x4E00000c)
#define oNFDATA  0x10 //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到数据寄存器的基地址(0x4E000010)
#define oNFCMD   0x08 //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到指令寄存器的基地址(0x4E000008)
#define oNFSTAT  0x20 //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到状态寄存器的基地址(0x4E000020) #define oNFECC   0x2c //相对Nand配置寄存器基地址的偏移量，可得到ECC寄存器的基地址(0x4E00002c) 其次，修改cpu/arm920t/start.S这个文件，使u-boot从Nand Flash启动，在上一节中提过，u-boot默认是从Nor Flash启动的。修改部分如下： #gedit cpu/arm920t/start.S //注意：在上一篇Nor Flash启动中，我们为了把u-boot用supervivi下载到内存中运行而屏蔽掉这段有关CPU初始化的代码。而现在我们要把u-boot下载到Nand Flash中，从Nand Flash启动，所以现在要恢复这段代码。 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT 
    bl cpu_init_crit
#endif   #if 0 //屏蔽掉u-boot中的从Nor Flash启动部分
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:               /* relocate U-Boot to RAM */
    adr r0, _start      /* r0 <- current position of code */
    ldr r1, _TEXT_BASE  /* test if we run from flash or RAM */
    cmp r0, r1          /* don't reloc during debug */
    beq stack_setup     ldr r2, _armboot_start
    ldr r3, _bss_start
    sub r2, r3, r2      /* r2 <- size of armboot */
    add r2, r0, r2      /* r2 <- source end address */ copy_loop:
    ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */
    stmia r1!, {r3-r10} /* copy to   target address [r1] */
    cmp r0, r2          /* until source end addreee [r2] */
    ble copy_loop
#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
#endif   //下面添加2440中u-boot从Nand Flash启动 #ifdef CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT
    mov r1, #NAND_CTL_BASE   //复位Nand Flash
    ldr r2, =( (7<<12)|(7<<8)|(7<<4)|(0<<0) )
    str r2, [r1, #oNFCONF]   //设置配置寄存器的初始值，参考s3c2440手册
    ldr r2, [r1, #oNFCONF]     ldr r2, =( (1<<4)|(0<<1)|(1<<0) )
    str r2, [r1, #oNFCONT]   //设置控制寄存器
    ldr r2, [r1, #oNFCONT]     ldr r2, =(0x6)           //RnB Clear
    str r2, [r1, #oNFSTAT]
    ldr r2, [r1, #oNFSTAT]
    mov r2, #0xff            //复位command
    strb r2, [r1, #oNFCMD]     mov r3, #0               //等待
nand1: 
    add r3, r3, #0x1
    cmp r3, #0xa
    blt nand1 nand2:
    ldr r2, [r1, #oNFSTAT]   //等待就绪
    tst r2, #0x4
    beq nand2     ldr r2, [r1, #oNFCONT]
    orr r2, r2, #0x2         //取消片选
    str r2, [r1, #oNFCONT]     //get read to call C functions (for nand_read())
    ldr sp, DW_STACK_START   //为C代码准备堆栈,DW_STACK_START定义在下面 
    mov fp, #0                    //copy U-Boot to RAM
    ldr r0, =TEXT_BASE//传递给C代码的第一个参数：u-boot在RAM中的起始地址
    mov r1, #0x0      //传递给C代码的第二个参数：Nand Flash的起始地址
    mov r2, #0x30000  //传递给C代码的第三个参数：u-boot的长度大小(128k)
    bl nand_read_ll   //此处调用C代码中读Nand的函数，现在还没有要自己编写实现
    tst r0, #0x0
    beq ok_nand_read bad_nand_read:
    loop2: b loop2    //infinite loop ok_nand_read:
    //检查搬移后的数据，如果前4k完全相同，表示搬移成功
    mov r0, #0
    ldr r1, =TEXT_BASE