u-boot的移植步骤

         u-boot移植是系统移植的第一步也是为内核移植做准备工作，板子上电后，芯片内部irom里面的固化代码会判断开发板的启动方式（通过拨码开关可选择是EMMC启动还是SD卡启动），然后将U-BBOOT的第一部分代码加载到IRAM中，这段代码初始化DRAM，之后把 BL2全部加载到DRAM之中，开始初始化芯片内部设备等各种初始化，把u-boot整个代码加载到DRAM中，开始运行。

     

一 fs4412 (SOC:samsung,exynos4412) 启动

硬件信息
 SOC   : 三星 exynos4412 (4个cortex-A9)  主频 1.4GHZ
 board : fs4412

u-boot版本
  u-boot-2013

1.SOC内部irom代码 (从存储介质拷贝一部分代码到iRAM)
2.SOC内部iRAM代码 (bootloader第一段代码)
  [1]系统时钟初始化
  [2]内存初始化
  [3]将存储介质中的bootloader (u-boot-2013.01) 搬移到DDR内存中

3.内存中bootloader(u-boot-2013.01)运行

  (1)设置异常向量表
     [1]每个异常的处理过程
  [2]告诉ARM核异常向量表的基地址

  (2)设置ARM核为SVC模式

  (3)初始化cp15的协处理
    [1]让cache无效
  [2]关闭cache和mmu

  (4)_main  arch/arm/lib/crt0.S
     [1]设置sp
   [2]板子的第一阶段初始化(board_init_f : arch/arm/lib/board.c)
     (1)获取cpu id
   (2)定时器初始化
   (3)波特率
   (4)串口初始化
   (5)打印u_boot版本信息
   (6)打印cpu信息
   (7)记录内存大小
   (8)预留一部分内存空间，为u_boot重定向做准备

  (5)u_boot重定向 (将u_boot搬移内存的最顶端)

  (6)设置c语言的运行环境
    [1]设置sp
  [2]清bss段

  (7)板子的第二阶段初始化(board_init_r : arch/arm/lib/board.c)
  [1]让串口作为标准输入输出设备
     [2]从存储介质中读取u_boot需要的环境变量
   (注意:由于之前没有保存过,第一次读取会失败,此时使用u_boot自带的默认环境变量)
     [3]初始化MMC卡
  [4]初始化网卡
  [5]main_loop
   (1)判断是否设置bootcmd和bootdelay
     [1]如果已经设置,会在到计时的时间中判断用户是否有输入，
        如果没有输入则执行bootcmd中指定的命令
     如果用户有输入，则进入u_boot交互界面(监视用户是否输入了uboot命令，如果输入则执行命令)
    
     [2]如果没有设置，则进入u_boot交互界面

二 uboot移植核心思想 

1. 厂家直接提供u-boot -> 烧写 或者 修改(增加新功能) 或 u-boot 版本升级
2. 芯片公司,让u-boot支持公司的芯片 ,自己仿照别的厂家，添加自己开发板相关代码
3. 芯片公司根据自己的芯片编写bootloader,仿照u-boot设计思想
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(1)熟悉SOC芯片和u-boot启动流程
(2)系统时钟，内存是否能正常初始化
(3)搬移u-boot到内存过程
(4)对存储介质(emmc)如何进行读写

三  uboot移植

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在u-boot源码中找到一块和自己开发板类似板子 ,然后给予这一块开发板做移植
(1)芯片厂家 && 芯片型号
   samsung     exynos4412    ===> 三星母板 : smdk4412

   在u-boot中没有找到母板(芯片厂家做出一款芯片后，设计的第一块开发板) 
   <1>查阅一下芯片厂家给予这个芯片是否做了其他母板
   <2>是不是当前u-boot版本中，芯片厂家还没有将自己的母板代码添加进来 ----> 去新版本的u-boot中寻找 
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(1)修改Makefile指定自己的交叉开发工具链前缀

ifeq (arm,$(ARCH))
 CROSS_COMPILE ?=arm-none-linux-gnueabi-
endif

【实验步骤】
一、建立自己的平台
1、下载源码
我们可以在下面这个网站上下载最新的和以前任一版本的 uboot
ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/
2、解压 uboot 源码并进入目录
$ tar xvf u-boot-2013.01.tar.bz2
$ cd u-boot-2013.01R
3、指定交叉编译工具链
$ vim Makefile
把
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
#endif
下添加
ifeq (arm,$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi-
#endif4、指定产品 CPU
我们产品用的 CPU 是 exynos 4412
查看 u-boot 源码该 CPU 是否已支持
U-boot 已支持，见 arch/arm/cpu/armv7/exynos/
5、指定产品 BOARD
找一个最类似的 board配置修改, 这里我们参考的是 board/samsung/origen/
$ cp -rf board/samsung/origen/ board/samsung/fs4412
$ mv board/samsung/fs4412/origen.c board/samsung/fs4412/fs4412.c
$ vim board/samsung/fs4412/Makefile
修改 origen.o 为 fs4412.o
$ cp include/configs/origen.h include/configs/fs4412.h
$ vim include/configs/fs4412.h
修改
#define CONFIG_SYS_PROMPT "ORIGEN #"
为
#define CONFIG_SYS_PROMPT "fs4412 #"
修改
#define CONFIG_IDENT_STRING for ORIGEN
为
#define CONFIG_IDENT_STRING for fs4412
#vim boards.cfg
参考
origen arm armv7 origen samsung exynos
并在后面新增
fs4412 arm armv7 fs4412 samsung exynos6、编译 u-boot
$ make distclean
$ make fs4412_config
$ make
编译完成后生成的 u-boot.bin 就是可执行的镜像文件。
但是该文件还不能在我们板子上运行，我们需要对 u-boot 源代码进行相应的修改。

二、实现能看到串口终端信息
1、确认第一条指令有运行到 （点灯法）
 在 arch/arm/cpu/armv7/start.S 134 行后添加点灯程序
#if 1
ldr r0, =0x11000c40 @GPK2_7 led2
ldr r1, [r0]
bic r1, r1, #0xf0000000
orr r1, r1, #0x10000000
str r1, [r0]
ldr r0, =0x11000c44
mov r1,#0xff
str r1, [r0]
#endif
 添加三星加密方式
exynos 需要三星提供的初始引导加密后，我们的 u-boot,才能被引导运行
$cp sdfuse_q u-boot-2013.01 -rf
注：sdfuse_q 三星提供的加密处理
$cp CodeSign4SecureBoot u-boot-2013.01 -rf
注：CodeSign4SecureBoot 三星提供的安全启动方式 修改 Makefile
$vim Makefile
修改实现 sdfuse_q 的编译
在
$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
$(BOARD_SIZE_CHECK)
下添加
@#./mkuboot
@split -b 14336 u-boot.bin bl2
@+make -C sdfuse_q/
@#cp u-boot.bin u-boot-4212.bin
@#cp u-boot.bin u-boot-4412.bin
@#./sdfuse_q/add_sign
@./sdfuse_q/chksum
@./sdfuse_q/add_padding
@rm bl2a*
@echo
注意是 tab 键缩进的，否则 makefile 编译报错
注意如果执行了 make distclean 需重新拷贝 CodeSign4SecureBoot
 拷贝编译脚本
$ cp build.sh u-boot-2013.01
$ chmod 777 u-boot-2013.01/ build.sh
$ ./buildsh
注：build.sh 脚本方式完成自动添加加密方式，编译生成所需文件 u-boot_fs4412.bin
烧写新的 u-boot_fs4412.bin
复位，发现灯有点亮，说明 我们的 u-boot 有运行到

2、实现串口输出
修改 lowlevel_init.S 文件
$vim board/samsung/fs4412/lowlevel_init.S
 添加临时栈
在
lowlevel_init:
后添加
ldr sp,=0x02060000 @use iRom stack in bl2
 添加关闭看门狗代码
在
beq wakeup_reset
后添加
#if 1 /*for close watchdog */
/* PS-Hold high */
ldr r0, =0x1002330c
ldr r1, [r0]
orr r1, r1, #0x300
str r1, [r0]
ldr r0, =0x11000c08
ldr r1, =0x0
str r1, [r0]
/* Clear MASK_WDT_RESET_REQUEST */ldr r0, =0x1002040c
ldr r1, =0x00
str r1, [r0]
#endif
 添加串口初始化代码
在 uart_asm_init: 的
str r1, [r0, #EXYNOS4_GPIO_A1_CON_OFFSET]
后添加
ldr r0, =0x10030000
ldr r1, =0x666666
ldr r2, =CLK_SRC_PERIL0_OFFSET
str r1, [r0, r2]
ldr r1, =0x777777
ldr r2, =CLK_DIV_PERIL0_OFFSET
str r1, [r0, r2]
注释掉 trustzone 初始化
注释掉
bl uart_asm_init
下的
bl tzpc_init
重新编译 u-boot
$ ./build.sh
烧写新的 u-boot_fs4412.bin
复位会看到串口信息

三、网卡移植

1、添加网络初始化代码
$ vim board/samsung/fs4412/fs4412.c
在 struct exynos4_gpio_part2 *gpio2; 后添加
#ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
#define EXYNOS4412_SROMC_BASE 0X12570000
#define DM9000_Tacs (0x1)
#define DM9000_Tcos (0x1)
#define DM9000_Tacc (0x5)
#define DM9000_Tcoh (0x1)
#define DM9000_Tah (0xC)#define DM9000_Tacp (0x9)
#define DM9000_PMC (0x1)
struct exynos_sromc {
unsigned int bw;
unsigned int bc[6];
};
/*
* s5p_config_sromc() - select the proper SROMC Bank and configure the
* band width control and bank control registers
* srom_bank - SROM
* srom_bw_conf - SMC Band witdh reg configuration value
* srom_bc_conf - SMC Bank Control reg configuration value
*/
void exynos_config_sromc(u32 srom_bank, u32 srom_bw_conf, u32 srom_bc_conf)
{
unsigned int tmp;
struct exynos_sromc *srom = (struct exynos_sromc
*)(EXYNOS4412_SROMC_BASE);
/* Configure SMC_BW register to handle proper SROMC bank */
tmp = srom->bw;
tmp &= ~(0xF << (srom_bank * 4));
tmp |= srom_bw_conf;
srom->bw = tmp;
/* Configure SMC_BC register */srom->bc[srom_bank] = srom_bc_conf;
}
static void dm9000aep_pre_init(void)
{
unsigned int tmp;
unsigned char smc_bank_num = 1;
unsigned int smc_bw_conf=0;
unsigned int smc_bc_conf=0;
/* gpio configuration */
writel(0x00220020, 0x11000000 + 0x120);
writel(0x00002222, 0x11000000 + 0x140);
/* 16 Bit bus width */
writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x180);
writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x188);
writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1C0);
writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1C8);
writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1E0);
writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1E8);
smc_bw_conf &= ~(0xf<<4);
smc_bw_conf |= (1<<7) | (1<<6) | (1<<5) | (1<<4);
smc_bc_conf = ((DM9000_Tacs << 28)
| (DM9000_Tcos << 24)
| (DM9000_Tacc << 16)
| (DM9000_Tcoh << 12)
| (DM9000_Tah << 8)
| (DM9000_Tacp << 4)| (DM9000_PMC));
exynos_config_sromc(smc_bank_num,smc_bw_conf,smc_bc_conf);
}
#endif
在 gd->bd->bi_boot_params = (PHYS_SDRAM_1 + 0x100UL); 后添加
#ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
dm9000aep_pre_init();
#endif
在文件末尾添加
#ifdef CONFIG_CMD_NET
int board_eth_init(bd_t *bis)
{
int rc = 0;
#ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
rc = dm9000_initialize(bis);
#endif
return rc;
}
#endif
2、 修改配置文件添加网络相关配置
$ vim include/configs/fs4412.h
修改
#undef CONFIG_CMD_PING
为#def ine CONFIG_CMD_PING
修改
#undef CONFIG_CMD_NET
为
#def ine CONFIG_CMD_NET
在文件末尾
#endif /* __CONFIG_H */
前面添加
#ifdef CONFIG_CMD_NET
#define CONFIG_NET_MULTI
#define CONFIG_DRIVER_DM9000 1
#define CONFIG_DM9000_BASE 0x05000000
#define DM9000_IO CONFIG_DM9000_BASE
#define DM9000_DATA (CONFIG_DM9000_BASE + 4)
#define CONFIG_DM9000_USE_16BIT
#define CONFIG_DM9000_NO_SROM 1
#define CONFIG_ETHADDR 11:22:33:44:55:66
#define CONFIG_IPADDR 192.168.9.200
#define CONFIG_SERVERIP 192.168.9.120
#define CONFIG_GATEWAYIP 192.168.9.1
#define CONFIG_NETMASK 255.255.255.0
#endif
3、重新编译 u-boot
$ ./build.sh烧写新的 u-boot_fs4412.bin
复位后
# ping 192.168.9.120

四、FLASH 移植 （EMMC）
1、 初始化 EMMC
$cp movi.c arch/arm/cpu/armv7/exynos/
$vim arch/arm/cpu/armv7/exynos/Makefile
在 pinmux.o 后添加 movi.o
修改板级文件
$vim board/samsung/fs4412/fs4412.c
在
#include
后面添加
#include
#include "origen_setup.h"
在
#ifdef CONFIG_GENERIC_MMC
后面添加
u32 sclk_mmc4; /*clock source for emmc controller*/
#define __REGMY(x) (*((volatile u32 *)(x)))#define CLK_SRC_FSYS __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE +
CLK_SRC_FSYS_OFFSET)
#define CLK_DIV_FSYS3 __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE +
CLK_DIV_FSYS3_OFFSET)
int emmc_init()
{
u32 tmp;
u32 clock;
u32 i;
/* setup_hsmmc_clock */
/* MMC4 clock src = SCLKMPLL */
tmp = CLK_SRC_FSYS & ~(0x000f0000);
CLK_SRC_FSYS = tmp | 0x00060000;
/* MMC4 clock div */
tmp = CLK_DIV_FSYS3 & ~(0x0000ff0f);
clock = get_pll_clk(MPLL)/1000000;
for(i=0 ; i<=0xf; i++) {
sclk_mmc4=(clock/(i+1));
if(sclk_mmc4 <= 160) //200
{
CLK_DIV_FSYS3 = tmp | (i<<0);
break;
}
}
emmcdbg("[mjdbg] sclk_mmc4:%d MHZ; mmc_ratio: %d\n",sclk_mmc4,i);sclk_mmc4 *= 1000000;
/*
* MMC4 EMMC GPIO CONFIG
*
* GPK0[0] SD_4_CLK
* GPK0[1] SD_4_CMD
* GPK0[2] SD_4_CDn
* GPK0[3:6] SD_4_DATA[0:3]
*/
writel(readl(0x11000048)&~(0xf),0x11000048); //SD_4_CLK/SD_4_CMD pull-down
enable
writel(readl(0x11000040)&~(0xff),0x11000040);//cdn set to be output
writel(readl(0x11000048)&~(3<<4),0x11000048); //cdn pull-down disable
writel(readl(0x11000044)&~(1<<2),0x11000044); //cdn output 0 to shutdown the emmc
power
writel(readl(0x11000040)&~(0xf<<8)|(1<<8),0x11000040);//cdn set to be output
udelay(100*1000);
writel(readl(0x11000044)|(1<<2),0x11000044); //cdn output 1
writel(0x03333133, 0x11000040);
writel(0x00003FF0, 0x11000048);
writel(0x00002AAA, 0x1100004C);
#ifdef CONFIG_EMMC_8Bitwritel(0x04444000, 0x11000060);
writel(0x00003FC0, 0x11000068);
writel(0x00002AAA, 0x1100006C);
#endif
#ifdef USE_MMC4
smdk_s5p_mshc_init();
#endif
}
将 int board_mmc_init(bd_t *bis)函数内容改写为
int board_mmc_init(bd_t *bis)
{
int i, err;
#ifdef CONFIG_EMMC
err = emmc_init();
#endif
return err;
}
在末尾添加
#ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
#include
int chk_bootdev(void)//mj for boot device check
{
char run_cmd[100];
struct mmc *mmc;int boot_dev = 0;
int cmp_off = 0x10;
ulong start_blk, blkcnt;
mmc = find_mmc_device(0);
if (mmc == NULL)
{
printf("There is no eMMC card, Booting device is SD card\n");
boot_dev = 1;
return boot_dev;
}
start_blk = (24*1024/MOVI_BLKSIZE);
blkcnt = 0x10;
sprintf(run_cmd,"emmc open 0");
run_command(run_cmd, 0);
sprintf(run_cmd,"mmc read
0 %lx %lx %lx",CFG_PHY_KERNEL_BASE,start_blk,blkcnt);
run_command(run_cmd, 0);
/* switch mmc to normal paritition */
sprintf(run_cmd,"emmc close 0");
run_command(run_cmd, 0);
return 0;
}int board_late_init (void)
{
int boot_dev =0 ;
char boot_cmd[100];
boot_dev = chk_bootdev();
if(!boot_dev)
{
printf("\n\nChecking Boot Mode ... EMMC4.41\n");
}
return 0;
}
#endif
2、 添加相关命令
$ cp cmd_movi.c common/
$ cp cmd_mmc.c common/
$ cp cmd_mmc_fdisk.c common/
修改 Makefile
$ vim common/Makefile
在
COBJS-$(CONFIG_CMD_MMC) += cmd_mmc.o
后添加
COBJS-$(CONFIG_CMD_MMC) += cmd_mmc_fdisk.o
COBJS-$(CONFIG_CMD_MOVINAND) += cmd_movi.o添加驱动
$ cp mmc.c drivers/mmc/
$ cp s5p_mshc.c drivers/mmc/
$ cp mmc.h include/
$ cp movi.h include/
$ cp s5p_mshc.h include/
修改 Makefile
$vim drivers/mmc/Makefile
添加
COBJS-$(CONFIG_S5P_MSHC) += s5p_mshc.o
3、添加 EMMC 相关配置
$vim include/configs/fs4412.h
添加
#define CONFIG_EVT1 1 /* EVT1 */
#ifdef CONFIG_EVT1
#define CONFIG_EMMC44_CH4 //eMMC44_CH4 (OMPIN[5:1] = 4)
#ifdef CONFIG_SDMMC_CH2
#define CONFIG_S3C_HSMMC
#undef DEBUG_S3C_HSMMC
#define USE_MMC2
#endif
#ifdef CONFIG_EMMC44_CH4
#define CONFIG_S5P_MSHC#define CONFIG_EMMC 1
#define USE_MMC4
/* #define CONFIG_EMMC_8Bit */
#define CONFIG_EMMC_EMERGENCY
/*#define emmcdbg(fmt,args...) printf(fmt ,##args) *///for emmc debug
#define emmcdbg(fmt,args...)
#endif
#endif /*end CONFIG_EVT1*/
#define CONFIG_CMD_MOVINAND
#define CONFIG_CLK_1000_400_200
#define CFG_PHY_UBOOT_BASE CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x3e00000
#define CFG_PHY_KERNEL_BASE CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x8000
#define BOOT_MMCSD 0x3
#define BOOT_EMMC43 0x6
#define BOOT_EMMC441 0x7
#define CONFIG_BOARD_LATE_INIT
4、 重新编译 u-boot
$ ./build.sh
烧写新的 u-boot_fs4412.bin
复位后
# mmcinfo