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》

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色表示）。

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，即下面红色代码部分有效 #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，即下面红色代码部分有效 #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     mov r2, #0x400           //4 bytes * 1024 = 4K-bytes go_next:     ldr r3, [r0], #4     ldr r4, [r1], #4     teq r3, r4     bne notmatch     subs r2, r2, #4     beq stack_setup     bne go_next notmatch:     loop3: b loop3           //infinite loop #endif //CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT   _start_armboot: .word start_armboot //在这一句的下面加上DW_STACK_START的定义 .align 2 DW_STACK_START: .word STACK_BASE+STACK_SIZE-4

再次，在board/samsung/my2440/目录下新建一个nand_read.c文件，在该文件中来实现上面汇编中要调用的nand_read_ll函数，代码如下：

#gedit board/samsung/my2440/nand_read.c  //新建一个nand_read.c文件，记得保存

#include <config.h> #define NF_BASE   0x4E000000  //Nand Flash配置寄存器基地址 #define __REGb(x) (*(volatile unsigned char *)(x)) #define __REGi(x) (*(volatile unsigned int  *)(x)) #define NFCONF __REGi(NF_BASE + 0x0 )  //通过偏移量还是得到配置寄存器基地址 #define NFCONT __REGi(NF_BASE + 0x4 )  //通过偏移量得到控制寄存器基地址 #define NFCMD  __REGb(NF_BASE + 0x8 )  //通过偏移量得到指令寄存器基地址 #define NFADDR __REGb(NF_BASE + 0xC )  //通过偏移量得到地址寄存器基地址 #define NFDATA __REGb(NF_BASE + 0x10)  //通过偏移量得到数据寄存器基地址 #define NFSTAT __REGb(NF_BASE + 0x20)  //通过偏移量得到状态寄存器基地址 #define NAND_CHIP_ENABLE  (NFCONT &= ~(1<<1))  //Nand片选使能 #define NAND_CHIP_DISABLE (NFCONT |= (1<<1))   //取消Nand片选 #define NAND_CLEAR_RB     (NFSTAT |= (1<<2)) #define NAND_DETECT_RB    { while(! (NFSTAT&(1<<2)) );} #define NAND_SECTOR_SIZE 512 #define NAND_BLOCK_MASK (NAND_SECTOR_SIZE - 1) /* low level nand read function */ int nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size) {     int i, j;     if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK))      {         return -1; //地址或长度不对齐     }     NAND_CHIP_ENABLE; //选中Nand片选     for(i=start_addr; i < (start_addr + size);)      {         //发出READ0指令         NAND_CLEAR_RB;         NFCMD = 0;         //对Nand进行寻址         NFADDR = i & 0xFF;         NFADDR = (i >> 9) & 0xFF;         NFADDR = (i >> 17) & 0xFF;         NFADDR = (i >> 25) & 0xFF;         NAND_DETECT_RB;         for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++)          {             *buf = (NFDATA & 0xFF);             buf++;         }     }     NAND_CHIP_DISABLE; //取消片选信号     return 0; }

注意：上面这段代码中对Nand进行寻址的部分，这跟具体的Nand Flash的寻址方式有关。根据我们开发板上的Nand Flash(K9F1208U0C)数据手册得知，片内寻址是采用26位地址形式。从第0位开始分四次通过I/O0－I/O7进行传送，并进行片内寻址。具体含义和结构图如下(相关概念参考Nand数据手册)：

0 － 7位：字节在上半部、下半部及OOB内的偏移地址      8位：值为0代表对一页内前256个字节进行寻址，值为1代表对一页内后256个字节进行寻址  9－13位：对页进行寻址 14－25位：对块进行寻址

然后，在board/samsung/my2440/Makefile中添加nand_read.c的编译选项，使他编译到u-boot中，如下：

COBJS    := my2440.o flash.o nand_read.o

还有一个重要的地方要修改，在cpu/arm920t/u-boot.lds中，这个u-boot启动连接脚本文件决定了u-boot运行的入口地址，以及各个段的存储位置，这也是链接定位的作用。添加下面两行代码的主要目的是防止编译器把我们自己添加的用于nandboot的子函数放到4K之后，否则是无法启动的。如下：

.text : {     cpu/arm920t/start.o    (.text)     board/samsung/my2440/lowlevel_init.o (.text)     board/samsung/my2440/nand_read.o (.text)     *(.text) }

最后编译u-boot，生成u-boot.bin文件。然后先将mini2440开发板调到Nor启动档，利用supervivi的a命令将u-boot.bin下载到开发板的Nand Flash中，再把开发板调到Nand启动档，打开电源就从Nand Flash启动了，启动结果图如下：

从上面的运行图看，显然现在的Nand还不能做任何事情，而且也没有显示有关Nand的任何信息，所以只能说明上面的这些步骤只是完成了Nand移植的Stage1部分。下面我们来添加我们开发板上的Nand Flash(K9F1208U0C)的Stage2部分的有关操作支持。

6）现在进入u-boot的第二阶段（添加Nand Flash(K9F1208U0C)的有关操作支持）。
在上一节中我们说过，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，但不管是从Nor启动或者从Nand启动，进入第二阶段以后，两者的执行流程是相同的。

当u-boot的start.S运行到“_start_armboot: .word start_armboot”时，就会调用lib_arm/board.c中的start_armboot函数，至此u-boot正式进入第二阶段。此时注意：以前较早的u-boot版本进入第二阶段后，对Nand Flash的支持有新旧两套代码，新代码在drivers/nand目录下，旧代码在drivers/nand_legacy目录下，CFG_NAND_LEGACY宏决定了使用哪套代码，如果定义了该宏就使用旧代码，否则使用新代码。但是现在的u-boot-2009.08版本对Nand的初始化、读写实现是基于最近的Linux内核的MTD架构，删除了以前传统的执行方法，使移植没有以前那样复杂了，实现Nand的操作和基本命令都直接在drivers/mtd/nand目录下(在doc/README.nand中讲得很清楚)。下面我们结合代码来分析一下u-boot在第二阶段的执行流程：

1.lib_arm/board.c文件中的start_armboot函数调用了drivers/mtd/nand/nand.c文件中的nand_init函数，如下：   #if defined(CONFIG_CMD_NAND) //可以看到CONFIG_CMD_NAND宏决定了Nand的初始化       puts ("NAND: ");       nand_init();   #endif 2.nand_init调用了同文件下的nand_init_chip函数； 3.nand_init_chip函数调用drivers/mtd/nand/s3c2410_nand.c文件下的board_nand_init函数，然后再调用drivers/mtd/nand/nand_base.c函数中的nand_scan函数； 4.nand_scan函数调用了同文件下的nand_scan_ident函数等。

因为2440和2410对nand控制器的操作有很大的不同，所以s3c2410_nand.c下对nand操作的函数就是我们做移植需要实现的部分了，他与具体的Nand Flash硬件密切相关。为了区别与2410，这里我们就重新建立一个s3c2440_nand.c文件，在这里面来实现对nand的操作，代码如下：

#gedit drivers/mtd/nand/s3c2440_nand.c   //新建s3c2440_nand.c文件

#include #if 0 #define DEBUGN    printf #else #define DEBUGN(x, args ...) {} #endif #include #include #include   #define __REGb(x)    (*(volatile unsigned char *)(x)) #define __REGi(x)    (*(volatile unsigned int *)(x))   #define NF_BASE  0x4e000000             //Nand配置寄存器基地址 #define NFCONF   __REGi(NF_BASE + 0x0)  //偏移后还是得到配置寄存器基地址 #define NFCONT   __REGi(NF_BASE + 0x4)  //偏移后得到Nand控制寄存器基地址 #define NFCMD    __REGb(NF_BASE + 0x8)  //偏移后得到Nand指令寄存器基地址 #define NFADDR   __REGb(NF_BASE + 0xc)  //偏移后得到Nand地址寄存器基地址 #define NFDATA   __REGb(NF_BASE + 0x10) //偏移后得到Nand数据寄存器基地址 #define NFMECCD0 __REGi(NF_BASE + 0x14) //偏移后得到Nand主数据区域ECC0寄存器基地址 #define NFMECCD1 __REGi(NF_BASE + 0x18) //偏移后得到Nand主数据区域ECC1寄存器基地址 #define NFSECCD  __REGi(NF_BASE + 0x1C) //偏移后得到Nand空闲区域ECC寄存器基地址 #define NFSTAT   __REGb(NF_BASE + 0x20) //偏移后得到Nand状态寄存器基地址 #define NFSTAT0  __REGi(NF_BASE + 0x24) //偏移后得到Nand ECC0状态寄存器基地址 #define NFSTAT1  __REGi(NF_BASE + 0x28) //偏移后得到Nand ECC1状态寄存器基地址 #define NFMECC0  __REGi(NF_BASE + 0x2C) //偏移后得到Nand主数据区域ECC0状态寄存器基地址 #define NFMECC1  __REGi(NF_BASE + 0x30) //偏移后得到Nand主数据区域ECC1状态寄存器基地址 #define NFSECC   __REGi(NF_BASE + 0x34) //偏移后得到Nand空闲区域ECC状态寄存器基地址 #define NFSBLK   __REGi(NF_BASE + 0x38) //偏移后得到Nand块开始地址 #define NFEBLK   __REGi(NF_BASE + 0x3c) //偏移后得到Nand块结束地址   #define S3C2440_NFCONT_nCE  (1<<1) #define S3C2440_ADDR_NALE   0x0c #define S3C2440_ADDR_NCLE   0x08   ulong IO_ADDR_W = NF_BASE;   static void s3c2440_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl) {     struct nand_chip *chip = mtd->priv;     DEBUGN("hwcontrol(): 0x%02x 0x%02x\n", cmd, ctrl);     if (ctrl & NAND_CTRL_CHANGE) {         IO_ADDR_W = NF_BASE;         if (!(ctrl & NAND_CLE))                //要写的是地址             IO_ADDR_W |= S3C2440_ADDR_NALE;         if (!(ctrl & NAND_ALE))                //要写的是命令             IO_ADDR_W |= S3C2440_ADDR_NCLE;         if (ctrl & NAND_NCE)              NFCONT &= ~S3C2440_NFCONT_nCE;    //使能nand flash         else             NFCONT |= S3C2440_NFCONT_nCE;     //禁止nand flash     }     if (cmd != NAND_CMD_NONE)         writeb(cmd,(void *)IO_ADDR_W); }   static int s3c2440_dev_ready(struct mtd_info *mtd) {     DEBUGN("dev_ready\n");     return (NFSTAT & 0x01); }   int board_nand_init(struct nand_chip *nand) {     u_int32_t cfg;     u_int8_t tacls, twrph0, twrph1;     S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();       DEBUGN("board_nand_init()\n");       clk_power->CLKCON |= (1 << 4);       twrph0 = 4; twrph1 = 2; tacls = 0;       cfg = (tacls<<12)|(twrph0<<8)|(twrph1<<4);     NFCONF = cfg;       cfg = (1<<6)|(1<<4)|(0<<1)|(1<<0);     NFCONT = cfg;       /* initialize nand_chip data structure */     nand->IO_ADDR_R = nand->IO_ADDR_W = (void *)0x4e000010;       /* read_buf and write_buf are default */     /* read_byte and write_byte are default */     /* hwcontrol always must be implemented */     nand->cmd_ctrl = s3c2440_hwcontrol;       nand->dev_ready = s3c2440_dev_ready;       return 0; }

 

其次，在开发板配置文件include/configs/my2440.h文件中定义支持Nand操作的相关宏，如下：

#gedit include/configs/my2440.h

/* Command line configuration. */ #define CONFIG_CMD_NAND #define CONFIG_CMDLINE_EDITING #ifdef CONFIG_CMDLINE_EDITING #undef CONFIG_AUTO_COMPLETE #else #define CONFIG_AUTO_COMPLETE #endif   /* NAND flash settings */ #if defined(CONFIG_CMD_NAND) #define CONFIG_SYS_NAND_BASE            0x4E000000 //Nand配置寄存器基地址 #define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE      1  #define CONFIG_MTD_NAND_VERIFY_WRITE    1  //#define NAND_SAMSUNG_LP_OPTIONS       1  //注意：我们这里是64M的Nand Flash，所以不用，如果是128M的大块Nand Flash，则需加上 #endif

 

然后，在drivers/mtd/nand/Makefile文件中添加s3c2440_nand.c的编译项，如下：

# gedit drivers/mtd/nand/Makefile

COBJS-y += s3c2440_nand.o COBJS-$(CONFIG_NAND_S3C2440) += s3c2440_nand.o

最后，重新编译u-boot并使用supervivi的a命令下载到Nand Flash中，把开发板调到Nand档从Nand启动，启动结果图如下：

从上图可以看出，现在u-boot已经对我们开发板上64M的Nand Flash完全支持了。Nand相关的基本命令也都可以正常使用了。

补充内容：

从以上的启动信息看，有一个警告信息“*** Warning - bad CRC or NAND, using default environment”，我们知道，这是因为我们还没有将u-boot的环境变量保存nand中的缘故，那现在我们就用u-boot的saveenv命令来保存环境变量，如下：

从上图可以看到保存环境变量并没有成功，而且从信息看他将把环境变量保存到Flash中，显然这不正确，我们是要保存到Nand中。原来，u-boot在默认的情况下把环境变量都是保存到Nor Flash中的，所以我们要修改代码，让他保存到Nand中，如下：

#gedit include/configs/my2440.h

//注释掉环境变量保存到Flash的宏(注意：如果你要使用上一篇中的从Nor启动的saveenv命令，则要恢复这些Flash宏定义) //#define CONFIG_ENV_IS_IN_FLASH 1 //#define CONFIG_ENV_SIZE      0x10000 /* Total Size of Environment Sector */   //添加环境变量保存到Nand的宏(注意：如果你要使用上一篇中的从Nor启动的saveenv命令，则不要这些Nand宏定义) #define CONFIG_ENV_IS_IN_NAND  1 #define CONFIG_ENV_OFFSET      0x30000 //将环境变量保存到nand中的0x30000位置 #define CONFIG_ENV_SIZE        0x10000 /* Total Size of Environment Sector */

重新编译u-boot，下载到nand中，启动开发板再来保存环境变量，如下：

可以看到，现在

成功保存到Nand中了，为了验证，我们重新启动开发板，那条警告信息现在没有了，如下：

7）u-boot对CS8900或者DM9000X网卡的支持。
u-boot-2009.08版本已经对CS8900和DM9000X网卡有比较完善的代码支持(代码在drivers/net/目录下)，而且在S3C24XX系列中默认对CS8900网卡进行配置使用。只是在个别地方要根据开发板的具体网卡片选进行设置，就可以对S3C24XX系列中CS8900网卡的支持使用。代码如下：

#gedit include/configs/my2440.h

/*  * Hardware drivers  */ #define CONFIG_DRIVER_CS8900  1        /* we have a CS8900 on-board */ #define CS8900_BASE           0x19000300 //注意：对不同的开发板就是要修改这个片选地址参数，这个参数值就看开发板上网卡的片选引脚是接到ARM芯片存储控制器的哪个Bank上 #define CS8900_BUS16          1        /* the Linux driver does accesses as shorts */

现在修改对我们开发板上DM9000X网卡的支持。
首先，我们看看drivers/net/目录下有关DM9000的代码，发现dm9000x.h中对CONFIG_DRIVER_DM9000宏的依赖，dm9000x.c中对CONFIG_DM9000_BASE宏、DM9000_IO宏、DM9000_DATA等宏的依赖，所以我们修改代码如下：

#gedit include/configs/my2440.h

/* * Hardware drivers */  屏蔽掉u-boot默认对CS8900网卡的支持 //#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1 /* we have a CS8900 on-board */ //#define CS8900_BASE          0x19000300 //#define CS8900_BUS16         1 /* the Linux driver does accesses as shorts */   //添加u-boot对DM9000X网卡的支持 #define CONFIG_DRIVER_DM9000    1   #define CONFIG_NET_MULTI        1 #define CONFIG_DM9000_NO_SROM   1 #define CONFIG_DM9000_BASE      0x20000300  //网卡片选地址 #define DM9000_IO               CONFIG_DM9000_BASE #define DM9000_DATA             (CONFIG_DM9000_BASE + 4)   //网卡数据地址 //#define CONFIG_DM9000_USE_16BIT 1 注意： u-boot-2009.08 可以自动检测DM9000网卡的位数，根据开发板原理图可知网卡的数据位为16位，并且网卡位于CPU的BANK4上，所以只需在 board/samsung/my2440/lowlevel_init.S中设置 #define B4_BWSCON (DW16) 即可，不需要此处的 #define CONFIG_DM9000_USE_16BIT 1   //给u-boot加上ping命令，用来测试网络通不通 #define CONFIG_CMD_PING    //恢复被注释掉的网卡MAC地址和修改你合适的开发板IP地址 #define CONFIG_ETHADDR   08:00:3e:26:0a:5b  //开发板MAC地址 #define CONFIG_NETMASK   255.255.255.0 #define CONFIG_IPADDR    192.168.1.105      //开发板IP地址 #define CONFIG_SERVERIP  192.168.1.103      //Linux主机IP地址

添加板载DM9000网卡初始化代码，如下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c

#include #include   #ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000 int board_eth_init(bd_t *bis) {     return dm9000_initialize(bis); } #endif

修改MD9000网卡驱动代码，如下：

#gedit drivers/net/dm9000x.c

#if 0  //屏蔽掉dm9000_init函数中的这一部分，不然使用网卡的时候会报“could not establish link”的错误     i = 0;     while (!(phy_read(1) & 0x20)) {    /* autonegation complete bit */         udelay(1000);         i++;         if (i == 10000) {             printf("could not establish link ");             return 0;         }     } #endif

然后重新编译u-boot，下载到Nand中从Nand启动，查看启动信息和环境变量并使用ping命令测试网卡，操作如下：

可以看到，启动信息里面显示了Net：dm9000，printenv查看的环境变量也和 include/configs/my2440.h中设置的一致。但是现在有个问题就是ping不能通过。

 

经过一段时间在网上搜索，原来有很多人都碰到了这种情况。出现问题的地方可能是DM9000网卡驱动中关闭网卡的地方，如是就试着修改代码如下：

#gedit drivers/net/dm9000x.c  //屏蔽掉dm9000_halt函数中的内容

/*   Stop the interface.   The interface is stopped when it is brought. */ static void dm9000_halt(struct eth_device *netdev) {     //DM9000_DBG("%sn", __func__);     ///* RESET devie */     //phy_write(0, 0x8000);    /* PHY RESET */     //DM9000_iow(DM9000_GPR, 0x01);    /* Power-Down PHY */     //DM9000_iow(DM9000_IMR, 0x80);    /* Disable all interrupt */     //DM9000_iow(DM9000_RCR, 0x00);    /* Disable RX */ }

 

结果，只是第一次ping不通，以后都是可以ping通的(据网友们说这是正常的)，如下图：

 

好了，现在只剩下一个问题了，就是使用tftp进行下载。关于tftp服务器在Linux中的安装和配置，这里我就不讲了，在网上搜一下很多的。然而，在tftp下载时又遇到了问题，总是出现传送不完整又重新传送的现象，不断的循环，如下图：

 

困惑好久的tftp问题现在终于搞定啦，心情真是爽啊！！首先分析上面图中的现象，在下载过程中断断续续就说明是可以下载的，只是由于某种原因使网络出现超时从而重新下载，那我想出现这种情况的可能性有两种：1、u-boot中对网络的延时设置；2、就是我的物理网络结构。首先针对第一种，我修改了net/net.c中对网络延时的设置，结果还是不行。接着就试试第二种情况，因为之前我的网络是通过路由器来管理的，主机和开发板也是通过路由器来连接的，所以现在我就改用一条交叉网线直接把主机和开发板连接起来，一试，果然可以啦，哈哈哈哈....。至此，网络部分的移植总算完成了。

 

 

8）实现u-boot引导Linux内核启动。

 

在前面几节中，我们讲了u-boot对Nor Flash和Nand Flash的启动支持，那现在我们就再来探讨一下u-boot怎样来引导Linux内核的启动。

 

①、机器码的确定

通常，在u-boot和kernel中都会有一个机器码(即：MACH_TYPE)，只有这两个机器码一致时才能引导内核，否则就会出现如下mach的错误信息：

 

首先，确定u-boot中的MACH_TYPE。在u-boot的include/asm-arm/mach-types.h文件中针对不同的CPU定义了非常多的MACH_TYPE,可以找到下面这个定义：

#define MACH_TYPE_SMDK2440 1008  //针对2440的MACH_TYPE码的值定义为1008

 

那么我们就修改u-boot的MACH_TYPE代码引用部分，确定u-boot的MACH_TYPE。如下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c   //修改board_init函数

/* arch number of SMDK2410-Board */ //gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410; 改为： gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2440;

 

其次，确定kernel中的MACH_TYPE。在kernel的arch/arm/tools/mach-types文件中也针对不同的CPU定义了非常多的MACH_TYPE,也可以找到下面这个定义：

smdk2440  MACH_SMDK2440   SMDK2440   1008

 

那么我们就修改kernel的MACH_TYPE代码引用部分，确定kernel的MACH_TYPE。如下：

#gedit arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c   //修改文件最后面

//MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440") 改为： MACHINE_START(SMDK2440, "SMDK2440")

 

#gedit arch/arm/kernel/head.S  //在ENTRY(stext)下添加如下代码(红色部分)

ENTRY(stext)     mov    r0, #0     mov    r1, #0x3f0   //上面的MACH_TYPE值1008换成十六进制就是0x3f0     ldr    r2, =0x30000100       msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE     .......

 

分别重新编译u-boot和kernel。u-boot下载后，记得要saveenv；kernel用tftp下载到内存后使用go命令来测试引导内核，结果可以引导了，如下：

 

②、准备能被u-boot直接引导的内核uImage

通常，kernel的启动需要u-boot提供一些参数信息，比如ramdisk在RAM中的地址。经过编译后的u-boot在根目录下的tools目录中，会有个叫做mkimage的工具，他可以给zImage添加一个header，也就是说使得通常我们编译的内核zImage添加一个数据头信息部分，我们把添加头后的image通常叫uImage，uImage是可以被u-boot直接引导的内核镜像。

 

mkimage工具的使用介绍如下：

使用: 中括号括起来的是可选的 mkimage [-x] -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image 选项： -A：set architecture to 'arch'       //用于指定CPU类型，比如ARM -O：set operating system to 'os'     //用于指定操作系统，比如Linux -T：set image type to 'type'         //用于指定image类型，比如Kernel -C：set compression type 'comp'      //指定压缩类型 -a：set load address to 'addr' (hex) //指定image的载入地址 -e：set entry point to 'ep' (hex)    //内核的入口地址，一般为image的载入地址+0x40（信息头的大小） -n：set image name to 'name'         //image在头结构中的命名 -d：use image data from 'datafile'   //无头信息的image文件名 -x：set XIP (execute in place)       //设置执行位置

 

先将u-boot下的tools中的mkimage复制到主机的/usr/local/bin目录下，这样就可以在主机的任何目录下使用该工具了。现在我们进入kernel生成目录(一般是arch/arm/boot目录)，然后执行如下命令，就会在该目录下生成一个uImage.img的镜像文件，把他复制到tftp目录下，这就是我们所说的uImage。

mkimage -n 'linux-2.6.30.4' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -d zImage uImage.img

 

③、Nand Flash的分区。我们查看内核在arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c中的分区情况如下：

起始地址      结束地址 uboot : 0x00000000    0x00030000  param : 0x00030000    0x00040000 //注意这个环境变量的地址范围要与上一节补充内容中配置的CONFIG_ENV_OFFSET一致 kernel: 0x00050000    0x00200000  root  : 0x00250000    0x03dac000

 

 

④、设置修改u-boot的启动参数，在u-boot命令行下输入：

//设置启动参数，意思是将nand中0x50000-0x00200000(和kernel分区一致)的内容读到内存0x31000000中，然后用bootm命令来执行 set bootcmd 'nand read 0x31000000 0x50000 0x00200000;bootm 0x31000000' saveenv  //保存设置

 

⑤、把uImage.img用tftp下载到内存中，然后再固化到Nand Flash中，操作和执行图如下：

tftp 0x30000000 uImage.img  //将uImage.img下载到内存0x30000000处 nand erase 0x50000 0x200000 //擦除nand的0x50000-0x200000的内容 nand write 0x30000000 0x50000 0x200000 //将内存0x30000000处的内容写入到nand的0x50000处

 

 

最后，我们重新启动开发板，可以看到，内核被u-boot成功引导起来了，如图：

扬创2440 uboot移植(2)--基于《嵌入式Linux之我行--u-boot-2009.08在2440上的移植详解》

http://womeikongya.blog.163.com/blog/static/5859922020112155195829/