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[初级教程]搭建arm-linux裸机开发的环境

1.前言

在上一遍的文章中，我介绍了如何设置芯片的启动模式，根据三星的官方主推的IROM模式，介绍了如何从IROM模式启动，并从Nand中加载我们的引导程序，有了一些前面的知识铺垫后，这一篇文章，我将进一步深入，教你如何实现你的引导程序，并搭建一个调试引导程序的实验环境。这里我介绍两种方式，这两种方式各有前提条件，具体如下：

2.开发环境的搭建

开发环境其实大同小异，总结一下用到的几个：

  • windows主机
  • vmware虚拟机
  • 在vmware虚拟机中安装ubuntu桌面操作系统或者redhat或者debain或者centOS均可，看你自己习惯
  • 调试工具(H-JTAG或者J-link)

H-JTAG和J-link的调试搭建环境不太一样，有区别，详细见下面

  • 使用H-JTAG作为开发工具的

    • 有H-jtag调试器，USB接口的那种
    • 准备H-JTAG软件用到的配置文件，以及驱动文件，如果H-JTAG的官方已经支持了你的nandflash或者Norflash,那么很幸运，你不需要去写这样的配置文件，如果你像我一样用的是H-JTAG的官方还没有支持的，那就得我们自己写配置文件和初始化脚本
    • 拿我的开发板来说，我用iROM启动，从nand中加载引导程序，但我的nand型号是SPANSION公司的S34ML02G100TF100这款芯片，H-JTAG的官方还不支持我的s3c2416x+S34ML02G100TF100这样的板子，那我就得自己写这配置文件，也就是s3c2146+S34ML02G.hfc,不用担心，这种配置文件读一遍H-JTAG的官方文档就会写的。
    • 使用H-JTAG软件，如果能正确识别出你的芯片和nandflash，能对nand芯片进行擦除和读写，那么接下来的部分，你就跳过了，不用看了。

  • 使用J-link作为开发工具的

    • 使用J-link的前提是你的开发板中已经有了一个引导程序，U-Boot或者自己写的bootstrap,不然不好调试。
    • 假设你有U-Boot在你的开发板中，s3c2416的地址映射中有说SDRAM的地址是0x30000000,如果开启了MMU的，那么SDRAM的起始地址是0xC0000000,如果不懂为什么是0xC0000000，你可以百度百度。
    • 假设你的U-Boot能正常引导，那么你想调试你自己的Bootstrap.bin的时候，用下面的命令就可以调试了
    tftp c0008000 bootstrap.bin
    go   c0008000

或者纯用J-link调试的命令

    h
    r
    speed 8000
    loadbin d:\share\bootstrap.bin 0x30008000
    setpc 0x30008000
    g

3.如何为自己的芯片跟Nand写一份*.hfc配置文件？

就以我的主控s3c2416+nand(S34ML02G100TF100)为例,我的H-JTAG软件装在了C:\Program Files (x86)\H-JTAG，我要的写的配置文件就是放在该目录下的HFC Examples下面的，那么我们先从HFC Examples下找一个相似的,比如说s3c2416+K9F2G08.hfc，具体修改步骤如下：

  • 拷贝一份s3c2416+K9F2G08.hfc,重命名成s3c2416+S34ML02G100TF100.hfc
  • 打开s3c2416+S34ML02G100TF100.hfc，进入修改其中的参数，用记事本打开即可

下面是未修改前的s3c2416+K9F2G08的内容：

FLASH SECTION:
NAND-FLASH
S3C2416+K9F2G08
MEMORY SECTION:
08-BIT X 1-CHIP
0x0
0x30000000
XTAL SECTION:
NULL
TCK SECTION:
0
0
SCRIPT SECTION:
SoftReset+++
SetMem+32-Bit+0x53000000+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4A000008+0xFFFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A000048+0xFFFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A00001C+0x1FFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A000004+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4A000044+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4C000024+0x00000225
SetMem+32-Bit+0x4C000000+0x00000E10
SetMem+32-Bit+0x4C000004+0x00000800
SetMem+32-Bit+0x4C000010+0x00640061
SetMem+32-Bit+0x4C000018+0x00200102
SetMem+32-Bit+0x4C00001C+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4C000020+0x00000051
SetMem+32-Bit+0x48000000+0x00049253
SetMem+32-Bit+0x48000004+0x44000050
SetMem+32-Bit+0x48000008+0x005D0035
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000051
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x80000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0xC0000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000130
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000052
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000051
SetMem+32-Bit+0x48000010+0x00000020
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000030
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000052
Delay+++1
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x47800032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x48000010+0x0000040D
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000050
PGMOPTION SECTION:
ADDON SECTION:
NULL

下面说说怎么修改这文件

FLASH SECTION:
NAND-FLASH
S3C2416+K9F2G08 //这里是名称，改成S3C2416+S34ML02G100TF100
MEMORY SECTION:
08-BIT X 1-CHIP //我的开发板的硬件接线(指Nand)8bit，数量就一个
0x0             //这里填的地址是H-JTAG将把擦写或者编程Nand的驱动加载到哪里
0x30000000      //内存的地址，s3c2416的内存放在BANK6起始，物理地址是0x30000000
XTAL SECTION:
NULL            //可以不填，有些nand芯片驱动需要知道外接晶振的大小，但我们2416不需要
TCK SECTION:
0
0
//接下来这个区域可以要，可以不要，这里主要是初始化ARM的内存或者寄存器，这是一段脚本 
//命令格式：SetMem+地址位宽+寄存器或者内存地址+要设置的值
//比如说，第二行的SetMem+32-Bit+0x53000000+0x00000000意思是将0x53000000处设置成0x00000000
SCRIPT SECTION: 
SoftReset+++
SetMem+32-Bit+0x53000000+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4A000008+0xFFFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A000048+0xFFFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A00001C+0x1FFFFFFF
SetMem+32-Bit+0x4A000004+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4A000044+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4C000024+0x00000225
SetMem+32-Bit+0x4C000000+0x00000E10
SetMem+32-Bit+0x4C000004+0x00000800
SetMem+32-Bit+0x4C000010+0x00640061
SetMem+32-Bit+0x4C000018+0x00200102
SetMem+32-Bit+0x4C00001C+0x00000000
SetMem+32-Bit+0x4C000020+0x00000051
SetMem+32-Bit+0x48000000+0x00049253
SetMem+32-Bit+0x48000004+0x44000050
SetMem+32-Bit+0x48000008+0x005D0035
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000051
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x80000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0xC0000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000130
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000052
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000051
SetMem+32-Bit+0x48000010+0x00000020
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000030
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000052
Delay+++1
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x47800032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x4800000C+0x44000032
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000053
SetMem+32-Bit+0x48000010+0x0000040D
SetMem+32-Bit+0x48000004+0xC4000050
PGMOPTION SECTION:
ADDON SECTION:
NULL

上面简单的介绍了一下如何去自己编写一个正确的.hfc文件，那么光有这个配置文件还是不够的，你还得有个相应驱动文件，这个文件应该放置在C:\Program Files (x86)\H-JTAG\FDevice\NAND-FLASH下，是与你的.hfc文件相匹配的。

4.如何在~/…/H-JTAG/FDevice/NAND-FLASH下实现一个匹配的驱动？

在上一个小段中我们在C:\Program Files (x86)\HFC Examples下实现了一个s3c2416+S34ML02G100TF100.hfc文件，只有这个文件还无法让H-JTAG正确的识别我们的nandflash，我们还需要增加个描述性的文件，这个文件该放在C:\Program Files (x86)\H-JTAG\FDevice\NAND-FLASH，同样的，在C:\Program Files (x86)\H-JTAG\FDevice\NAND-FLASH下复制一份s3c2416+K9f2G08的描述文件，未修改的文件如下：

FLASH_TYPE=3
FLASH_SIZE=256M
FLASH_ID=0x00AA00EC
FLASH_ID2=0x00DA00EC
FLASH_ADDRESS=0x0
FLASH_NAND_DEVICE=(2048+64)x64PAGESx2048BLOCKS
FLASH_WIDTH=8/0/0
FLASH_DRIVER=1204/0/0

具体修改步骤如下：

  • 将C:\Program Files (x86)\H-JTAG\FDevice\NAND-FLASH\s3c2416+K9f2G08的描述文件复制一份
  • 重命名成C:\Program Files (x86)\H-JTAG\FDevice\NAND-FLASH\s3c2416+S34ML02G100TF100
  • 文件名与我们之前的s3c2416+S34ML02G100TF100.hfc文件一致
  • 修改s3c2416+S34ML02G100TF100这个文件

下面说说怎么修改

FLASH_TYPE=3  //这一行是nandflash的类型,3代表nandflash
FLASH_SIZE=256M //这是我的S34ML02G100TF100的存储容量，256MB
FLASH_ID=0x00DA0001 //这里是nandflash的芯片的ID，我的S34ML02G100TF100的ID应该是0x00DA0001,所以这里要修改一下
FLASH_ID2=0x000F000F //这里是nandflash的第二ID,有的nandflash会有个复用的名字或者叫别名，我的S34ML02G100TF100的这个地方值0x000f000f,所以修改一下
FLASH_ADDRESS=0x08000000 //我的开发板上的原理图接入的地方是BANK1，而BANK1的物理地址是0x08000000,所以，这里得改
FLASH_NAND_DEVICE=(2048+64)x64PAGESx2048BLOCKS//这里描述是nandflash的页、块、容量大小
FLASH_WIDTH=8/0/0  //这里是nandflash的接入位宽，我的开发板原理图是8位的IO模式，所以选这个
FLASH_DRIVER=1204/0/0 //这里是默认值，不用改

总结

经过上面的这几步骤的配置，至少应该是能完成这个arm-linux的逻辑开发环境，为接下来的全面裸机开发调试做准备。

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