u-boot2010.03 移植篇(二)-----修改start.S,支持nand启动

下面开始 移植篇(二)-----修改start.S,支持nand启动
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使用环境
PC:     ubuntu 11.04
kernel: 2.6.32-28-generic
corss:  arm-linux-gcc 4.3.2
arm:    s3c6410
uboot:  uboot-2010-03
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作者:    LvApp
联系方式: [email protected]

一切版权均有作者所有，欢迎转载，请指明出处，如何修改请与本人联系，谢谢


uboot的第一阶段,其实做的事情也是比较多的,,但是一般来说,重点就是配置各种硬件环境,来保证第二阶段能正常启动.
而该部分根据不同的硬件也是不同的..像我的,s3c6410有2片dram,和一片nand..所以我为了保证我的代码能正常执行,
我必须得把代码搬移到内存里面去.不然代码在nand中也没法执行...但是为什么代码在nand中不能执行呢?其中一个比较
重要的原因就是nand并不是挂在CPU总线上面的,而是采用专门的硬件处理单元来控制的...nand控制器.
在你不添加任何代码的情况下,是不能控制外围的nand芯片的...但是怎么办.cpu内根本没有代码,怎么才能读取nand中的
代码到内存中去呢?没错-----s3c6410在启动的时候会帮我们以nand的最基本的时序.搬移nand中的前8K代码,到stepping
这样就可以执行了.而uboot的代码远比这个大..以至于我们得紧靠这部分代码,来完成剩下的代码部分的搬移....

今天的重点就是这个了.主要是来完成nand中剩余部分的uboot搬移到ram中,以便uboot能正常启动起来....好了.直接开始..

首先,你得有smdk6410_config 编译目标,不然怎么开始.....此处省略N字...请看我的移植篇第一篇...

下面开始.打开start.S (cpu/arm1176/start.S)和smdk6410.h (include/configs/smdk6410.h)
我们得一边参看头文件中的配置,一边修改代码,来达到我们的目的..
在start.S 中,最开始就是一段啥?异常向量表,此处忽略,请参考分析篇中对start.S的分析

前面一部分是MMU啥的...直接招待after_copy:这个标签
什么?之前没有任何copy的东西???怎么有after_copy一说呢?
没错..所以我们得把copy代码添加在这里..从nand中把数据搬移出来,放到这之前完成,这样才对得起这个after_copy的标签
说干就干,这里我是调用的C代码,你也可以用汇编来完成的,只要功能一样就行了

这里我们得向我们的配置头文件内添加一个宏,就是 #define CONFIG_NAND_BOOT
接着,我们要去添加我们要调用的copy_from_nand

* 
 * copy U-Boot to SDRAM and jump to ram (from NAND or OneNAND) 
 * r0: size to be compared 
 * Load 1'st 2blocks to RAM because U-boot's size is larger than 1block(128k) size 
 */////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
.globl copy_from_nand 
  
copy_from_nand: 
	mov r10, lr  					/* save return address */
	
	mov r9, r0 
	/* get ready to call C functions */  
	ldr sp, _TEXT_PHY_BASE 			/* setup temp stack pointer */
	sub sp, sp, #12 
	mov fp, #0   					/* no previous frame, so fp=0 */
	mov r9, #0x1000 
	bl  copy_uboot_to_ram           /* 此函数需要添加，稍后说明。 */
3: 	tst r0, #0x0 					
	bne copy_failed 				/* 判断返回值是否失败 */
	ldr r0, =0x0c000000 			/* 判断内容是否一致 */
	ldr r1, _TEXT_PHY_BASE 
1: 	ldr r3, [r0], #4 
	ldr r4, [r1], #4 
	teq r3, r4 
	bne compare_failed 				/* not matched */
	subs r9, r9, #4 
	bne 1b 
4: 	mov lr, r10  					/* all is OK */
	mov pc, lr 
	
copy_failed: 
	nop   							/* copy from nand failed */
    b copy_failed 
	
compare_failed: 
	nop   							/* compare failed */
	b compare_failed

在这段代码里面,就是调整了下sp,为了能调用c函数 copy_uboot_to_ram,那么重点就是这个函数了..这个函数在nand_cp.c中.

<Ps:这个错误由以为网友提出,在此表示感谢....希望更多的网友能够支持.谢谢>

这个文件比较大,分析篇我会重点分析,究竟nand是如何搬移数据的.这里我们只要复制下好了...

#include <common.h>
#ifdef CONFIG_S3C64XX
#include <asm/io.h>
#include <linux/mtd/nand.h>
#include <asm/arch/s3c6400.h>

static int nandll_read_page(uchar * buf, ulong addr, int large_block)
{
    int i;
    int page_size = 512;

    if (large_block == 1)
        page_size = 2048;
    if (large_block == 2)
        page_size = 4096;

    NAND_ENABLE_CE();

    NFCMD_REG = NAND_CMD_READ0;

    /* Write Address */
    NFADDR_REG = 0;

    if (large_block)
        NFADDR_REG = 0;

    NFADDR_REG = (addr) & 0xff;
    NFADDR_REG = (addr >> 8) & 0xff;
    NFADDR_REG = (addr >> 16) & 0xff;

    if (large_block)
        NFCMD_REG = NAND_CMD_READSTART;

    NF_TRANSRnB();

    /* for compatibility(2460). u32 cannot be used. by scsuh */
    for (i = 0; i < page_size; i++) {
        *buf++ = NFDATA8_REG;
    }

    NAND_DISABLE_CE();
    return 0;
}

static int nandll_read_blocks(ulong dst_addr, ulong size, int large_block)
{
    uchar *buf = (uchar *) dst_addr;
    int i;
    uint page_shift = 9;

    if (large_block == 1)
        page_shift = 11;

    /* Read pages */
    if (large_block == 2)
        page_shift = 12;

    if (large_block == 2) {
        /* Read pages */
        for (i = 0; i < 4; i++, buf += (1 << (page_shift - 1))) {
            nandll_read_page(buf, i, large_block);
        }
        /* Read pages */
        for (i = 4; i < (0x60000 >> page_shift);i++, buf += (1 << page_shift)) {
            nandll_read_page(buf, i, large_block);
        }
    } else {
        for (i = 0; i < (0x60000 >> page_shift);i++, buf += (1 << page_shift)) {
            nandll_read_page(buf, i, large_block);
        }
    }

    return 0;
}

int copy_uboot_to_ram(void)
{
    int large_block = 0;
    int i;
    vu_char id;

    NAND_ENABLE_CE();
    NFCMD_REG = NAND_CMD_READID;
    NFADDR_REG = 0x00;

    /* wait for a while */
    for (i = 0; i < 200; i++) ;
        id = NFDATA8_REG;
    id = NFDATA8_REG;

    if (id > 0x80)
        large_block = 1;
    if (id == 0xd5)
        large_block = 2;

    /* read NAND Block.
     * 128KB ->240KB because of U-Boot size increase. by scsuh
     * So, read 0x3c000 bytes not 0x20000(128KB).
     */
    return nandll_read_blocks(CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE, 0x60000,large_block);
}

#endif

然后修改 Makefile 把我们的 nand_cp.c添加到 uboot中去编译

最后 make下.你会发现.编译好了....编译器记得重新 make smdk6410_config下.因为我们修改了头文件,需要重新生成 .mk文件

今天的任务基本完成了,今天比较轻松,接着我们稍微修改下 smdk6410.h中的配置.
主要是改几个名字,把什么 6400的改成 6410就好了..
没错,你只要查找替换就行了...因为我们现在编译的已经是 6410了.不是 6400了...

修改完之后,有一个地方得稍微改下.
cpu/arm1176/s3c64xx/Makefile

把 6400改成 64XX因为,我们的配置文件里面已经没有 6400了....
这个请查看头文件中的配置定义...

继续修改此篇:

到此眼看就已经结束了...好了,make吧....啥有一个错误,天哪....

arm-linux-gcc -E -g  -Os   -fno-common -ffixed-r8 -msoft-float  -fno-common -ffixed-r8 -msoft-float  -D__KERNEL__ -DTEXT_BASE=0 
-I/media/LvApp/u-boot-2010.03/include -fno-builtin -ffreestanding -nostdinc -isystem 
/usr/local/arm/4.4.1/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.4.1/include -pipe  -DCONFIG_ARM -D__ARM__ 
-marm  -mabi=aapcs-linux -mno-thumb-interwork -march=armv5t -march=armv5t  -ansi -D__ASSEMBLY__ 
-P - </media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/board/samsung/smdk6410/u-boot.lds >/media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/u-boot.lds
cd /media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/board/samsung/smdk6410 && arm-linux-ld -Bstatic -T 
/media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/u-boot.lds -Ttext 0  start.o cpu_init.o lowlevel_init.o nand_boot.o nand_ecc.o s3c64xx.o \
		-Map /media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/u-boot-spl.map \
		-o /media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/u-boot-spl
start.o: In function `copy_from_nand':
/media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/board/samsung/smdk6410/start.S:302: undefined reference to `copy_uboot_to_ram'
make[1]: *** [/media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/u-boot-spl] Error 1
make[1]: Leaving directory `/media/LvApp/u-boot-2010.03/nand_spl/board/samsung/smdk6410'
make: *** [nand_spl] Error 2

别急别急,,,小错而已..是吧....我们仔细查看,这是一个链接错误,为嘛会链接出错了..在此看到有这一行

start.o cpu_init.o lowlevel_init.o nand_boot.o nand_ecc.o s3c64xx.o

看到这一行,内心就暗自偷笑下吧..找到问题所在了...为啥?copy_uboot_to_ram这个函数不就是在start.o中内调用的嘛...所以这里没有nand_cp.o被链接进来,铁定

链接错误的...那要怎么改..直接定位到这个错误的目录下u-boot-2010.03/nand_spl/board/samsung/smdk6410修改该目录下Makefile 添加如下所示:

COBJS	= nand_boot.o nand_ecc.o s3c64xx.o nand_cp.o 后面得加上nand_cp.o

接着我们得模仿后面的写法,为nand_cp.o添加目标生成方法

# from SoC directory
$(obj)cpu_init.S:
	@rm -f $@
	@ln -s $(TOPDIR)/cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.S $@


$(obj)nand_cp.c:
	@rm -f $@
	@ln -s $(TOPDIR)/cpu/arm1176/nand_cp.c $@

至此,,编译应该就没有问题啦....

难不成这就行了???你下载进去试试不就知道了...

不行?运行不了?为什么呢....首先我们分析下,启动的过程...arm上电之后开始0地址指令..0地址的指令(此处假设时钟是nand启动,,这里就是讨论这个问题)是由arm自主加载的..从nand

的前8k,那么前8K的代码也就是0---0x2000 的这一段了..在start.S 这个文件,我们都知道是第一条指令的位置,那么这个文件就必须要被拷贝到0地址对应起来咯...这样才能被正常执行.

这些是不是都同意呢?不同意....咱们私下讨论.联系我...同意的,咱们继续.往下分析

既然知道了start.s为开始的地方,那么这里面也是第一部分的引导代码,而大家都知道第一部分的代码其实不全的,,,启动部分只有一下部分被arm搬移,剩余的大部分其实还在nand中..

那么既然不全,也就是跳转啊,函数调用啊...都必须在0---0x2000 的位置内才能到访问到.而且还不能是跟符号相关的跳转.因为符号跳转是根据链接地址跳转的..链接地址大家应该都知道

是被链接到一个很高的内存地址处去了...0x5e000啥的那个地址...

继续啊...不能符号跳转,就必须是相对跳转了...只要保证第一部分中所有的函数调用,符号跳转都在0---0x2000中,那就没问题,正常执行....为此,我们看一下u-boot.map这个文件.发现一个问题

Linker script and memory map


                0x00000000                . = 0x0
                0x00000000                . = ALIGN (0x4)


.text           0x57e00000    0x262a4
 cpu/arm1176/start.o(.text)
 .text          0x57e00000      0x440 cpu/arm1176/start.o
                0x57e00000                _start
                0x57e00040                _end_vect
                0x57e00048                _armboot_start
                0x57e0004c                _bss_start
                0x57e00050                _bss_end
                0x57e0010c                copy_from_nand
 cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o(.text)
 .text          0x57e00440      0x124 cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o
                0x57e00440                mem_ctrl_asm_init

我们只看一小部分了....在这里我们看到_start符号地址正好是那个指定的链接地址..也就是代码的起始符号...地址很高..无所谓啦...我们看看start.S中都有哪些符号的调用吧..这里直接看这个符号吧

.text          0x57e1c268      0x1fc board/samsung/smdk6410/libsmdk6410.a(lowlevel_init.o)
                0x57e1c26c                lowlevel_init

这个符号其实在strat.S中是要使用的,,那么在仔细一看这个地址挺高的,,,好像不在前8k中是吧...那么在执行的时候就找不到这个符号的代码了...

问题就是在这,,得确保第一部分需要用到的代码能被arm加载进前8k就好了....那就得需要告诉连接器,,你...就你..帮我把这个链接到前面去.别放后面...不然打你...

链接器就会帮你乖乖的链接上去了...至于链接怎么听话,那就得使用链接听得懂的话了...链接脚本....使用哪个链接脚本..自己看我前面的分析文档吧....

cpu/arm1176/u-boot.lds
SECTIONS
{
	. = 0x00000000;


	. = ALIGN(4);
	.text :
	{
		cpu/arm1176/start.o	(.text)
		board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.o (.text)
		cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o (.text)
		cpu/arm1176/nand_cp.o	(.text)
		*(.text)
	}
只列出了被修改的部分...

还有另外一个文件

board/samsung/smdk6410/u-boot-nand.lds
SECTIONS
{
	. = 0x00000000;


	. = ALIGN(4);
	.text      :
	{
	  cpu/arm1176/start.o	(.text)
	  cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o	(.text)
	  board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.o (.text)
          cpu/arm1176/nand_cp.o   (.text)
	  *(.text)
	}

至此...最后看一下修改之后的u-boot.map

Linker script and memory map


                0x00000000                . = 0x0
                0x00000000                . = ALIGN (0x4)


.text           0x57e00000    0x262a4
 cpu/arm1176/start.o(.text)
 .text          0x57e00000      0x440 cpu/arm1176/start.o
                0x57e00000                _start
                0x57e00040                _end_vect
                0x57e00048                _armboot_start
                0x57e0004c                _bss_start
                0x57e00050                _bss_end
                0x57e0010c                copy_from_nand
 cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o(.text)
 .text          0x57e00440      0x124 cpu/arm1176/s3c64xx/cpu_init.o
                0x57e00440                mem_ctrl_asm_init
 board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.o(.text)
 .text          0x57e00564      0x1fc board/samsung/smdk6410/lowlevel_init.o
                0x57e00568                lowlevel_init
 cpu/arm1176/nand_cp.o(.text)
 .text          0x57e00760      0x1b4 cpu/arm1176/nand_cp.o
                0x57e00814                copy_uboot_to_ram

好了.都到前面去了..真听话.....完了..就到这吧....

完了..今天就说这么多..特别简单..
Finish!
Thanks a lot~