U-boot在S3C2440上的移植詳解（一）

一、移植環(huán)境

• 主 ?機：VMWare--Fedora 9
• 開發(fā)板：Mini2440--64MB Nand,Kernel:2.6.30.4
• 編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2.tgz
• u-boot：u-boot-2009.08.tar.bz2

二、移植步驟

本次移植的功能特點包括：

• 支持Nand Flash讀寫
• 支持從Nor/Nand Flash啟動
• 支持CS8900或者DM9000網(wǎng)卡?
• 支持Yaffs文件系統(tǒng)?
• 支持USB下載(還未實現(xiàn))

1. 了解u-boot主要的目錄結(jié)構(gòu)和啟動流程，如下圖。

3）修改u-boot跟目錄下的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的編譯選項，另外還要指定交叉編譯器

#gedit Makefile

CROSS_COMPILE ?= arm-linux-??????? //指定交叉編譯器為arm-linux-gcc

?

smdk2410_config????:????unconfig?? //2410編譯選項格式
????@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0

?

my2440_config????:????unconfig???? //2440編譯選項格式
????@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t?my2440 samsung s3c24x0

?

*說明：arm??? ：CPU的架構(gòu)(ARCH)

?????? arm920t：CPU的類型

?????? my2440 ：對應(yīng)在board目錄下建立新的開發(fā)板項目的目錄

?????? samsung：新開發(fā)板項目目錄的上級目錄，如直接在board下建立新的開發(fā)板項目的目錄，則這里就為NULL

?????? s3c24x0：CPU型號

*注意：編譯選項格式的第二行要用Tab鍵開始，否則編譯會出錯

?

4）測試編譯新建的my2440開發(fā)板項目

#make my2440_config?//如果出現(xiàn)Configuring for my2440 board...則表示設(shè)置正確

#make //編譯后在根目錄下會出現(xiàn)u-boot.bin文件，則u-boot移植的第一步就算完成了

?

到此為止，u-boot對自己的my2440開發(fā)板還沒有任何用處，以上的移植只是搭建了一個my2440開發(fā)板u-boot的框架，要使其功能實現(xiàn)，還要根據(jù)my2440開發(fā)板的具體資源情況來對u-boot源碼進行修改。

3. 根據(jù)u-boot啟動流程圖的步驟來分析或者修改添加u-boot源碼，使之適合my2440開發(fā)板（注：修改或添加的地方都用紅色表示）。

1）my2440開發(fā)板u-boot的stage1入口點分析。
一般在嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)中，在所有源碼文件編譯完成之后，鏈接器要讀取一個鏈接分配文件，在該文件中定義了程序的入口點，代碼段、數(shù)據(jù)段等分配情況等。那么我們的my2440開發(fā)板u-boot的這個鏈接文件就是cpu/arm920t/u-boot.lds，打開該文件部分代碼如下：

知道了程序的入口點是_start，那么我們就打開my2440開發(fā)板u-boot第一個要運行的程序cpu/arm920t/start.S（即u-boot的stage1部分），查找到_start的位置如下：

從這個匯編代碼可以看到程序又跳轉(zhuǎn)到start_code處開始執(zhí)行，那么再查找到start_code處的代碼如下：

/*
?* 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? //此處兩行是對AT91RM9200DK開發(fā)板上的LED進行初始化的
????bl red_LED_on

?

由此可以看到，start_code處才是u-boot啟動代碼的真正開始處。以上就是u-boot的stage1入口的過程。

2）my2440開發(fā)板u-boot的stage1階段的硬件設(shè)備初始化。
由于在u-boot啟動代碼處有兩行是AT91RM9200DK的LED初始代碼，但我們my2440上的LED資源與該開發(fā)板的不一致，所以我們要刪除或屏蔽該處代碼，再加上my2440的LED驅(qū)動代碼（注：添加my2440 LED功能只是用于表示u-boot運行的狀態(tài)，給調(diào)試帶來方便，可將該段代碼放到任何你想調(diào)試的地方），代碼如下：

??? /*bl coloured_LED_init? //這兩行是AT91RM9200DK開發(fā)板的LED初始化，注釋掉
????bl red_LED_on*/

?

#if?defined(CONFIG_S3C2440)? //區(qū)別與其他開發(fā)板

//根據(jù)mini2440原理圖可知LED分別由S3C2440的PB5、6、7、8口來控制，以下是PB端口寄存器基地址(查2440的DataSheet得知)
#define GPBCON 0x56000010
#define GPBDAT 0x56000014
#define GPBUP? 0x56000018????

??? //以下對寄存器的操作參照S3C2440的DataSheet進行操作
????ldr r0, =GPBUP
????ldr r1, =0x7FF??? //即：二進制11111111111，關(guān)閉PB口上拉
????str r1, [r0]

????ldr r0, =GPBCON???//配置PB5、6、7、8為輸出口，對應(yīng)PBCON寄存器的第10-17位
????ldr r1, =0x154FD? //即：二進制010101010011111101
????str r1, [r0]

????ldr r0, =GPBDAT
????ldr r1, =0x1C0??? //即：二進制111000000，PB5設(shè)為低電平，6、7、8為高電平
????str r1, [r0]

#endif

//此段代碼使u-boot啟動后，點亮開發(fā)板上的LED1，LED2、LED3、LED4不亮

?

?

在include/configs/my2440.h頭文件中添加CONFIG_S3C2440宏

?

?

#gedit cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c //根據(jù)設(shè)置的分頻系數(shù)FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8修改獲取時鐘頻率的函數(shù)

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)
????{?? //參考S3C2440芯片手冊上的公式：PLL=(2 * m * Fin)/(p * 2^s)
????????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！修改完畢后我們再重新編譯u-boot，然后再下載到RAM中運行測試。結(jié)果終端有輸出信息并且出現(xiàn)類似Shell的命令行，這說明這一部分移植完成。示意圖如下：

?

#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????*/

?

現(xiàn)在編譯u-boot，在根目錄下會生成一個u-boot.bin文件。然后我們利用mini2440原有的supervivi把u-boot.bin下載到RAM中運行測試(注意：我們使用supervivi進行下載時已經(jīng)對CPU、RAM進行了初始化，所以我們在u-boot中要屏蔽掉對CPU、RAM的初始化)，如下：

/*#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT //在start.S文件中屏蔽u-boot對CPU、RAM的初始化
?? bl?cpu_init_crit
#endif*/

#make my2440_config

#make

?

下載運行后可以看到開發(fā)板上的LED燈第一了亮了，其他三個熄滅，測試結(jié)果符合上面的要求。終端運行結(jié)果如下：

?

#gedit cpu/arm920t/start.S

.globl _start
_start:?b?????? start_code????//將程序的執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到start_code處

?

#gedit cpu/arm920t/u-boot.lds

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)????//定義生成文件的目標平臺是arm
ENTRY(_start)???????//定義程序的入口點是_start

SECTIONS
{
????//其他一些代碼段、數(shù)據(jù)段等分配
????. = 0x00000000;

????. = ALIGN(4);
????.text :
????{
????????cpu/arm920t/start.o????(.text)
????????*(.text)
????}
????..................
????..................
}

3）在u-boot中添加對S3C2440一些寄存器的支持、添加中斷禁止部分和時鐘設(shè)置部分。
由于2410和2440的寄存器及地址大部分是一致的，所以這里就直接在2410的基礎(chǔ)上再加上對2440的支持即可，代碼如下：

?

#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的中斷禁止部分
????ldr? r1, =0x7fff??????? //根據(jù)2440芯片手冊，INTSUBMSK寄存器有15位可用???

??? ldr? r0, =INTSUBMSK
????str? r1, [r0]
# endif

# if defined(CONFIG_S3C2440)???//添加s3c2440的時鐘部分# endif
#endif????/* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 || CONFIG_S3C2440 */

#define?MPLLCON???0x4C000004???//系統(tǒng)主頻配置寄存器基地址

#define UPLLCON???0x4C000008???//USB時鐘頻率配置寄存器基地址?
????ldr? r0, =CLKDIVN????????? //設(shè)置分頻系數(shù)FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8
????mov? r1, #5
????str? r1, [r0]

?

??? ldr? r0, =MPLLCON??//設(shè)置系統(tǒng)主頻為405MHz?

??? ldr? r1, =0x7F021??//這個值參考芯片手冊“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分

??? str ?r1, [r0]

?

??? ldr? r0, =UPLLCON? //設(shè)置USB時鐘頻率為48MHz?

??? ldr? r1, =0x38022? //這個值參考芯片手冊“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分

??? str? r1, [r0]

#?else?//其他開發(fā)板的時鐘部分，這里就不用管了，我們現(xiàn)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]

?

?

S3C2440的時鐘部分除了在start.S中添加外，還要分別在board/samsung/my2440/my2440.c和cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代碼，如下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c //設(shè)置主頻和USB時鐘頻率參數(shù)與start.S中的一致

#define FCLK_SPEED 2?????? //設(shè)置默認等于2，即下面紅色代碼部分有效

#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???? //這三個值根據(jù)S3C2440芯片手冊“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分進行設(shè)置
#define M_PDIV????0x2
#define M_SDIV????0x1
#endif

#define USB_CLOCK 2??????? //設(shè)置默認等于2，即下面紅色代碼部分有效

#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?? //這三個值根據(jù)S3C2440芯片手冊“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分進行設(shè)置
#define U_M_PDIV????0x2
#define U_M_SDIV????0x2
#endif

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