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分类: LINUX

2007-02-02 04:49:32

一直想弄弄u-boot,却一直没时间弄。现在终于放假了,准备趁此清闲机会好好研究研究bootloader,于是从昨天开始往s3c2410板子上移植uboot,目前可以实现uboot在Nand Flash上的启动,擦写NF和引导Linux内核还没整明白。

一开始准备上sourceforge下的,不知怎么回事,就是上不去,于是改去上下载个最新版本的u-boot 1.2.0。 下来之后在/usr/src中tar jxvf u-boot-1.2.0.tar.bz2解压缩了,进入代码目录,然后把board/smdk2410目录给cp成board/py2410,这个py2410是我给自己板子起的名字,其他名字也可以,无特定要求。然后cd board/py2410,把里面的smdk2410.c改名称py2410.c(要与板子名称一致)。并且把include/configs/smdk2410.h给cp成include/configs/py2410.h。最后退到源代码目录的根处,把Makefile里面加上:
py2410_config: unconfig
    @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t py2410 NULL s3c24x0
并找到
ifeq($(ARCH), arm)
CROSS_COMPILE = arm-linux
在这里修改交叉编译工具的路径。这里有个问题,第一次我使用的是2.95.3的arm-linux-gcc,编译了一下不好使,说是一个什么符号不识别。然后我就改用了3.3.2版本的工具,然后问题解决。因为在网上搜帖子看到的大部份人编译uboot 1.1.3用的是2.95.3,难道1.2.0的时候不好使了?所以比较疑惑,有时间再研究一下这个地方。
做好以上工作之后就可以build一下了
make py2410_config
make all
一阵编译之后,没有问题,生成了u-boot.bin等文件,但是这个如果现在就下载到板子上用,那基本上是不好使的,所以接下来就开始修改一些参数,添加一些代码,使其能正常工作。

上网搜索了一下uboot移植的帖子,以下这个比较不错,很详细:
这个帖子说的是移植到arm7上的,可以参考一下移植过程以及了解一下uboot工作的方式

所谓修改参数主要是指修改在include/configs/py2410.h中定义的一些宏,这个文件里定义了像CPU频率,网卡地址,SDRAM的某些设置也都在这里。主要修改如下:
/*cs8900网卡的设置*/
#define CONFIG_DRIVER_CS8900    1             //使用cs8900的驱动
#define CS8900_BASE             0x19000300    //网卡的地址,如要变动,则需查阅板子的手册
#define CS8900BUS16             1
/*设置波特率*/
#define CONFIG_BAUDRATE         115200
下面是选择要编译的命令,这些命令是在uboot启动之后可以在提示符下使用的,具体含义README中有详细说明,需要指出的是,ping的功能得自己手动加上去,CONFIG_CMD_DEL中没有ping,将这里修改如下:
#define CONFIG_COMMANDS \
(CONFIG_CMD_DFL  | \
CFG_CMD_CACHE  | \
/*CFG_CMD_NAND  | */\
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ \
/*CFG_CMD_I2C  |*/ \
/*CFG_CMD_USB  |*/ \
CFG_CMD_PING   | \
CFG_CMD_REGINFO  | \
CFG_CMD_DATE  | \
CFG_CMD_ELF)
这里关于nand的命令先没加上,因为擦写nand的功能还没搞明白
下面是关于网络的一些环境变量的设置(这些变量都可以在uboot起来之后重新修改):
#define CONFIG_BOOTDELAY     5
#define CONFIG_BOOTARGS     "root=/dev/mtdblock2  loadramfs=0  devfs=mount  mem=64M init=/linuxrc console=ttyS0,115200"
#define CONFIG_ETHADDR          00:00:C0:FF:EE:08
#define CONFIG_NETMASK          255.255.255.0
#define CONFIG_IPADDR           10.0.0.110
#define CONFIG_SERVERIP         10.0.0.100

有关于网卡mac地址,ip地址,以及tftp服务器的ip的设置,还有linux内核启动的参数等
接下来非常重要,使关于SDRAM的设置:
#define CONFIG_NR_DRAM_BANKS       1            
#define PHYS_SDRAM_1               0x30000000     //SDRAM的开始地址
#define PHYS_SDRAM_1_SIZE          0x04000000     //SDRAM的大小,这里是64MB
py2410.h中基本修改这些就可以了,然后打开board/py2410/lowlevel_init.S文件:
按照板子上的实际情况的分配来修改以下寄存器的值。我是按照原来板子上给的bootloader中的设置修改的:

#define BWSCON 0x48000000         //这个是SFR区中控制SDRAM的寄存器的基址

/* BWSCON */
#define DW8    (0x0)
#define DW16    (0x1)
#define DW32    (0x2)
#define WAIT    (0x1<<2)
#define UBLB    (0x1<<3)

#define B1_BWSCON    (DW32)
#define B2_BWSCON    (DW16)
#define B3_BWSCON    (DW16 + WAIT + UBLB)
#define B4_BWSCON    (DW16)
#define B5_BWSCON    (DW16)
#define B6_BWSCON    (DW32)
#define B7_BWSCON    (DW32)

/* BANK0CON */
#if 0
#define B0_Tacs    0x0 /*  0clk */
#define B0_Tcos    0x0 /*  0clk */
#define B0_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B0_Tcoh    0x0 /*  0clk */
#define B0_Tah    0x0 /*  0clk */
#define B0_Tacp    0x0
#define B0_PMC    0x0 /* normal */
#endif

#define B0_Tacs    0x3 /*  0clk */
#define B0_Tcos    0x3 /*  0clk */
#define B0_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B0_Tcoh    0x3 /*  0clk */
#define B0_Tah    0x3 /*  0clk */
#define B0_Tacp    0x1
#define B0_PMC    0x0 /* normal */

/* BANK1CON */

#define B1_Tacs    0x3 /*  0clk */
#define B1_Tcos    0x3 /*  0clk */
#define B1_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B1_Tcoh    0x3 /*  0clk */
#define B1_Tah    0x3 /*  0clk */
#define B1_Tacp    0x3
#define B1_PMC    0x0

#define B2_Tacs    0x0
#define B2_Tcos    0x0
#define B2_Tacc    0x7
#define B2_Tcoh    0x0
#define B2_Tah    0x0
#define B2_Tacp    0x0
#define B2_PMC    0x0

#define B3_Tacs    0x0 /*  0clk */
#define B3_Tcos    0x0 /*  4clk */
#define B3_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B3_Tcoh    0x0 /*  1clk */
#define B3_Tah    0x0 /*  0clk */
#define B3_Tacp    0x0     /*  6clk */
#define B3_PMC    0x0 /* normal */

#define B4_Tacs    0x0 /*  0clk */
#define B4_Tcos    0x0 /*  0clk */
#define B4_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B4_Tcoh    0x0 /*  0clk */
#define B4_Tah    0x0 /*  0clk */
#define B4_Tacp    0x0
#define B4_PMC    0x0 /* normal */

#define B5_Tacs    0x0 /*  0clk */
#define B5_Tcos    0x0 /*  0clk */
#define B5_Tacc    0x7 /* 14clk */
#define B5_Tcoh    0x0 /*  0clk */
#define B5_Tah    0x0 /*  0clk */
#define B5_Tacp    0x0
#define B5_PMC    0x0 /* normal */

#define B6_MT    0x3 /* SDRAM */
#define B6_Trcd     0x1
#define B6_SCAN    0x1 /* 9bit */

#define B7_MT    0x3 /* SDRAM */
#define B7_Trcd    0x1 /* 3clk */
#define B7_SCAN    0x1 /* 9bit */

/* REFRESH parameter */
#define REFEN    0x1 /* Refresh enable */
#define TREFMD    0x0 /* CBR(CAS before RAS)/Auto refresh */
#define Trp    0x0 /* 2clk */
#define Trc    0x3 /* 7clk */
#define Tchr    0x2 /* 3clk */
#define REFCNT    1113 /* period=15.6us, HCLK=60Mhz, (2048+1-15.6*60) */
/**************************************/

别的基本不用动了,然后重新编译uboot:
make distclean
make py2410_config
make all
把生成的u-boot.bin通过原来板子上厂家给的bootloader下载到内存中去,然后用原来的bootloader运行u-boot.bin,这时应该可以看到串口上输出的信息了:
U-Boot 1.2.0 (Feb  2 2007 - 00:49:08)

DRAM:  64 MB
Flash: 512 kB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
PY2410 #
然后ping一下tftp服务器(事先要准备好tftp server,这里地址是10.0.0.100)
PY2410 #ping 10.0.0.100
host 10.0.0.100 is alive
PY2410 #
说明网络功能ok,试着下载一个zImage,然后用go运行一下,结果内核解压缩之后就停在那里了,可能是文件系统没load进去?目前还没解决引导的问题。
至此,uboot已经可以在ram中跑了,下面弄nand flash boot,好把它给烧到flash中去
上网再搜索一番,发现了一篇相当不错的文章:
http://blog.csdn.net/bekars/archive/2006/05/06/710888.aspx
照着文章开始修改u-boot,主要修改如下:
1)先在board/py2410目录下新建一个nand_read.c,内容如下:
#include

#define __REGb(x) (*(volatile unsigned char *)(x))
#define __REGi(x) (*(volatile unsigned int *)(x))
#define NF_BASE  0x4e000000
#define NFCONF  __REGi(NF_BASE + 0x0)
#define NFCMD  __REGb(NF_BASE + 0x4)
#define NFADDR  __REGb(NF_BASE + 0x8)
#define NFDATA  __REGb(NF_BASE + 0xc)
#define NFSTAT  __REGb(NF_BASE + 0x10)

#define BUSY 1
inline void wait_idle(void) {
    int i;

    while(!(NFSTAT & BUSY))
      for(i=0; i<10; i++);
}

#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; /* invalid alignment */
    }

    /* chip Enable */
    NFCONF &= ~0x800;
    for(i=0; i<10; i++);

    for(i=start_addr; i < (start_addr + size);) {
      /* READ0 */
      NFCMD = 0;

      /* Write Address */
      NFADDR = i & 0xff;
      NFADDR = (i >> 9) & 0xff;
      NFADDR = (i >> 17) & 0xff;
      NFADDR = (i >> 25) & 0xff;

      wait_idle();

      for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++) {
 *buf = (NFDATA & 0xff);
 buf++;
      }
    }

    /* chip Disable */
    NFCONF |= 0x800; /* chip disable */

    return 0;
}
2)修改board/py2410下的Makefile,要不没法编译:

OBJS := py2410.o flash.o nand_read.o
3)在cpu/arm920t/start.S的
ldr pc, _start_armboot前加入
#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
  bl    copy_myself
 
  @ jump to ram
  ldr   r1, =on_the_ram
  add  pc, r1, #0
  nop
  nop
  1:    b     1b          @ infinite loop
 
on_the_ram:
#endif
然后在最后加上:
#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
copy_myself:
  mov r10, lr
@ reset NAND
  mov r1, #NAND_CTL_BASE
  ldr   r2, =0xf830           @ initial value
  str   r2, [r1, #oNFCONF]
  ldr   r2, [r1, #oNFCONF]
  bic  r2, r2, #0x800              @ enable chip
  str   r2, [r1, #oNFCONF]
  mov r2, #0xff         @ RESET command
  strb r2, [r1, #oNFCMD]
  mov r3, #0                   @ wait

1:add  r3, r3, #0x1
  cmp r3, #0xa
  blt   1b
2:ldr   r2, [r1, #oNFSTAT]      @ wait ready
  tst    r2, #0x1
  beq  2b
  ldr   r2, [r1, #oNFCONF]
  orr  r2, r2, #0x800              @ disable chip
  str   r2, [r1, #oNFCONF]

@ get read to call C functions (for nand_read())
  ldr   sp, DW_STACK_START       @ setup stack pointer
  mov fp, #0                    @ no previous frame, so fp=0

@ copy vivi to RAM
  ldr   r0, =UBOOT_RAM_BASE
  mov     r1, #0x0
  mov r2, #0x20000
  bl    nand_read_ll
  tst    r0, #0x0
  beq  ok_nand_read

#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
  bad_nand_read:
  ldr   r0, STR_FAIL
  ldr   r1, SerBase
  bl    PrintWord
1:b     1b          @ infinite loop
  #endif

ok_nand_read:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
  ldr   r0, STR_OK
  ldr   r1, SerBase
  bl    PrintWord
#endif

@ verify
  mov r0, #0
  ldr   r1, =UBOOT_RAM_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  done_nand_read
  bne  go_next

notmatch:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
  sub  r0, r0, #4
  ldr   r1, SerBase
  bl    PrintHexWord
  ldr   r0, STR_FAIL
  ldr   r1, SerBase
  bl    PrintWord
#endif
1:b     1b
done_nand_read:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
  ldr   r0, STR_OK
  ldr   r1, SerBase
  bl    PrintWord
#endif
  mov pc, r10
@ clear memory
@ r0: start address
@ r1: length
  mem_clear:
  mov r2, #0
  mov r3, r2
  mov r4, r2
  mov r5, r2
  mov r6, r2
  mov r7, r2
  mov r8, r2
  mov r9, r2

clear_loop:
  stmia      r0!, {r2-r9}
  subs r1, r1, #(8 * 4)
  bne  clear_loop
  mov pc, lr

#endif @ CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT

   .align     2
DW_STACK_START:
 .word      STACK_BASE+STACK_SIZE-4
这几段的意思是说uboot把自己copy到SDRAM中,然后在ram中执行_start_armboot开始的程序
4)最后一步,在include/configs/py2410.h中加上:
 /*
 * Nandflash Boot
 */
#define CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT 1
#define STACK_BASE    0x33f00000
#define STACK_SIZE    0x8000
#define UBOOT_RAM_BASE    0x33f80000
/* NAND Flash Controller */
#define NAND_CTL_BASE            0x4E000000
#define bINT_CTL(Nb)        __REG(INT_CTL_BASE + (Nb))
/* Offset */
#define oNFCONF               0x00
#define oNFCMD                0x04
#define oNFADDR               0x08
#define oNFDATA               0x0c
#define oNFSTAT               0x10
#define oNFECC                0x14
这是定义了SFR区中和Nand Flash控制器相关的寄存器地址,具体参加芯片手册
最后重新编译u-boot:
make distclean
make py2410_config
make all
把生成的u-boot.bin烧写到板子上Nand Flash的0x0处,reset开发板,就可以看到启动信息了。

目前只进行到这里,还有u-boot读写flash的功能以及bootloader最重要的引导操作系统的功能还没整出来,网上的资料很多都是1.1.x版本的uboot,与1.2.0版本有些不同,比如在说擦写falsh的问题时,不少人指出uboot里的nand_init函数没有实现,需要自己添加,但是在1.2.0版本的uboot中是存在这个函数的(drivers/nand/nand.c里,这个版本比1.1.x多了个nand目录),总之看来区别还是不少,具体情况准备明天去denx.de看看文档再说。

PS:我用的是优龙的板子,他们给的jtag小板的并口接头外面居然多了一个铁圈,还有两边的那种可以拧进去螺丝的螺丝,好像是准备让别的母口的头插进来似的,于是没辙,只能拿钳子把螺丝给卸了,现在并口插头上就是25根“针头”,插在笔记本后面晃晃荡荡的
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