二．基本功能实现
2.1 mini2440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mini2440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mini2440的LED驱动代码（注：添加my2440 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：
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#gedit cpu/arm920t/start.S |
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/*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mini2440原理图可知LED分别由S3C2440的PB5、6、7、8口来控制，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 //以下对寄存器的操作参照S3C2440的DataSheet进行操作 ldr r0, =GPBUP ldr r1, =0x7FF //即：二进制11111111111，关闭PB口上拉 str r1, [r0] ldr r0, =GPBCON //配置PB5、6、7、8为输出口，对应PBCON寄存器的第10-17位 ldr r1, =0x154FD //即：二进制010101010011111101 str r1, [r0]
ldr r0, =GPBDAT ldr r1, =0x1C0 //即：二进制111000000，PB5设为低电平，6、7、8为高电平 str r1, [r0] #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/mini2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏
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#gedit include/configs/mini2440.h |
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#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mini2440原有的supervivi把u-boot.bin下载到RAM中运行测试(注意：我们使用supervivi进行下载时已经对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：
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/*#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT //在start.S文件中屏蔽u-boot对CPU、RAM的初始 bl cpu_init_crit //化 #endif*/ #make my2440_config #make |
2.2 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：
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#gedit cpu/arm920t/start.S |
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#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/mini2440/mini2440.c和arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码，如下：
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#gedit board/samsung/mini2440/mini2440.c //设置主频和USB时钟频率参数与start.S中的一致 |
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#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 |
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#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 //频率的函数 |
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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()); }
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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：
三．添加对Nor Flash的支持
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。u-boot中默认是从Nor Flash启动，再从上一节这个运行结果图中看，还发现几个问题：第一，我开发板的Nor Flash是2M的，而这里显示的是512kB；第二，出现Warning - bad CRC, using default environment的警告信息。不是u-boot默认是从Nor Flash启动的吗？为什么会有这些错误信息呢？这是因为我们还没有添加对我们自己的Nor Flash的支持，u-boot默认的是其他型号的Nor Flash，而我们的Nor Flash的型号是SST39VF1601。
下面我们一一来解决这些问题，让u-boot完全对我们Nor Flash的支持。首先我们修改头文件代码如下：
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#gedit include/configs/mini2440.h //修改命令行前的名字和Nor Flash参数部分的定义 |
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#define CONFIG_SYS_PROMPT "[Backkom@2440]#"
/*----------------------------------------------------------------------- * FLASH and environment organization */ #if 0 //注释掉下面两个类型的Nor Flash设置，因为不是我们所使用的型号 #define CONFIG_AMD_LV400 1 /* uncomment this if you have a LV400 flash */ #define CONFIG_AMD_LV800 1 /* uncomment this if you have a LV800 flash */ #endif #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS 1 /* max number of memory banks */ #define CONFIG_SST_39VF1601 1 #ifdef CONFIG_AMD_LV800 #define PHYS_FLASH_SIZE 0x00100000 /* 1MB */ #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (19) /* max number of sectors on one chip */ #define CONFIG_ENV_ADDR (CONFIG_SYS_FLASH_BASE + 0x0F0000) // addr of environment #endif #ifdef CONFIG_AMD_LV400 #define PHYS_FLASH_SIZE 0x00080000 /* 512KB */ #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (11) /* max number of sectors on one chip */ #define CONFIG_ENV_ADDR (CONFIG_SYS_FLASH_BASE + 0x070000) //addr of environment #endif #ifdef CONFIG_SST_39VF1601 //添加mini2440开发板Nor Flash设置 #define PHYS_FLASH_SIZE 0x200000 //我们开发板的Nor Flash是2M #define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (512) //根据SST39VF1601的芯片手册描述，对其//进行操作有两种方式：块方式和扇区方式。现采用扇区方式(sector)，1 sector = 2Kword = 4Kbyte，//所以2M的Nor Flash共有512个sector #define CONFIG_ENV_ADDR (CONFIG_SYS_FLASH_BASE + 0x040000) //暂设置环境变量的 //地址为0x040000(即：256Kb) #endif |
然后添加对我们mini2440开发板上2M的Nor Flash(型号为SST39VF1601)的支持。在u-boot中对Nor Flash的操作分别有初始化、擦除和写入，所以我们主要修改与硬件密切相关的三个函数flash_init、flash_erase、write_hword，修改代码如下：
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#gedit board/samsung/my2440/flash.c |
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//修改定义部分如下： //#define MAIN_SECT_SIZE 0x10000 #define MAIN_SECT_SIZE 0x1000 //定义为4k，刚好是一个扇区的大小
//#define MEM_FLASH_ADDR1 (*(volatile u16 *)(CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (0x00000555 << 1))) //#define MEM_FLASH_ADDR2 (*(volatile u16 *)(CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (0x000002AA << 1))) #define MEM_FLASH_ADDR1 (*(volatile u16 *)(CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (0x00005555 << 1))) //这两个参数看SST39VF1601手册 #define MEM_FLASH_ADDR2 (*(volatile u16 *)(CONFIG_SYS_FLASH_BASE + (0x00002AAA << 1)))
//修改flash_init函数如下： #elif defined(CONFIG_AMD_LV800) (AMD_MANUFACT & FLASH_VENDMASK) | (AMD_ID_LV800B & FLASH_TYPEMASK); #elif defined(CONFIG_SST_39VF1601) //在CONFIG_AMD_LV800后面添加CONFIG_SST_39VF1601 (SST_MANUFACT & FLASH_VENDMASK) | (SST_ID_xF1601 & FLASH_TYPEMASK);
for (j = 0; j < flash_info[i].sector_count; j++) { //if (j <= 3) { // /* 1st one is 16 KB */ // if (j == 0) { // flash_info[i].start[j] = flashbase + 0; // }
// /* 2nd and 3rd are both 8 KB */ // if ((j == 1) || (j == 2)) { // flash_info[i].start[j] = flashbase + 0x4000 + (j - 1) * 0x2000; // }
// /* 4th 32 KB */ // if (j == 3) { // flash_info[i].start[j] = flashbase + 0x8000; // } //} else { // flash_info[i].start[j] = flashbase + (j - 3) * MAIN_SECT_SIZE; //}
flash_info[i].start[j] = flashbase + j * MAIN_SECT_SIZE; }
//修改flash_print_info函数如下： case (AMD_MANUFACT & FLASH_VENDMASK): printf ("AMD: "); break; case (SST_MANUFACT & FLASH_VENDMASK): //添加SST39VF1601的 printf ("SST: "); break;
case (AMD_ID_LV800B & FLASH_TYPEMASK): printf ("1x Amd29LV800BB (8Mbit)\n"); break; case (SST_ID_xF1601 & FLASH_TYPEMASK): //添加SST39VF1601的 printf ("1x SST39VF1610 (16Mbit)\n"); break;
//修改flash_erase函数如下： //if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) != // (AMD_MANUFACT & FLASH_VENDMASK)) { // return ERR_UNKNOWN_FLASH_VENDOR; //} if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) != (SST_MANUFACT & FLASH_VENDMASK)) { return ERR_UNKNOWN_FLASH_VENDOR; }
///* wait until flash is ready */ //chip = 0; //do { // result = *addr; // /* check timeout */ // if (get_timer_masked () > // CONFIG_SYS_FLASH_ERASE_TOUT) { // MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_READ_ARRAY; // chip = TMO; // break; // }
// if (!chip // && (result & 0xFFFF) & BIT_ERASE_DONE) // chip = READY;
// if (!chip // && (result & 0xFFFF) & BIT_PROGRAM_ERROR) // chip = ERR; //} while (!chip);
//MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_READ_ARRAY;
//if (chip == ERR) { // rc = ERR_PROG_ERROR; // goto outahere; //}
//if (chip == TMO) { // rc = ERR_TIMOUT; // goto outahere; //} while (1) { if ((*addr & 0x40) != (*addr & 0x40)) continue; if (*addr & 0x80) { rc = ERR_OK; break; } } //修改write_hword函数如下： MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1; MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2; //MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK_BYPASS; MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_PROGRAM; //*addr = CMD_PROGRAM; *addr = data;
///* wait until flash is ready */ //chip = 0; //do { // result = *addr; // /* check timeout */ // if (get_timer_masked () > CONFIG_SYS_FLASH_ERASE_TOUT) { // chip = ERR | TMO; // break; // }
// if (!chip && ((result & 0x80) == (data & 0x80))) // chip = READY;
// if (!chip && ((result & 0xFFFF) & BIT_PROGRAM_ERROR)) { // result = *addr; // if ((result & 0x80) == (data & 0x80)) // chip = READY; // else // chip = ERR; // } //} while (!chip);
//*addr = CMD_READ_ARRAY;
//if (chip == ERR || *addr != data) // rc = ERR_PROG_ERROR; while (1) { if ((*addr & 0x40) != (*addr & 0x40)) continue;
if ((*addr & 0x80) == (data & 0x80)) { rc = ERR_OK; break; } } |
修改完后重新编译u-boot，下载到RAM中运行结果如下图：