2011年（24）
分类： LINUX
2011-07-06 21:14:28
转自：http://chenyunguo0317.blog.163.com/blog/static/4204559220080952947629/
经过几周的折腾，终于搞定了u-boot-1.2.0，写这篇粗解希望能给后来的朋友一些启示和帮助。下面就从以下几个方面粗写一些u-boot-1.2.0方面的知识：
·启动流程
·各命令简解
·移植步骤
·nor flash底层驱动的修改
·cs8900网络驱动与tftp
·Linux下tftp-server的安装与配置
开饭板资源说明：
处理器：S3C2410A；
内存：SDRAM 64M；
Flash：nor flash sst39vf1601；
网卡芯片：CS8900A，映射到nGCS3。
1. u-boot启动流程
关于u-boot的启动流程网上也有很多资料描述，这里再赘述一番。S3c2410采用ARM920T核，u-boot就从\cpu\arm920t下的Start.S启动。Start.S主要完成了以下一些工作：安装中断，设置时钟，cpu的初始化，将自身搬运到目的地（0x3ff80000处），设置堆栈，清除bss段，最后跳转到start_armboot。
在Start.S中，cpu的初始化由cpu_init_crit实现，它完成以下功能：flush v4 I/D caches, 关闭MMU stuff，关闭caches和调用lowlevel_init初始化BWSCON。lowlevel_init在\board\yourboard中实现。
Start.S中实现代码如下：
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit
#endif
从上面可以看到cpu_init_crit是条件编译的，这主要用于调试阶段。如果是通过其他bootloader加载u-boot并调试的话，那么，#define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT一下是很有必要的。假设通过vivi将u-boot.bin加载到RAM中执行，如果没有定义CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT那么在终端上我们什么也看不到。原因是u-boot.bin本来就在RAM中了，而u-boot.bin运行到cpu_init_crit后，CPU被初始化了一番，u-boot.bin也就全部在RAM中消失了。所以在调试阶段记住#define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT（我在\include\configs\xxxx.h中定义它）。
Start.S完成了自己底层方面初始化的历史使命后，将自己的接力棒就交给了start_armboot。我们可以在\lib_arm\board.c文件中找到它的踪迹。这个函数实现了什么东西呢？相信下面这个网址比我说得清楚。当然有些地方还是要读读源代码，说到读源代码，有些功能强大的编辑器还是值得提一下，source insight，sourcenav，当然还有uedit，这些都是很好的编辑器。
http://blog.chinaunix.net/u/5192/showart_245427.html
http://www.cublog.cn/u/5192/showart_247608.html
对于执行流程呢，u-boot在start_armboot中就会死执行main_loop ()函数，这个函数就会捕捉从控制台传来的数据，然后u-boot根据这些数据采取相应的动作，如执行u-boot命令等。
2. u-boot命令简解
u-boot提供了丰富的命令，这些命令总共有60个左右。但这些命令有些可选择的，也就是用户可以选择自己相关的命令，这些命令在网上可以找到它们的详细解释和用法， 。当然u-boot也提供了良好的命令扩展，用户可以添加自己需要的命令。如果用户想自己添加一些自己的私房命令，不妨看看下面文字。
在u-boot中，每个命令都用一个命令结构体来描述，这个结构体定义在\include\command.h中。
struct cmd_tbl_s {
char *name; /* Command Name */
int maxargs; /* maximum number of arguments */
int repeatable; /* autorepeat allowed? */
/* Implementation function */
Int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);
char *usage; /* Usage message (short) */
#ifdef CFG_LONGHELP
char *help; /* Help message (long) */
#endif
#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
/* do auto completion on the arguments */
int (*complete)(int argc, char *argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]);
#endif
};
其中Cmd就是实际需要调用的命令函数！name为该命令名字符串（比如go，bootm等）。 在command.h里面还一个叫U_BOOT_CMD的宏。
#define Struct_Section __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}
这段代码的意思是说，对于U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help)来说，就是定义一个cmd_tbl_t（cmd_tbl_t就是struct cmd_tbl_s）类型的__u_boot_cmd_name变量，并将此变量放到.u_boot_cmd段，.u_boot_cmd的定义可以在board/yourboard/u-boot.lds找到。在U-boot中的shell中，根据用户输入的命令，就会在.u_boot_cmd这个内存区域中查找，当.u_boot_cmd中某一个cmd_tbl_s命令结构体的cmd_tbl_s.name和输入的命令字符串相符时，就调用该命令。
下面以添加mycmd命令为例说明方法。
1). 在include/configs/xxxx.h中的CONFIG_COMMDNDS中增加一项CFG_ CMD_MYCMD：
CFG_CMD_USBLOAD,
/***********************************************************
* Command definition
***********************************************************/
#define CONFIG_COMMANDS \
(CONFIG_CMD_DFL | \
CFG_CMD_CACHE | \
CFG_CMD_NET | \
CFG_CMD_ENV | \
CFG_CMD_FLASH | \
CFG_CMD_PING | \
CFG_CMD_NAND | \
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ \
/*CFG_CMD_I2C |*/ \
/*CFG_CMD_USB |*/ \
CFG_CMD_REGINFO | \
CFG_CMD_DATE | \
CFG_CMD_ELF |\
CFG_ CMD_MYCMD
)
2). 在include/cmd_confdefs.h中加入命令标志位
#define CFG_CMD_MYCMD 0x000055AAULL (可以是任意值，只要不和其他命令冲突)
3). 在common\下面加入mycmd.c
大体结构如下：
#If（CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_ELF）
int my-cmd(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[ ] ){
………………….
}
U_BOOT_CMD{
mycmd,
2,
1,
1,
my-cmd,
“……”, /* write some words to describe usage of this command */
“……” /* describe help messages of my command*/
};
#endif
4). 在\common\Makefile文件中的COBJS后加上mycmd.o
5). 重新编译u-boot，就OK。
3. u-boot的移植步骤
总的来说u-boot的移植步骤比较简单主要以下几个步骤：
1). 在\board\下建立一个自己的文件夹，我在此目录下建立了foolish这个文件夹，foolish的内容是从smdk2410中copy过来的，因为我的板子和smdk2410差不多。在foolish中主要有两个文件很重要，它们是flash.c和foolish.c（foolish.c是和我选择的名字有关，在smdk2410中叫smdk2410.c），flash.c是关于开发板中flash的最底层的驱动程序，它主要实现了对flash的基本操作，如读、写、擦除等操作，这也是需要修改的文件。foolish.c实际上和smdk2410.c一样，因为我的板子和smdk2410差不多。
2). 将\board\foolish中的Makefile文件的COBJS和SOBJS修改成下面的值。
COBJS := foolish.o flash.o
SOBJS := lowlevel_init.o
3). 修改存放在\include\foolish.h文件，这个文件需要自己添加。当然它也是由同目录下的smdk2410.h修改而来。我的foolish配置如下：
#ifndef __CONFIG_H
#define __CONFIG_H
//#define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
/*
* High Level Configuration Options
* (easy to change)
*/
#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 */
/* input clock of PLL */
#define CONFIG_SYS_CLK_FREQ 12000000/* the SMDK2410 has 12MHz input clock */
#define USE_920T_MMU 1
#undef CONFIG_USE_IRQ /* we don''''''''t need IRQ/FIQ stuff */
/*
* Size of malloc() pool
*/
#define CFG_MALLOC_LEN (CFG_ENV_SIZE + 128*1024)
#define CFG_GBL_DATA_SIZE 128 /* size in bytes reserved for initial data */
/*
* Hardware drivers
*/
#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1 /* we have a CS8900 on-board */
#define CS8900_BASE 0x19000300
#define CS8900_BUS16 1 /* the Linux driver does accesses as shorts */
/*
* select serial console configuration
*/
#define CONFIG_SERIAL1 1 /* we use SERIAL 1 on SMDK2410 */
/************************************************************
* RTC
************************************************************/
#define CONFIG_RTC_S3C24X0 1
/* allow to overwrite serial and ethaddr */
#define CONFIG_ENV_OVERWRITE
#define CONFIG_BAUDRATE 115200
/***********************************************************
* Command definition
***********************************************************/
#define CONFIG_COMMANDS \
(CONFIG_CMD_DFL | \
CFG_CMD_CACHE | \
/*CFG_CMD_NAND |*/ \
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ \
/*CFG_CMD_I2C |*/ \
/*CFG_CMD_USB |*/ \
CFG_CMD_REGINFO | \
CFG_CMD_DATE | \
CFG_CMD_ELF | \
CFG_CMD_PING)
/* this must be included AFTER the definition of CONFIG_COMMANDS (if any) */
#include
#define CONFIG_BOOTDELAY 10
#define CONFIG_BOOTARGS "root=ramfs devfs=mount console=ttySAC0,115200"
#define CONFIG_ETHADDR 08:00:3e:26:0a:5b
#define CONFIG_NETMASK 255.255.255.0
#define CONFIG_IPADDR 202.192.248.147
#define CONFIG_SERVERIP 202.192.248.46
#define CONFIG_BOOTFILE "zImage"
#define CONFIG_BOOTCOMMAND "tftp; bootm"
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_KGDB)
#define CONFIG_KGDB_BAUDRATE 115200 /* speed to run kgdb serial port */
/* what''''''''s this ? it''''''''s not used anywhere */
#define CONFIG_KGDB_SER_INDEX 1 /* which serial port to use */
#endif
/*
* Miscellaneous configurable options
*/
#define CFG_LONGHELP /* undef to save memory */
#define CFG_PROMPT "foolish # " /* Monitor Command Prompt */
#define CFG_CBSIZE 256 /* Console I/O Buffer Size */
#define CFG_PBSIZE (CFG_CBSIZE+sizeof(CFG_PROMPT)+16) /* Print Buffer Size */
#define CFG_MAXARGS 16 /* max number of command args */
#define CFG_BARGSIZE CFG_CBSIZE /* Boot Argument Buffer Size */
#define CFG_MEMTEST_START 0x30000000 /* memtest works on */
#define CFG_MEMTEST_END 0x33F00000 /* 63 MB in DRAM */
#undef CFG_CLKS_IN_HZ /* everything, incl board info, in Hz */
#define CFG_LOAD_ADDR 0x30200000 /* default load address */
/* the PWM TImer 4 uses a counter of 15625 for 10 ms, so we need */
/* it to wrap 100 times (total 1562500) to get 1 sec. */
#define CFG_HZ 1562500
/* valid baudrates */
#define CFG_BAUDRATE_TABLE { 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 }
/*-----------------------------------------------------------------------
* Stack sizes
*
* The stack sizes are set up in start.S using the settings below
*/
#define CONFIG_STACKSIZE (128*1024) /* regular stack */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
#define CONFIG_STACKSIZE_IRQ (4*1024) /* IRQ stack */
#define CONFIG_STACKSIZE_FIQ (4*1024) /* FIQ stack */
#endif
/*-----------------------------------------------------------------------
* Physical Memory Map
*/
#define CONFIG_NR_DRAM_BANKS 1 /* we have 1 bank of DRAM */
#define PHYS_SDRAM_1 0x30000000 /* SDRAM Bank #1 */
#define PHYS_SDRAM_1_SIZE 0x04000000 /* 64 MB */
#define PHYS_FLASH_1 0x00000000 /* Flash Bank #1 */
#define CFG_FLASH_BASE PHYS_FLASH_1
/*-----------------------------------------------------------------------
* FLASH and environment organization
*/
#define CONFIG_AMD_LV400 1 /* uncomment this if you have a LV400 flash */
#if 0
#define CONFIG_AMD_LV800 1 /* uncomment this if you have a LV800 flash */
#endif
#define CFG_MAX_FLASH_BANKS 1 /* max number of memory banks */
#ifdef CONFIG_AMD_LV800
#define PHYS_FLASH_SIZE 0x00100000 /* 1MB */
#define CFG_MAX_FLASH_SECT (19) /* max number of sectors on one chip */
#define CFG_ENV_ADDR (CFG_FLASH_BASE + 0x0F0000) /* addr of environment */
#endif
#ifdef CONFIG_AMD_LV400
#define PHYS_FLASH_SIZE 0x00200000 /* 2MB */
#define CFG_MAX_FLASH_SECT (32) /* max number of sectors on one chip */
#define CFG_ENV_ADDR (CFG_FLASH_BASE + 0x20000) /* addr of environment */
#endif
/* timeout values are in ticks */
#define CFG_FLASH_ERASE_TOUT (5*CFG_HZ) /* Timeout for Flash Erase */
#define CFG_FLASH_WRITE_TOUT (5*CFG_HZ) /* Timeout for Flash Write */
#define CFG_ENV_IS_IN_FLASH 1
#define CFG_ENV_SIZE 0x10000 /* Total Size of Environment Sector */
#endif /* __CONFIG_H */
对于该文件中的选项就不一一描述了，这些选项在\readme文件中有详细的说明。
4). 在\Makefile文件中添加下面的两行，
foolish_config: unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t foolish NULL s3c24x0
OK！现在可以编译u-boot了！
make foolish_config
make ARCH=arm CROSS_COMIPE=arm-linux-
最后是否就生成了u-boot.bin等文件了呢？到这里算是成功1/4了。
4. nor flash底层驱动的修改
下载u-boot.bin到板子里（当然定义了CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT，要不然没反应就不好了），u-boot是不是给我们打印一个CRC错误的消息，这主要由于没有将env变量存到flash中，所以u-boot给我们警告。试试saveenv命令将env变量存到flash，居然不行。原来smdk2410的nor flash是AMD的LV400，而我的却是sst39vf1601。仔细看看才发现它们的写时序不同，这可以参考两中芯片的datasheet。最后我改写\board\foolish\flash.c文件中flash_erase和write_hword函数。
在flash_erase函数中改写了从“if (info->protect[sect] == 0) { /* not protected */”到“if (ctrlc ())”之间的代码，这些代码如下：
……
if (info->protect[sect] == 0) { /* not protected */
vu_short *addr = (vu_short *) (info->start[sect]);
MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;
MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;
MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_ERASE_SETUP;
MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;
MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;
*addr = CMD_ERASE_CONFIRM;
/* wait until flash is ready */
while(1){
unsigned short i;
i = *((volatile unsigned short *)addr)&0x40;
if(i!=*((volatile unsigned short *)addr)&0x40)
continue;
if(*((volatile unsigned short *)addr)&0x80)
break;
}
printf ("ok.\n");
} else { /* it was protected */
printf ("protected!\n");
}
}
if (ctrlc ())
……
对于write_hword函数如下面的代码所示：
volatile static int write_hword (flash_info_t * info, ulong dest, ushort data)
{
vu_short *addr = (vu_short *) dest;
ushort result;
int rc = ERR_OK;
int cflag, iflag;
int chip;
/*
* Check if Flash is (sufficiently) erased
*/
result = *addr;
if ((result & data) != data)
return ERR_NOT_ERASED;
/*
* Disable interrupts which might cause a timeout here. Remember that our
*exception vectors are at address 0 in the flash, and we don''''''''t want a (ticker)
*exception to happen while the flash chip is in programming mode.
*/
cflag = icache_status ();
icache_disable ();
iflag = disable_interrupts ();
MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;
MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;
MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_PROGRAM;
*addr = data;
/* arm simple, non interrupt dependent timer */
reset_timer_masked ();
/* wait until flash is ready */
while(1){
unsigned short i = *(volatile unsigned short *)addr & 0x40;
if(i != *(volatile unsigned short *)addr & 0x40) //D6 == D6
continue;
if((*(volatile unsigned short *)addr & 0x80)==(data & 0x80)){
rc = ERR_OK;
break; //D7 == D7
}
}
if (iflag)
enable_interrupts ();
if (cflag)
icache_enable ();
return rc;
}
到现在位置整个关于nor flash sst39vf1601就差不多搞定了，但还有一个比较烦人的地方是，在打开u-boot时的时候，居然打印的是AMD的信息，这可不行得让u-boot打印sst39vf1601的信息，为了达到这个小小的要求，就需要改写flash_print_info（也在flash.c中）函数了，将该函数中
case (AMD_MANUFACT & FLASH_VENDMASK):
printf ("AMD: ");
和
case (AMD_ID_LV400B & FLASH_TYPEMASK):
printf ("1x Amd29LV400BB (4Mbit)\n");
分别修改为：
case (AMD_MANUFACT & FLASH_VENDMASK):
printf ("SST: ");
和
case (AMD_ID_LV400B & FLASH_TYPEMASK):
printf ("1x 39VF1601 (2Mbit)\n");
这样整个flash部分就算完毕了，但有一点小小的毛病，就是在saveenv命令时，速度有点慢，还希望高手改改。接下来应该是网络部分了。
5. cs8900网络驱动与tftp
之所以利用u-boot其中最重要的原因之一是它的tftp功能。对于网络部分，板子上的网络芯片是cs8900，幸运的是这和smdk2410一样。使得网络部分移植太简单了。根本就不需要什么大的修改就ok了，不过这还是花了n多时间才搞定。主要问题有两个：一是错误是CS8900 Ethernet chip not found?!错误；二是为什么地址是0x19000000。
后面这个看来原理图后发现cs8900用nGCS3，也就是说基地址应该从0x18000000开始，但是发现cs8900用了地址线A24作为I/O方式和MEMORY方式，smdk2410使用了I/O方式，所以处理器在送出基地址时要考虑A24，并且I/O方式A24=1，从这里可知cs8900的基地址应该是0x18000000＋1<<24＝0x19000000。
对于CS8900 Ethernet chip not found?!错误这个问题，就困惑了很久，网上都说不用修改就可以使用，后来发现每次u-boot探测到的ID都不一样，这说明片选是正确的，可能是处理器Bank3时序问题，后来仔细查看发现Bank3的参数没有配置正确。通过修改\board\foolish\ lowlevel_init.S文件中的Bank3参数搞定了第一个错误，Bank3的配置如下：
#define B3_Tacs 0x0 /* 0clk */
#define B3_Tcos 0x3 /* 4clk */
#define B3_Tacc 0x7 /* 14clk */
#define B3_Tcoh 0x1 /* 1clk */
#define B3_Tah 0x3 /* 4clk */
#define B3_Tacp 0x3 /* 6clk */
#define B3_PMC 0x0 /* normal */
到此网络方面就Ok了！试试tftp，嘿嘿！OK!
5. Linux下tftp-server的安装与配置
将系统切换到linux（fedora core 6）下，发现fc6下面还没有装tftp-server，在网上下载一个tftp-hpa-0.42，下载地址为。装上此server后，将在/etc/xinetd.d/下产生tftp文件，我们需要配置此文件完成tftp sever正确运行。Tftp文件的配置如下：
service tftp
{
disable = no
socket_type = dgram
protocol = udp
wait = yes
user = root
server = /usr/sbin/in.tftpd
server_args = -s /tftpboot
per_source = 11
cps = 100 2
flags = IPv4
}
server_args项的-s参数指定了tftp server的根目录地址，这可以根据自己的需要修改。好了，tftp server已经配置完成，迫不及待的试试u-boot和linux之间的tftp怎么样？打开u-boot输入tftp，理想中应该是一群可爱的“#”符号，但现实和理想总有那么一段距离，没办法！迎接我的却是一帮不怎么可爱的“T”形字母。为什么呢？？？？？在windows下，不是成功了吗？难道linux真的不行吗？这个问题一个困惑就是几个昼夜啊，网上也没找到什么蛛丝马迹，到底该怎么办呢？离胜利就只有一步之遥了，光明就在前方啊！真是功夫不负好心人，朋友当你出现上面的问题时，请你在fc6的防火墙与安全中把udp的69号端口（tftp使用的端口）放行吧，要不然白白的郁闷就不好玩了。
