U-boot在S3C2440上的移植詳解（一） --- NOR FLASH 啓動u-boot

時間  2019-11-09
標籤 boot s3c2440 移植 詳解 flash 啓動 欄目 C&C++ 简体版
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1、移植環境java

  • 主  機：VMWare--Fedora 9linux

  • 開發板：Mini2440--64MB Nand,Kernel:2.6.30.4架構

  • 編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2.tgz框架

  • u-boot：u-boot-2009.08.tar.bz2函數

2、移植步驟測試

1. 瞭解u-boot主要的目錄結構和啓動流程，以下圖。spa

 u-boot的stage1代碼一般放在cpu/xxxx/start.S文件中，他用匯編語言寫成；調試

    u-boot的stage2代碼一般放在lib_xxxx/board.c文件中，他用C語言寫成。code

    各個部分的流程圖以下：orm

2. 創建本身的開發板項目並測試編譯。

 目前u-boot對不少CPU直接支持，能夠查看board目錄的一些子目錄，如：board/samsung/目錄下就是對三星一些ARM處理器的支持，有smdk2400、smdk2410和smdk6400，但沒有2440，因此咱們就在這裏創建本身的開發板項目。

 

1）因2440和2410的資源差很少，主頻和外設有點差異，因此咱們就在board/samsung/下創建本身開發板的項目，取名叫my2440

#tar -jxvf u-boot-2009.08.tar.bz2    //解壓源碼
#cd u-boot-2009.08/board/samsung/    //進入目錄
#mkdir my2440                        //建立my2440文件夾

2）因2440和2410的資源差很少，因此就以2410項目的代碼做爲模板，之後再修改

#cp -rf smdk2410/* my2440/   //將2410下全部的代碼複製到2440下
#cd my2440                   //進入my2440目錄
#mv smdk2410.c my2440.c      //將my2440下的smdk2410.c更名爲my2440.c
#cd ../../../                //回到u-boot根目錄
#cp include/configs/smdk2410.h include/configs/my2440.h //創建2440頭文件
#gedit board/samsung/my2440/Makefile   //修改my2440下Makefile的編譯項，以下：
COBJS    := my2440.o flash.o  //因在my2440下咱們將smdk2410.c更名爲my2440.c

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的格式創建my2440_config的編譯選項，另外還要指定交叉編譯器

#gedit Makefile
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-        //指定交叉編譯器爲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(ARCH)

       arm920t：CPU的類型

       my2440 ：對應在board目錄下創建新的開發板項目的目錄

       samsung：新開發板項目目錄的上級目錄，如直接在board下創建新的開發板項目的目錄，則這裏就爲NULL

       s3c24x0：CPU型號

*注意：編譯選項格式的第二行要用Tab鍵開始，不然編譯會出錯


4）測試編譯新建的my2440開發板項目

#make my2440_config //若是出現Configuring for my2440 board...則表示設置正確
#make //編譯後在根目錄下會出現u-boot.bin文件，則u-boot移植的第一步就算完成了

到此爲止，u-boot對本身的my2440開發板尚未任何用處，以上的移植只是搭建了一個my2440開發板u-boot的框架，要使其功能實現，還要根據my2440開發板的具體資源狀況來對u-boot源碼進行修改。

3. 根據u-boot啓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開發板（注：修改或添加的地方都用紅色表示）。

1）my2440開發板u-boot的stage1入口點分析。

通常在嵌入式系統軟件開發中，在全部源碼文件編譯完成以後，連接器要讀取一個連接分配文件，在該文件中定義了程序的入口點，代碼段、數據段等分配狀況等。那麼咱們的my2440開發板u-boot的這個連接文件就是cpu/arm920t/u-boot.lds，打開該文件部分代碼以下：

知道了程序的入口點是_start，那麼咱們就打開my2440開發板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的位置以下：

從這個彙編代碼能夠看到程序又跳轉到start_code處開始執行，那麼再查找到start_code處的代碼以下：

/*
 * 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開發板上的LED進行初始化的
    bl red_LED_on

由此能夠看到，start_code處纔是u-boot啓動代碼的真正開始處。以上就是u-boot的stage1入口的過程。

2）my2440開發板u-boot的stage1階段的硬件設備初始化。
因爲在u-boot啓動代碼處有兩行是AT91RM9200DK的LED初始代碼，但咱們my2440上的LED資源與該開發板的不一致，因此咱們要刪除或屏蔽該處代碼，再加上my2440的LED驅動代碼（注：添加my2440 LED功能只是用於表示u-boot運行的狀態，給調試帶來方便，可將該段代碼放到任何你想調試的地方），代碼以下：

注：如下代碼均爲新增代碼

/*bl coloured_LED_init  //這兩行是AT91RM9200DK開發板的LED初始化，註釋掉
    bl red_LED_on*/
 
#if defined(CONFIG_S3C2440)  //區別與其餘開發板
//根據mini2440原理圖可知LED分別由S3C2440的PB五、六、七、8口來控制，如下是PB端口寄存器基地址(查2440的DataSheet得知)
#define GPBCON 0x56000010
#define GPBDAT 0x56000014
#define GPBUP  0x56000018    
    //如下對寄存器的操做參照S3C2440的DataSheet進行操做
    ldr r0, =GPBUP
    ldr r1, =0x7FF    //即：二進制11111111111，關閉PB口上拉
    str r1, [r0]

    ldr r0, =GPBCON   //配置PB五、六、七、8爲輸出口，對應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設爲低電平，六、七、8爲高電平
    str r1, [r0] 

#endif
//此段代碼使u-boot啓動後，點亮開發板上的LED1，LED二、LED三、LED4不亮

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

#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    */ // 注：此行爲新增
#gedit cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c //根據設置的分頻係數FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8修改獲取時鐘頻率的函數
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 * 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());
}
#gedit cpu/arm920t/start.S
.globl _start
_start: b       start_code    //將程序的執行跳轉到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
{
    //其餘一些代碼段、數據段等分配
    . = 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置部分。
因爲2410和2440的寄存器及地址大部分是一致的，因此這裏就直接在2410的基礎上再加上對2440的支持便可，代碼以下：

#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
#define MPLLCON   0x4C000004   //系統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          //設置分頻係數FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8
    mov  r1, #5
    str  r1, [r0]
 
    ldr  r0, =MPLLCON  //設置系統主頻爲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  //設置USB時鐘頻率爲48MHz 
    ldr  r1, =0x38022  //這個值參考芯片手冊「PLL VALUE SELECTION TABLE」部分
    str  r1, [r0]
# else //其餘開發板的時鐘部分，這裏就不用管了，咱們如今是作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 */

注：代碼比較多，自行與源代碼比較區別吧

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，以下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c //設置主頻和USB時鐘頻率參數與start.S中的一致
#define FCLK_SPEED 2       //設置默認等於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S3C2440芯片手冊「PLL VALUE SELECTION TABLE」部分進行設置
#define M_PDIV    0x2
#define M_SDIV    0x1
#endif

#define USB_CLOCK 2        //設置默認等於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S3C2440芯片手冊「PLL VALUE SELECTION TABLE」部分進行設置
#define U_M_PDIV    0x2
#define U_M_SDIV    0x2
#endif

注：代碼比較多，自行與源代碼比較區別吧

(未完，待續)

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