移植u-boot-2012到mini2440开发板的笔记

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本文详细介绍U-Boot移植到mini2440开发板的过程，包括修改代码以支持不同启动方式、添加对NAND Flash的支持、配置网络及文件系统等。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

移植u-boot-2012.07到mini2440开发板的笔记 2012-09-03 14:27:34

分类： LINUX

移植u-boot-2012.07到mini2440开发板的笔记

<1363976004@qq.com>

1.下载、解压、编译、u-boot源码

1）tar xjf u-boot-2012.07.tar.bz2

2）cd u-boot-2012.04.01

3）make smdk2410_config

4）Make

5）烧写到mini2440开发板的Nor flash中，启动开发板，观察现象。

2.创建mini2440单板

1）将u-boot-2012.07/board/samsung目录下的smdk2410复制为mini2440，将该目录下的smdk2410.c命名为mini2440.c，修改mini2440目录下的Makefile，将COBJS:= smdk2410.o改为COBJS:= mini2440.o

2）在board.cfg的65行的

smdk2410 arm arm920t - samsung s3c24x0

后面添加

mini2440 arm arm920t - samsung s3c24x0

3）在u-boot-2012.07/include/configs中的smdk2410.h复制为mini2440.h

3.阅读u-boot代码分析启动过程并修改代码

1）set the cpu to SVC32 mode

2）turn off the watchdog

3）设置时钟分频系数，使用默认的时钟120MHz

4）设置内存控制器

5）board_init_f(start.S)

-->for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) { (board.c)

if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {

hang ();}

-->board_early_init_f(smdk2410.c) (该函数中设置系统时钟)

-->serial_init(serial_s3c24x0.c)

-->serial_init_dev(serial_s3c24x0.c)

-->_serial_setbrg(serial_s3c24x0.c)

-->get_PCLK(speed.c)

-->get_HCLK(speed.c)

........(发现宏CONFIG_S3C2440未定义，故使用的是2410的时钟，故应定义宏CONFIG_S3C2440)

【通过以上的分析可知：在设置时钟与设置内存控制器的顺序是先设置内存控制器，再设置系统时钟，故存在问题。故应先设置时钟，在已设置的时钟下，在设置内存控制器，让内存工作在合适的频率下，使其SDRAM正常工作】

更改：

A.在start.S中：

将

/* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */

/* default FCLK is 120 MHz ! */

ldr r0, =CLKDIVN

mov r1, #3

str r1, [r0]

改为

#define S3C2440_MPLL_400MHZ ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x01))

/* 2. 设置时钟 */

ldr r0, =0x4c000014

mov r1, #0x05; // FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8

str r1, [r0]

/* 如果HDIVN非0，CPU的总线模式应该从“fast bus mode”变为“asynchronous bus mode” */

mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 读出控制寄存器 */

orr r1, r1, #0xc0000000 /* 设置为“asynchronous bus mode” */

mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0 /* 写入控制寄存器 */

/* MPLLCON = S3C2440_MPLL_200MHZ */

ldr r0, =0x4c000004

ldr r1, =S3C2440_MPLL_400MHZ

str r1, [r0]

/* 启动ICACHE */

mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg

orr r0, r0, #(1<<12)

mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write it back

B.在mini2440.c的board_early_init_f函数中去掉：

writel(0xFFFFFF, &clk_power->locktime);

writel((M_MDIV << 12) + (M_PDIV << 4) + M_SDIV,

&clk_power->mpllcon);

(在start.S中已经设置了时钟)

C.通过之前的分析可知：u-boot的源代码中已经带有了2440的串口初始化函数，只需在配置文件mini2440.h中定义宏CONFIG_S3C2440，去掉CONFIG_S3C2410即可。

将#define CONFIG_S3C2410改为 #define CONFIG_S3C2440

D.放在linux编译，发现错误，找出出现错误的文件，并找到该目录下的Makefile，找出控制该文件的宏，在mini2440.h文件中去掉该宏。然后在编译，如再有错误在重复以上步骤，直到编译成功。(只需去掉宏CONFIG_CMD_NAND的定义)

E.将生成的u-boot.bin烧如Nor flash中启动开发板，可以看到开发板可以看到有信信息输出，证明该u-boot的对2440的时钟以及串口的支持已经正常。

6）在串口上打印的信息中有 ### ERROR ### Please RESET the board ###

搜索 Please RESET the board可以直到该信息是在board.c中答应出来的

分析代码可知：

if (flash_size > 0) {

....................

}

else

{

puts(failed);

hang();

--> puts("### ERROR ### Please RESET the board ###\n");

for (;;);

}

可知该u-boot只支持nor flash启动，当不能识别nor flash时就打印错误，并让程序进入死循环，但是mini2440的开发板既支持nor flash启动也支持nand flash启动。当开发板从nand flash启动时，cpu看到的零地址是片内内存的地址，这是cpu根本就不能看到nor flash。

故应去掉board.c中：

puts(failed);

hang();

并加上：

puts("0 KB\n"); (当不能识别nor flash时打印出flash： 0KB，但程序还是继续运行。)

7）当从nand flash启动时，在上电后在硬件上，会将nand flash中前4k的代码复制到s3c2440的片内内存中，cpu此时看到的零地址是片内内存，即从片内内存开始执行，又由于u-boot的代码远大于4k，故在复制的4k的代码中应完成以下几件事：

A. 初始化内存控制器，是的SDRAM能正常工作

B. 将nand flash中的代码复制到SDRAM中

当以nor flash启动时，nor flash能像读内存一样的读，不能像写内存一样的写，cpu可以直接在nor flash上取得指令执行，故在开始就要做得事情就是要将nor flash上的代码复制到SDRAM中，让代码能正常运行。

通过分析u-boot的源代码可知，代码中的重定位代码是从内存的最高地址，减去需要使用的地址，算出代码重点位的起始地址。然后将代码修改后复制到SDRAM中，但是这种做法，很复杂，从定位代码大于4k，故不适用源代码中的方式，而采用将代码固定的复制到某个地址，在前4K的代码使用位置无关码。这样就使代码简单，在4k的代码中可以完成。

当以nand flash启动时，要将nand flash中的代码复制到SDRAM中，故应该提供nand flash的读函数，即在单板目录下添加mini2440_init.c文件并修改该目录下的Makefile，代码如下：

/* NAND FLASH控制器 */

#define NFCONF (*((volatile unsigned long *)0x4E000000))

#define NFCONT (*((volatile unsigned long *)0x4E000004))

#define NFCMMD (*((volatile unsigned char *)0x4E000008))

#define NFADDR (*((volatile unsigned char *)0x4E00000C))

#define NFDATA (*((volatile unsigned char *)0x4E000010))

#define NFSTAT (*((volatile unsigned char *)0x4E000020))

void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len);

static int isBootFromNorFlash(void)

{

volatile int *p = (volatile int *)0;

int val;

val = *p;

*p = 0x12345678;

if (*p == 0x12345678)

{

/* 写成功，是nand启动 */

*p = val;

return 0;

}

else

{

/* NOR不能像内存一样写 */

return 1;

}

void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len)

{

int i = 0;

/* 如果是nor启动 */

if (isBootFromNorFlash())

{

while (i < len)

{

dest[i] = src[i];

i++;

}

else

{

nand_read((unsigned int)src, dest, len);

}

void clear_bss(void)

{

extern int __bss_start, __bss_end__;

int *p = &__bss_start;

for (; p < &__bss_end__; p++)

*p = 0;

}

void my_nand_init(void)

{

#define TACLS 0

#define TWRPH0 1

#define TWRPH1 0

/* 设置时序*/

NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);

/* 使能nand flash控制器，初始化ECC，禁止片选 */

NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);

}

static void nand_select(void)

{

NFCONT &= ~(1<<1);

}

static void nand_deselect(void)

{

NFCONT |= (1<<1);

}

static void nand_cmd(unsigned char cmd)

{

volatile int i;

NFCMMD = cmd;

for (i = 0; i < 10; i++);

}

static void nand_addr(unsigned int addr)

{

unsigned int col = addr % 2048;

unsigned int page = addr / 2048;

volatile int i;

NFADDR = col & 0xff;

for (i = 0; i < 10; i++);

NFADDR = (col >> 8) & 0xff;

for (i = 0; i < 10; i++);

NFADDR = page & 0xff;

for (i = 0; i < 10; i++);

NFADDR = (page >> 8) & 0xff;

for (i = 0; i < 10; i++);

NFADDR = (page >> 16) & 0xff;

for (i = 0; i < 10; i++);

}

static void nand_wait_ready(void)

{

while (!(NFSTAT & 1));

}

static unsigned char nand_data(void)

{

return NFDATA;

}

void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)

{

int col = addr % 2048;

int i = 0;

/* 1.选中 */

nand_select();

while (i < len)

{

/* 2. 发出读命令00h */

nand_cmd(0x00);

/* 3. 发出地址（分5步发出） */

nand_addr(addr);

/* 4. 发现读命令30h */

nand_cmd(0x30);

/* 5. 判断状态 */

nand_wait_ready();

/* 6. 读数据*/

for (; (col < 2048) && (i < len); col++)

{

buf[i] = nand_data();

i++;

addr++;

}

col = 0;

}

/* 7. 取消选中*/

nand_deselect();

}

将board.c中的void board_init_f(ulong bootflag)函数改为返回id的具有返回值的函数

并在start.S中定义一个变量，在board.c函数中赋值，该变量用于存放栈指针。

因为在start.S中已经完成了重定位，故在board_init_f函数中去掉relocate_code

将start.S中的

call_board_init_f:

ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)

bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */

ldr r0,=0x00000000

bl board_init_f

改为：

ldr sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)

bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */

bl my_nand_init /* 初始化nand 控制器 */

mov r0, #0 // 源

ldr r1, _TEXT_BASE // 目的

ldr r2, _bss_start_ofs // 长度

bl copy_code_to_sdram // 从定位代码

bl clear_bss // 清bss段

ldr pc,=call_board_init_f // 跳到SDRAM中执行

/* Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f */

call_board_init_f:

ldr r0,=0x00000000

bl board_init_f

ldr r1, _TEXT_BASE // call_board_init_f 函数的返回值存放在r0中，刚好让 // board_init_r函数使用

// 函数使用

ldr sp, sp_addr_base // 重新设置栈

bl board_init_r // 进入第二阶段

在mini2440.h中将

#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x0

改为

#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x33f80000 // 重定位代码的基地址为33f80000 （在高地址处留出512k供u-boot运行）

原来的代码在链接时加了"-pie"选项, 使得u-boot.bin里多了"*(.rel*)", "*(.dynsym)"

故应去掉 "-pie"选项

arch/arm/config.mk中LDFLAGS_u-boot += -pie 去掉这行

修改链接脚本: 把start.S, init.c, lowlevel.S等文件放在最前面

即在arch/arm/cpu/u-boot.lds文件在CPUDIR/start.o后面添加：

board/samsung/smdk2440/libsmdk2440.o

8）移植u-boot支持nor flash的烧写与擦除

通过之前的移植，在串口上有输出，为了得到了nor flash的厂家id和设备id，所以在代码中添加了一些打印信息，而这些打印信息是通过宏开关决定的，分析代码可知，只需在cfi_flash.c文件中添加

#define DEBUG 1

#define _DEBUG 1

就可以打开宏开关，得到打印信息，然后编译烧写，观察串口的打印信息。信息如下：

Flash: fwc addr (null) cmd f0 00f0 16bit x 16 bit

fwc addr 0000aaaa cmd aa 00aa 16bit x 16 bit

fwc addr 00005554 cmd 55 0055 16bit x 16 bit

fwc addr 0000aaaa cmd 90 0090 16bit x 16 bit

fwc addr (null) cmd f0 00f0 16bit x 16 bit

JEDEC PROBE: ID 1 2249 0

fwc addr (null) cmd ff 00ff 16bit x 16 bit

fwc addr (null) cmd 90 0090 16bit x 16 bit

fwc addr (null) cmd ff 00ff 16bit x 16 bit

JEDEC PROBE: ID 14 ea00 0

*** Warning - bad CRC, using default environment

可以得到nor flash的厂家id和设备id分别为1、 0x2249

在代码中搜索JEDEC PROBE可以知道，该信息在代码中cfi_flash.c文件中打印出来的，代码为：

debug("JEDEC PROBE: ID %x %x %x\n",

info->manufacturer_id,

info->device_id,

info->device_id2);

if (jedec_flash_match(info, info->start[0]))

break;

-->jedec_flash_match

-->for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(jedec_table); i++) {

if ((jedec_table[i].mfr_id & mask) == (info->manufacturer_id & mask) &&

(jedec_table[i].dev_id & mask) == (info->device_id & mask)) {

fill_info(info, &jedec_table[i], base);

ret = 1;

break;

}

可知：识别出ID后，在与数组jedec_table比较的时候没有匹配的，故应在jedec_table的定义处添加一项符合该nor flash的信息，即添加

{

.mfr_id = (u16)AMD_MANUFACT,

.dev_id = 0x2249,

.name = "ST Micro M29F400BB",

.uaddr = {

[1] = MTD_UADDR_0x0555_0x02AA /* x16 */

.DevSize = SIZE_2MiB,

.CmdSet = CFI_CMDSET_AMD_LEGACY,

.NumEraseRegions = 4,

.regions = {

ERASEINFO(0x04000, 1),

ERASEINFO(0x02000, 2),

ERASEINFO(0x08000, 1),

ERASEINFO(0x10000, 31),

}

在编译烧写，发现会打印出 ERROR: too many flash sectors

搜索代码可知是由于：

if (sect_cnt >= CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT) {

printf("ERROR: too many flash sectors\n");

break;

故需要修改宏CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT的值，将配置文件中mini2440.h中的

#define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (19)

改为

#define CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT (50)

（只需这个值打于35即可，因为该nor flash一共35个扇区）

9）为了使u-boot的命令行输入命令时，可以通过TAB键补全，只需在配置文件 mini2440.h中定义宏

#define CONFIG_AUTO_COMPLETE

10）修改输入命令行前面的提示SMDK2410 # :只需将配置文件 mini2440.h中定义宏

#define CONFIG_SYS_PROMPT "SMDK2410 # "

改为

#define CONFIG_SYS_PROMPT "[mini2440@u-boot]# "

这样在命令行前面的提示就变成了[mini2440@u-boot]#

11）修改u-boot，使其支持nand flash的烧写与读写工作。

在drivers/mtd/nand 目录下将s3c2410_nand.c复制为s3c2440_nand.c，并修改Makefile，通过宏CONFIG_NAND_S3C2440控制s3c2440_nand.c文件是否编译，在mini2440.h中添加

#define CONFIG_NAND_S3C2440

去掉

#define CONFIG_NAND_S3C2410

分析board.c，在board_init_r函数中发现：

#if defined(CONFIG_CMD_NAND)

puts("NAND: ");

nand_init(); /* go init the NAND */

#endif

所以在nand_init函数中初始化nand flash。

nand_init (board.c)

-->board_nand_init (nand.c)

-->nand_init_chip (nand.c)

-->nand_scan (nand_base.c)

-->nand_scan_ident (nand_base.c)

-->nand_set_defaults (nand_base.c)

-->nand_get_flash_type (nand_base.c)

-->nand_scan_tail (nand_base.c)

阅读s3c2440的芯片手册可知，应修改nand 控制器的时序：

将

#define S3C2440_NFCONF_TACLS(x) ((x)<<8)

#define S3C2440_NFCONF_TWRPH0(x) ((x)<<4)

#define S3C2440_NFCONF_TWRPH1(x) ((x)<<0)

改为

#define S3C2440_NFCONF_TACLS(x) ((x)<<12)

#define S3C2440_NFCONF_TWRPH0(x) ((x)<<8)

#define S3C2440_NFCONF_TWRPH1(x) ((x)<<4)

去掉：

cfg = S3C2440_NFCONF_EN;

为了搞nand flash的烧写速度，可以将

tacls = 4;

twrph0 = 8;

twrph1 = 8;

改为：

tacls = 4;

twrph0 = 8;

twrph1 = 8;

为了使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选

应添加：
cfg = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);

writel(cfg, &nand_reg->nfcont);

将board_nand_init函数中的

nand->select_chip = NULL;

改为

nand->select_chip = nand_select_chip;

并添加函数：

static void nand_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chipnr)

{

struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();

switch (chipnr) {

case -1:

/* 取消选中 */

nand->nfcont |= (1<<1);

break;

case 0:

//chip->cmd_ctrl(mtd, 0, 0 | NAND_CTRL_CHANGE);

/* 选中 */

nand->nfcont &= ~(1<<1);

break;

default:

BUG();

}

将函数S3C2440_hwcontrol改为：

static void S3C2440_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int dat, unsigned int ctrl)

{

struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();

if (ctrl & NAND_CLE)

{

/* 写命令 */

writeb(dat, &nand->nfcmd);

}

else if(ctrl & NAND_ALE)

{

/* 写地址 */

writeb(dat, &nand->nfaddr);

}

在配置文件中定义宏：

#define CONFIG_s3c2440_nand_HWECC

12）修改u-boot支持DM9000网卡

阅读代码发现，在u-boot的源代码中已经支持了DM9000的代码，只需添加进去即可。

A.查看 drivers/net/Makefile，发现dm9000x的编译由宏CONFIG_DRIVER_DM9000控制，所以必须在配置文件中定义宏。

B.修改配置文件mini2440.h

将

#define CONFIG_CS8900

#define CONFIG_CS8900_BASE 0x19000300

#define CONFIG_CS8900_BUS16 */

改为：

#define CONFIG_DRIVER_DM9000

#define CONFIG_DM9000_BASE 0x20000000

#define DM9000_IO CONFIG_DM9000_BASE

#define DM9000_DATA (CONFIG_DM9000_BASE + 4)

C. 在mini2440.c中的函数board_eth_init中添加

dm9000_initialize(dis);

13）添加默认参数：

在mini2440.h的配置文件中添加默认参数：

#define CONFIG_NETMASK 255.255.255.0

#define CONFIG_IPADDR 192.168.1.128

#define CONFIG_SERVERIP 192.168.1.125

#define CONFIG_ETHADDR 00:0c:29:4d:e4:f4

#define CONFIG_BOOTARGS "console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3"

#define CONFIG_BOOTCOMMAND "nand read 30000000 kernel;bootm 30000000"

14）设置环境变量的保存地址

15）在u-boot中保存环境变量的命令时saveenv，在代码中搜索saveenv知道，要想使环境变量保存在nand flash中，则必须将env_nand.c编译内u-boot中，查看common/Makefile 知道由宏CONFIG_ENV_IS_IN_NAND控制env_nand.c的编译，故应在配置文件mini2440.h中