2.移植uboot-添加2440单板,并实现NOR、NAND启动

• 上章分析了uboot启动流程后,接下来便来配置新的单板，实现nor、nand启动

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1.首先在uboot里新建单板2440

1.1将2410的单板文件夹拷贝成2440:

cd board/samsung/
cp smdk2410 smdk2440 -rf                //拷贝文件夹,

 

然后将smdk2440下的smdk2410.c改为smdk2440.c,以及修改更改好的Makefile 

1.2 将2410的头文件拷贝成2440:

cd ../../include/configs/
cp smdk2410.h smdk2440.h

 

2.新建后,还需要修改boards.cfg,使uboot支持2440单板:

仿照

smdk2410                     arm         arm920t     -                   samsung        s3c24x0

添加：

smdk2440                     arm         arm920t     -                   samsung        s3c24x0

添加后,就能够使用make smdk2440_config命令.

(该命令便会调用include/configs/smdk2440.h和board/samsung/smdk2440里的文件来配置uboot)

 

3.修改uboot系统时钟

在start.S里,uboot只设置了CLKDIVN寄存器

而2440的系统时钟需要设置两个寄存器:MPLLDIVN(设置FCLK频率)、CLKDIVN(设置分频比例),且还要设为异步模式

所以将:

      ldr   r0, =CLKDIVN
      mov r1, #3
      str   r1, [r0] 

改为:

#define S3C2440_MPLL_400MHZ     ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x01))   //设置FCLK=400MHZ
#define MPLLCON                          0x4C000004            //设置FCLK频率

       ldr r0,=0x4C000014
       mov r1,#5                  /*FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8  (400M:100M:50M)*/
       str r1,[r0]       

       mrc  p15, 0, r1, c1, c0                 /* 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 */     

       ldr r0,=MPLLCON
       ldr r1,=S3C2440_MPLL_400MHZ      
       str r1,[r0]

 并修改board\samsung\smdk2440\Smdk2440.c里的board_early_init_f()函数,屏蔽对MPLLDIVN, LOCKTIME寄存器的设置(该函数被start.S->board_init_f()调用,这些寄存器在前面已被设置)

4.烧写到NOR上,测试

烧写测试时,由于新的uboot较大,可以使用nor上的旧uboot,通过DNW烧写新的uboot到nor上面.

步骤:

usb 1 30000000            //使用usb下载到SDRAM上,1表示一直下载,直到完成
                         //然后打开DNW,传输新的uboot.bin给usb

protect off all           //关闭nor的写保护

erase  0   +7FFFF      //擦除nor上的 0~7FFFF地址内容, +7FFF=擦除长度=512kb,要大于新的uboot.bin才行

cp.b  30000000  0  80000         //将SDRAM上的新的uboot.bin，拷贝到nor上

烧写完成后,重启,通过JTAG调试的读地址命令, 判断是否与新uboot文件一致

使用JTAG调试时,发现向0x30000000地址上写值出错

 

5.接下来便修改bank寄存器

将board\samsung\smdk2440\lowlevel_init.S里SMRDATA符号下:

SMRDATA:
    .word (0+(B1_BWSCON<<4)+(B2_BWSCON<<8)+(B3_BWSCON<<12)+(B4_BWSCON<<16)+(B5_BWSCON<<20)+(B6_BWSCON<<24)+(B7_BWSCON<<28))
    .word ((B0_Tacs<<13)+(B0_Tcos<<11)+(B0_Tacc<<8)+(B0_Tcoh<<6)+(B0_Tah<<4)+(B0_Tacp<<2)+(B0_PMC))
    .word ((B1_Tacs<<13)+(B1_Tcos<<11)+(B1_Tacc<<8)+(B1_Tcoh<<6)+(B1_Tah<<4)+(B1_Tacp<<2)+(B1_PMC))
    .word ((B2_Tacs<<13)+(B2_Tcos<<11)+(B2_Tacc<<8)+(B2_Tcoh<<6)+(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC))
    .word ((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+(B3_Tah<<4)+(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC))
    .word ((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+(B4_Tah<<4)+(B4_Tacp<<2)+(B4_PMC))
    .word ((B5_Tacs<<13)+(B5_Tcos<<11)+(B5_Tacc<<8)+(B5_Tcoh<<6)+(B5_Tah<<4)+(B5_Tacp<<2)+(B5_PMC))
    .word ((B6_MT<<15)+(B6_Trcd<<2)+(B6_SCAN))
    .word ((B7_MT<<15)+(B7_Trcd<<2)+(B7_SCAN))
    .word ((REFEN<<23)+(TREFMD<<22)+(Trp<<20)+(Trc<<18)+(Tchr<<16)+REFCNT)
    .word 0x32
    .word 0x30
    .word 0x30

改为:

SMRDATA:
       .long 0x22011110    //BWSCON
       .long 0x00000700    //BANKCON0
       .long 0x00000700    //BANKCON1
       .long 0x00000700    //BANKCON2
       .long 0x00000700    //BANKCON3 
       .long 0x00000700    //BANKCON4
       .long 0x00000700    //BANKCON5
       .long 0x00018005    //BANKCON6
       .long 0x00018005    //BANKCON7
       .long 0x008C04F4    //REFRESH
       .long 0x000000B1    //BANKSIZE
       .long 0x00000030    //MRSRB6
       .long 0x00000030    //MRSRB7

 

6.重新编译烧写uboot,发现串口已有数据,但是乱码：

 

6.1进入arch\arm\cpu\arm920t\s3c24x0\Speed.c下的get_HCLK ()函数:

 

由于我们没有配置CONFIG_S3C2440宏,所以uboot获取HCLK时钟设置波特率时,用的是CONFIG_S3C2410宏的方法

搜索CONFIG_S3C2410宏,找到位于smdk2440.h:

 

然后将smdk2440.h的CONFIG_S3C2410宏 改为: CONFIG_S3C2440宏

 

6.2编译测试

make时,发现以下几个error:

 

进入drivers/mtd/nand/s3c2410_nand.c 的72行:

 

其中nand是一个s3c2410_nand结构体:

 

该结构体如下所示:

 

从上图可以看出,只有定义了CONFIG_S3C2410宏,才能得到该结构体,而我们6.1小节里,使用的是CONFIG_S3C2440宏。

且上面的s3c2410_nand结构体和s3c2440_nand结构体的差别也很大,修改s3c2410_nand.c会很麻烦

6.3所以就直接去掉该文件,不让编译器编译即可,步骤如下所示:

1)直接进入s3c2410_nand.c的目录,打开Makefile:

 

如上图所示,需要去掉CONFIG_NAND_S3C2410宏定义才行

2)搜索CONFIG_NAND_S3C2410宏,位于include/configs/smdk2440.h:

 

如上图所示,我们直接来屏蔽CONFIG_CMD_NAND宏即可,因为该宏下的#ifdef,都是与2410相关的

3)屏蔽include/configs/smdk2440.h下的CONFIG_CMD_NAND宏定义

 

重新烧写进norflash,打印如下图所示:

 

发现无乱码了,表示nor启动成功,其中Flash: *** failed ***表示不支持norflash,因为我们只实现了重定位,并没有对nor实现写擦除等命令。

 

7.接下来便修改uboot,实现NAND启动

新的uboot链接地址位于0,且在arm-linux-ld时加了"-pie"选项, 使得u-boot.bin里多了"*(.rel*)", "*(.dynsym)",从而程序非常大,不利于从NAND启动(重定位之前的启动代码应该少于4K).

所以接下来修改代码,并取消"-pie"选项.

7.1去掉 "-pie"选项

使用grep "\-pie" * -nR找到:

arch/arm/config.mk:75:LDFLAGS_u-boot += -pie             // LDFLAGS: arm-linux-ld的参数

所以屏蔽arch/arm/config.mk文件的"LDFLAGS_u-boot += -pie"这行即可

7.2参考之前自制uboot使用的start.S, init.c来修改uboot代码

1)将以前写uboot里的init.c放入board/samsung/smdk2440目录, 并检查是否有同名函数名,若函数只在同文件使用,则添加static.并修改Makefile 

2)修改include/configs/smdk2440.h文件

将CONFIG_SYS_TEXT_BASE宏改为0x33f00000,也就是uboot重定位后的位置, 这里留了1MB空间供给uboot重定位(在反汇编中看到,代码真正总大小为700多KB(包括了bss段))

 

3)修改arch/arm/cpu/arm920t/start.S,更改重定位代码

由于nand启动时,2440未初始化之前只有前4K可读写,所以将重定位代码放在start.S的cpu_init_crit(初始化SDRAM)段后面

添加以下带红色的字段:

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT

       bl    cpu_init_crit

#endif

       /*重定位                          */

       ldr   sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)          //等于0x30000f80

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

    

       mov r0,#0                         //r0->src

       ldr r1,_TEXT_BASE          //_TEXT_BASE : 0x33f00000

       ldr r2,_bss_start_ofs       // _bss_start_ofs:  __bss_start - _start   (有效代码大小)

       bl copy_code_to_sdram     //该函数首先会初始化nand控制器,然后复制代码到SDRAM连接地址dest上

       bl clear_bss                         //清除bss段(参考自制uboot章节)

 

       ldr pc,=call_board_init_f                 //绝对跳转,跳到SDRAM上执行

call_board_init_f:

       ldr   r0,=0x00000000

       bl    board_init_f

上面的_TEXT_BASE,在start.S靠前处定义:

由于它位于靠前处,保证了_TEXT_BASE存在前4k空间里,若直接使用ldr r1,=CONFIG_SYS_TEXT_BASE,编译器可能会将这个宏定义放在SDRAM上,则会出错

4)重定位写在前面了,所以我们还要删除start.S后面的relocate_code重定位段,清除BSS段

board_init_r位置处的代码,改为如下所示:

/* void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)*/
.globl      relocate_code
relocate_code:

       mov r4, r0      /* save addr_sp */       
       mov    sp, r4
       mov r0, r1      /* save addr of gd */
       mov r1, r2      /* save addr of destination */
       bl   board_init_r        //进入uboot第二阶段代码

 

7.3修改board_init_f()函数(位于arch/arm/lib/board.c)

本节添加的uboot重定位是直接以基地址0x33F00000开始的, 在上一章分析出,board_init_f()函数划分uboot重定位所在区域时,是通过动态划分的.

所以修改board_init_f()函数的第113行:

       /*
        * reserve memory for U-Boot code, data & bss
        * round down to next 4 kB limit
        */

       //addr -= gd->mon_len;                     //屏蔽该行
       //addr &= ~(4096 - 1);                     //屏蔽该行

     addr=CONFIG_SYS_TEXT_BASE;           //0x33f00000,添加该行     

 

7.4修改链接脚本

把start.S, init.c(实现重定位), lowlevel.S(实现初始化SDRAM)等文件放在最前面

vi arch/arm/cpu/u-boot.lds

添加以下带红色的字段:

     . = ALIGN(4);

        .text :

        {

                __image_copy_start = .;

                CPUDIR/start.o (.text)              //CPUDIR为arch/arm/cpu/arm920t目录

                board/samsung/smdk2440/libsmdk2440.o (.text)  

                *(.text)

        }

libsmdk2440.o是将smdk2440单板目录下的所有*.c,*S文件编译后,连接成一个库文件.

8.然后通过旧的uboot,将新的uboot烧写到nand

usb 1 30000000                             //先下载到SDRAM上

nand erase 0  0x80000                      //擦除512kb,必须大于新的uboot

nand write 30000000   0  0x80000           //将SDRAM上的新uboot写入nand中

烧写后,如下图所示:

 

nand启动便实现完成了,上面的Flash: *** failed *** 是属于uboot第二阶段函数board_init_r()里的代码,表示不支持nor flash,不能实现读,写,擦除等命令

 

 

下一章便来让uboot支持nor flash、nand flash.