uboot在2440上的移植
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一、 步骤说明：
进行u-boot的移植，我们分成以下几步完成： NorFlash启动 可以读写NAND FLASH NAND启动 支持网络、USB下载 支持读写SD上内核及根文件系统 支持USB从下载 U-Boot源代码下载地址 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-07/38897.htm 二、 启动流程简介 u-boot的stage1代码通常放在cpu/xxxx/start.S文件中，他用汇编语言写成； u-boot的stage2代码通常放在lib_xxxx/board.c文件中，他用C语言写成。 各个部分的流程图如下： 步骤一：建立u-boot下的 unsp2440开发板目录结构 在u-boot的目录树中默认没有S3C2440芯片的支持，但是其同S3C2410相差不多，我们根据S3C2410的一些配置修改得到对2440芯片的支持，u-boot默认仅支持Nor启动，我们第一步完成U-boot在NORFLASH上的启动。 目前u-boot对很多CPU直接支持，可以查看board目录的一些子目录，如：board/samsung/目录下就是对三星一些ARM处理器的支持，有smdk2400、smdk2410和smdk6400，但没有2440，所以我们就在这里建立自己的开发板项目。 (1) 因2440和2410的资源差不多，主频和外设有点差别，所以就在board/samsung/下建立自己开发板的项目，取名叫unsp2440 (2) #tar jxvf u-boot-2010.06.tar.bz2 //解压源码 (3) #cd u-boot-2010.06/board/samsung/ //进入目录 (4) #cp smdk2410/ unsp2440/ -R //将2410目录复制一份并重命名为unsp2440 #cd unsp2440 //进入unsp2440目录 #mv smdk2410.c unsp2440.c //将unsp2440下的smdk2410.c改名为unsp2440.c #vi board/samsung/unsp2440/Makefile //修改unsp2440下Makefile的编译项，如下： COBJS := unsp2440.o flash.o //因在unsp2440下我们将smdk2410.c改名为unsp2440.c (5) #cp include/configs/smdk2410.h include/configs/unsp2440.h //建立2440头文件 (6) 修改u-boot跟目录下的Makefile文件 查找到smdk2410_config的地方，在他下面按照smdk2410_config的格式建立unsp2440_config的编译选项，另外还要指定交叉编译器 smdk2410_config :unconfig //2410编译选项格式 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0 unsp2440_config :unconfig //2440编译选项格式 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t unsp2440 samsung s3c24x0 CROSS_COMPILE ?= arm-linux- //指定交叉编译器为arm-linux-gcc *说明： arm： CPU的架构(ARCH) arm920t： CPU的类型 unsp2440 ： 对应在board目录下建立新的开发板项目的目录 samsung： 新开发板项目目录的上级目录，如直接在board下建立新的开发板项目的目录，则这里就为NULL s3c24x0： CPU型号 *注意：编译选项格式的第二行要用Tab键开始，否则编译会出错 (7) 测试编译新建的unsp2440开发板项目 #make unsp2440_config //如果出现Configuring for unsp2440 board...则表示设置正确 #make //编译后在根目录下会出现u-boot.bin文件，则u-boot移植的第一步就算完成了 到此为止，u-boot对自己的unsp2440开发板还没有任何用处，以上的移植只是搭建了一个unsp2440开发板u-boot的框架，要使其功能实现，还要根据unsp2440开发板的具体资源情况来对u-boot源码进行修改。 步骤二：u-boot支持s3C2440 NOR启动 根据u-boot启动流程图的步骤来分析或者修改添加u-boot源码，使之适合unsp2440开发板（注：修改或添加的地方都用红色表示）。 (1) unsp2440开发板u-boot的stage1入口点分析 前面我们知道了程序的入口点是arch/arm/arm920t/start.S，那么我们就打开unsp2440开发板u-boot第一个要运行的程序arch/arm/arm920t/start.S（即u-boot的stage1部分），查找到_start的位置如下： .globl _start _start: b start_code //将程序的执行跳转到start_code处 从这个汇编代码可以看到程序又跳转到start_code处开始执行，那么再查找到start_code处的代码如下： /* * the actual start code */ start_code: /* * set the cpu to SVC32 mode */ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,#0xd3 msr cpsr,r0 /******dec by dengwei************/ /*bl coloured_LED_init*/ /*bl red_LED_on*/ //此处两行是对AT91RM9200DK开发板上的LED进行初始化的,作为测试使用，我们这里用不到，所以注释掉 (2) unsp2440开发板u-boot的stage1阶段的硬件设备初始化。 在include/configs/unsp2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏 #vi include/configs/unsp2440.h #define CONFIG_ARM920T 1 /* This is an ARM920T Core */ #define CONFIG_S3C24X0 1 /* in a SAMSUNG S3C24x0-type SoC */ #define CONFIG_S3C2410 1 /* specifically a SAMSUNG S3C2410 SoC */ #define CONFIG_SMDK2410 1 /* on a SAMSUNG SMDK2410 Board */ #define CONFIG_S3C2440 1 /* specifically a SAMSUNG S3C2440 SoC */ (3) 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。 1）中断寄存器 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： #vi cpu/arm920t/start.S # if defined(CONFIG_S3C2410) ldr r1,=0x3ff ldr r0,=INTSUBMSK str r1,[r0] # endif /************add by dengwei**********/ //关闭子中断屏蔽寄存器 # if defined(CONFIG_S3C2440) ldr r1,=0x7ff ldr r0,[r0] # endif 2）时钟管理： /*******add by dengwei*************************************/ # 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:HCLKCLK = 1:4:8 mov r1,#5 str r1,[r0] ldr r0,=MPLLCON //设置系统主频为405MHz ldr r1,=0x7F021 str r1,=UPLLCON //设置USB时钟频率为48MHz ldr r1,=0x38022 str r1,[r0] #else /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */ /* default FCLK is 120 MHz ! */ ldr r0,=CLKDIVN mov r1,#3 str r1,[r0] #endif 以上方法是在汇编中直接改变系统的时钟频率，为了实现u-boot修改方便同时实现同时支持2410,2440启动，我们也可以把时钟的初始化放在一个C文件中，做更加复杂的操作 /时钟初始化 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT bl clock_init #endif S3C2440在start.S中修改以上信息，只是修改了第一阶段的时钟，u-boot在第二阶段会重新初始化系统时钟，还要分别在board/samsung/unsp2440/unsp2440.c和arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码，如下： 因为2410跟2440的的时钟控制稍有不同，因此需要根据具体硬件选择不同的参数 /* support both of S3C2410 and S3C2440,by dengwei */ extern const char *mtdparts_default; if ((gpio->GSTATUS1 == 0x32410000) || (gpio->GSTATUS1 == 0x32410002)) { /* arch number of SMDK2410-Board */ gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410; //2410 MTD分区表信息 //mtdparts_default = MTDPARTS_DEFAULT2410; //2410启动引导参数 //setenv("bootargs",CONFIG_BOOTARGS2410); } else { /* arch number of UNSP2440-Board */ gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440; /*2440MTD分区表信息*/ //mtdparts_default = MTDPARTS_DEFAULT2440; //*2440启动引导参数 //setenv("bootargs",CONFIG_BOOTARGS2440); } #vi board/samsung/unsp2440/unsp2440.c //设置主频和USB时钟频率参数与start.S中的一致 #define FCLK_SPEED 2 #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 //即默认HCLK等于405M #define M_MDIV 0x7f #define M_PDIV 0x2 #define M_SDIV 0x1 #endif #define USB_CLOCK 2 //USB默认为48M #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 #define U_M_MDIV 0x38 #define U_M_PDIV 0x2 #define U_M_SDIV 0x2 #endif #vi arch/arm/cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c //根据设置的分频系数FCLK:HCLK:CLK = 1:4:8修改获取时钟频率的函数 static ulong get_PLLCLK(int pllreg) { struct s3c24x0_clock_power *clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power(); ulong r,m,p,s; if (pllreg == MPLL) r = readl(&clk_power->MPLLCON); else if (pllreg == UPLL) r = readl(&clk_power->UPLLCON); else hang(); m = ((r & 0xFF000) >> 12) + 8; p = ((r & 0x003F0) >> 4) + 2; s = r & 0x3; /******add by dengwei**********/ #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) { struct s3c24x0_clock_power *clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power(); /*******add by dengwei******/ #if defined(CONFIG_S3C2440) return(get_FCLK()/4); #endif return (readl(&clk_power->CLKDIVN) & 2) ? get_FCLK() / 2 : get_FCLK(); } 好了！修改完毕，我们重新编译并将u-boot.bin使用H-JTAG下载到开发板的NOR FLASH中，观察是否会打印启动信息。 一、 步骤三：U-boot支持NAND启动 一、 步骤五：U-boot支持TFTP、nfs网络下载 步骤六：U-boot支持yaffs格式的文件下载 前面我们已经移植、修改好了基于cramfs格式的根文件系统，本节我们来修改u-boot的源码，使之支持yaffs格式的根文件系统。 cramfs与yaffs文件系统的区别： 通常一个Nnad Flash存储设备由若干块组成，1个块由若干页组成。 一般128MB以下容量的Nand Flash芯片，一页大小为528B，被依次分为2个256B的主数据区和16B的额外空间；128MB以上容量的Nand Flash芯片，一页大小通常为2KB。 由于Nand Flash出现位反转的概率较大，一般在读写时需要使用ECC进行错误检验和恢复。 Yaffs/yaffs2文件系统的设计充分考虑到Nand Flash以页为存取单位等的特点，将文件组织成固定大小的段(Chunk)。以528B的页为例，Yaffs/yaffs2文件系统使用前512B存储数据和16B的额外空间存放数据的ECC和文件系统的组织信息等(称为OOB数据)。通过OOB数据，不但能实现错误检测和坏块处理，同时还可以避免加载时对整个存储介质的扫描，加快了文件系统的加载速度。以下是Yaffs/yaffs2文件系统页的结构说明： Yaffs页结构说明 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ==== 字节 用途 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ==== 0 - 511 存储数据(分为两个半部) 512 - 515 系统信息 516 数据状态字 517 块状态字 518 - 519 系统信息 520 - 522 后半部256字节的ECC 523 - 524 系统信息 525 - 527 前半部256字节的ECC = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ==== 好了，在了解Nand Flash组成和Yaffs/yaffs2文件系统结构后，我们再回到u-boot中。目前，在u-boot中已经有对Cramfs、Jffs2等文件系统的读写支持，但与带有数据校验等功能的OOB区的Yaffs/Yaffs2文件系统相比，他们是将所有文件数据简单的以线性表形式组织的。所以，我们只 要在此基础上通过修改u-boot的Nand Flash读写命令，增加处理00B区域数据的功能，即可以实现对Yaffs/Yaffs2文件系统的读写支持。 我们需要按照以下步骤修改： 1) 在include/configs/unsp2440.h中添加yaffs2烧写宏定义 #define CONFIG_MTD_NAND_YAFFS 1 //定义一个管理对Yaffs2支持的宏 2) 增加yaffs烧写命令： #gedit common/cmd_nand.c //在U_BOOT_CMD中添加 U_BOOT_CMD(nand,CONFIG_SYS_MAXARGS,1,do_nand,"NAND sub-system","info - show available NAND devices/n" "nand device [dev] - show or set current device/n" "nand read - addr off|partition size/n" "nand write - addr off|partition size/n" " read/write 'size' bytes starting at offset 'off'/n" " to/from memory address 'addr',skipping bad blocks./n" #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) "nand_write[.yaffs2] -addr of | partition size - write 'size' byte yaffs image/n" "starting at offset off'from memory address addr'(.yaffs2 for 2048+64 NAND)/n" #endif "nand erase [clean] [off size] - erase 'size' bytes from/n" "offset 'off' (entire device if not specified)/n" 。。。。 #endif ); 3) 在该文件中对nand操作的do_nand函数中添加yaffs2对nand的操作，如下 if (strncmp(cmd,"read",4) == 0 || strncmp(cmd,"write",5) == 0) { int read; if (argc < 4) goto usage; addr = (ulong)simple_strtoul(argv[2],NULL,16); read = strncmp(cmd,4) == 0; /* 1 = read,0 = write */ printf("/nNAND %s: ",read ? "read" : "write"); if (arg_off_size(argc - 3,argv + 3,nand,&off,&size) != 0) return 1; s = strchr(cmd,'.'); if (!s || !strcmp(s,".jffs2") ||!strcmp(s,".e") || !strcmp(s,".i")) { if (read) ret = nand_read_skip_bad(nand,off,&size,(u_char *)addr); else ret = nand_write_skip_bad(nand,(u_char *)addr); } #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) else if(s!=NULL & (!strcmp(s,".yaffs2"))) { nand->rw_oob = 1; nand->skipfirstblk = 1; //写入yaffs，不支持读入 ret = nand_write_skip_bad(nand,(u_char *)addr); nand->skipfirstblk = 0; nand->rw_oob = 0; } #endif else if (!strcmp(s,".oob")) 。。。。 4) 在include/linux/mtd/mtd.h头文件的mtd_info结构体中添加上面用到rw_oob和skipfirstblk数据成员，如下： struct mtd_info { u_char type; u_int32_t flags; uint64_t size; /* Total size of the MTD */ #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) u_char rw_oob; u_char skipfirstblk; #endif 。。。。 } 5) 在nand_write_skip_bad函数中添加对Nand OOB的相关操作，如下： #gedit drivers/mtd/nand/nand_util.c //在nand_write_skip_bad函数中添加 int nand_write_skip_bad(nand_info_t *nand,loff_t offset,size_t *length,u_char *buffer) { int rval; size_t left_to_write = *length; size_t len_incl_bad; u_char *p_buffer = buffer; #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) //addr yaffs2 file system support if(nand->rw_oob == 1) { size_t oobsize = nand->oobsize; //定义oobsize的大小 size_t datasize = nand->writesize;//可用的数据的大小 int datapages = 0; //长度不是528整数倍，认为数据出错。文件大小必须要是（512+16）的整数倍 if(((*length)%(nand->oobsize + nand->writesize))!=0) { printf("Attempt to write error length data!/n"); return -EINVAL; } datapages = *length/(datasize + oobsize); *length = datapages * datasize; left_to_write = *length; } #endif /* Reject writes,which are not page aligned */ if ((offset & (nand->writesize - 1)) != 0 || (*length & (nand->writesize - 1)) != 0) { printf ("Attempt to write non page aligned data/n"); return -EINVAL; } len_incl_bad = get_len_incl_bad (nand,offset,*length); if ((offset + len_incl_bad) > nand->size) { printf ("Attempt to write outside the flash area/n"); return -EINVAL; } if (len_incl_bad == *length) { rval = nand_write (nand,length,buffer); if (rval != 0) printf ("NAND write to offset %llx failed %d/n",rval); return rval; } #if !defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) if(len_ind_bad == *length) { rval = nand_write(nand,buffer); if(rval!=0) printf("NAND write to offset %llx failed %d/n",rval); return rval; } #endif while (left_to_write > 0) { size_t block_offset = offset & (nand->erasesize - 1); size_t write_size; WATCHDOG_RESET (); if (nand_block_isbad (nand,offset & ~(nand->erasesize - 1))) { printf ("Skip bad block 0x%08llx/n",offset & ~(nand->erasesize - 1)); offset += nand->erasesize - block_offset; continue; } #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) if(nand->skipfirstblk==1) { nand->skipfirstblk =0; printf("skip first good block %llx/n",offset &~(nand->erasesize-1)); offset += nand->erasesize - block_offset; continue; } #endif if (left_to_write < (nand->erasesize - block_offset)) write_size = left_to_write; else write_size = nand->erasesize - block_offset; rval = nand_write (nand,&write_size,p_buffer); if (rval != 0) { printf ("NAND write to offset %llx failed %d/n",rval); *length -= left_to_write; return rval; } left_to_write -= write_size; offset += write_size; //p_buffer += write_size; #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) if(nand->rw_oob ==1) { p_buffer +=write_size+(write_size/nand->writesize*nand->oobsize); } else { p_buffer +=write_size; } #else p_buffer += write_size; #endif } return 0; } 6) 在nand_write_skip_bad函数中我们看到又对nand_write函数进行了访问，所以这一步是到nand_write函数中添加对yaffs2的支持，如下 static int nand_write(struct mtd_info *mtd,loff_t to,size_t len,size_t *retlen,const uint8_t *buf) { struct nand_chip *chip = mtd->priv; int ret; #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) int oldopsmode = 0; if(mtd->rw_oob==1) { int i=0; int datapages = 0; size_t oobsize = mtd->oobsize;//定义oobsize的大小 size_t datasize = mtd->writesize;//定义正常的数据区的大小 uint8_t oobtemp[oobsize]; datapages = len /(datasize); //传进来的len是没有包括oob的数据长度 for(i=0;i<(datapages);i++) { memcpy((void *)oobtemp,(void *)(buf + datasize *(i + 1)),oobsize); memmove((void *)(buf + datasize *(i+1)),(void *)(buf + datasize *(i+1) + oobsize),(datapages -(i+1))*(datasize) + (datapages -1) *oobsize); memcpy((void *)(buf +(datapages) *(datasize + oobsize) -oobsize),(void *)(oobtemp),oobsize); } } #endif if ((to + len) > mtd->size) return -EINVAL; if (!len) return 0; nand_get_device(chip,mtd,FL_WRITING); chip->ops.len = len; chip->ops.datbuf = (uint8_t *)buf; #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) if(mtd->rw_oob!=1) { chip->ops.oobbuf = NULL; } else { chip->ops.oobbuf = (uint8_t *)(buf+len); //将oob缓存的指针指向buf的后段，即oob数据区的起始地址。 chip->ops.ooblen = mtd->oobsize; oldopsmode = chip->ops.mode; chip->ops.mode = MTD_OOB_RAW; //将写入模式改为直接书写oob区，即写入数据时，不进行ECC校验的计算和写入。 //（yaffs映像的oob数据中，本身就带有ECC校验） } #else chip->ops.oobbuf = NULL; #endif //chip->ops.oobbuf = NULL; ret = nand_do_write_ops(mtd,to,&chip->ops); *retlen = chip->ops.retlen; nand_release_device(mtd); #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) //add yaffs2 file system support chip->ops.mode = oldopsmode; #endif return ret; } OK，对yaffs2支持的代码已修改完毕，重新编译u-boot并下载到nand中，启动开发板，在u-boot的命令行输入:nand help查看nand的命令，可以看到多了一个nand write[.yaffs2]的命令，这个就是用来下载yaffs2文件系统到nand中的命令了。 7) 使用nand write[.yaffs2]命令把事前制作好的yaffs2文件系统下载到Nand Flash中 #tftp 0x33000000 172.20.223.63:rootfs.yaffs //用tftp将yaffs2文件系统下载到内存的0x33000000位置 #nand erase 0x350000 0x3cac000 //擦除Nand的文件系统分区 #nand write.yaffs2 0x30000000 0x250000 0x658170 //将内存中的yaffs2文件系统写入Nand的文件系统分区，注意这里的0x658170是yaffs2文件系统的实际大小，且必须能被528整除才可以 （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |