u-boot-2010.03在LT2440上的移植详解 (一)

u-boot-2010.03在LT2440上的移植详解 (一)
郑重声明，这系列文章改写自博客园 黄刚先生的《嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植详解》

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编译系统	Ubuntu10.04
交叉编译器	arm-linux-gcc 4.3.3
硬件设备	LT2440开发板
测试软件	u-boot-2010.03
依赖库	无

uboot下载地址：http://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2010.03.tar.bz2

本次移植在u-boot-2010.03原有功能的基础上增加如下特性：

1.支持2KB page Nand Flash读写
2.支持Nand/Nor Flash启动自动识别
3.支持DM9000AEP 10M/100M自适应网卡
4.支持yaffs文件系统烧写
5.支持USB下载功能
6.支持一键式菜单
7.支持启动Logo
8.支持ubifs（待续）

1. 了解u-boot主要的目录结构和启动流程，如下图。



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：



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2. 建立自己的开发板项目并测试编译。
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，所以我们就在board/samsung/下建立自己开发板的项目，取名叫lt2440

#tar -jxf u-boot-2010.03.tar.bz2 //解压源码 #cd u-boot-2010.03/board/samsung/ //进入目录 #mkdir lt2440 //创建lt2440文件夹

2）因2440和2410的资源差不多，所以就以2410项目的代码作为模板，以后再修改

#cp -rf smdk2410/* lt2440/ //将2410下所有的代码复制到lt2440下 #cd lt2440 //进入lt2440目录 #mv smdk2410.c lt2440.c //将lt2440下的smdk2410.c改名为lt2440.c #cd ../../../ //回到u-boot根目录 #cp include/configs/smdk2410.h include/configs/lt2440.h //建立lt2440头文件,这个文件很重要，模块定制 #gedit board/samsung/lt2440/Makefile //修改lt2440下Makefile的编译项，如下：

COBJS := lt2440.o flash.o //因在lt2440下我们将smdk2410.c改名为lt2440.c

3）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lt2440_config的编译选项，另外还要指定交叉编译器

#gedit Makefile

CROSS_COMPILE ?= arm-linux- //指定交叉编译器为arm-linux-gcc,在163行 smdk2410_config : unconfig //2410编译选项格式 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0 lt2440_config : unconfig //lt2440编译选项格式 ，加到3047行 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t lt2440 samsung s3c24x0 *说明：arm ：CPU的架构(ARCH) arm920t：CPU的类型 lt2440 ：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

到此为止，u-boot对自己的lt2440开发板还没有任何用处，以上的移植只是搭建了一个lt2440开发板u-boot的框架，要使其功能实现，还要根据lt2440开发板的具体资源情况来对u-boot源码进行修改。

3. 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lt2440开发板（注：修改或添加的地方都用红色表示）。
1）lt2440开发板u-boot的stage1入口点分析。
一般在嵌入式系统软件开发中，在所有源码文件编译完成之后，链接器要读取一个链接分配文件，在该文件中定义了程序的入口点，代码段、数据段等分配情况等。那么我们的lt2440开发板u-boot的这个链接文件就是cpu/arm920t/u-boot.lds，打开该文件部分代码如下：

#gedit cpu/arm920t/u-boot.lds

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") OUTPUT_ARCH(arm) //定义生成文件的目标平台是arm ENTRY(_start) //定义程序的入口点是_start SECTIONS { //其他一些代码段、数据段等分配 . = 0x00000000; . = ALIGN(4); .text : { cpu/arm920t/start.o (.text) *(.text) } .................. .................. }

知道了程序的入口点是_start，那么我们就打开lt2440开发板u-boot第一个要运行的程序cpu/arm920t/start.S（即u-boot的stage1部分），查找到_start的位置如下：

#gedit cpu/arm920t/start.S

.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,r0,#0xd3 msr cpsr,r0 bl coloured_LED_init //此处两行是对AT91RM9200DK开发板上的LED进行初始化的 bl red_LED_on

由此可以看到，start_code处才是u-boot启动代码的真正开始处。以上就是u-boot的stage1入口的过程。

2）lt2440开发板u-boot的stage1阶段的硬件设备初始化。
由于在u-boot启动代码处有两行是AT91RM9200DK的LED初始代码，但我们lt2440上的LED资源与该开发板的不一致，所以我们要删除或屏蔽该处代码，再加上lt2440的LED驱动代码（注：添加lt2440 LED功能只是用于表示u-boot运行的状态，给调试带来方便，可将该段代码放到任何你想调试的地方），代码如下：

/*bl coloured_LED_init //这两行是AT91RM9200DK开发板的LED初始化，注释掉 bl red_LED_on*/ #if defined(CONFIG_S3C2440) //区别与其他开发板//根据lt2440原理图可知LED分别由S3C2440的PB5、6、7、8口来控制，以下是PB端口寄存器基地址(查2440的DataSheet得知) #define GPBCON 0x56000010 #define GPBDAT 0x56000014 #define GPBUP 0x56000018 ldr r0, =GPBUP ldr r1, =0x7FF //即：二进制11111111111，关闭PB口上拉 str r1, [r0] ldr r0, =GPBCON //配置PB5、6、7、8为输出口，对应PBCON寄存器的第10-17位 ldr r1, =0x154FD //即：二进制010101010011111101 str r1, [r0] ldr r0, =GPBDAT ldr r1, =0x00 //即：二进制111000000，PB5设为低电平，6、7、8为高电平 str r1, [r0] #endif//此段代码使u-boot启动后，点亮开发板上的LED1，LED2、LED3、LED4不亮

在include/configs/lt2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏

#gedit include/configs/lt2440.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 */

现在编译u-boot，在根目录下会生成一个u-boot.bin文件。然后我们利用lt2440原有的u-boot把u-boot.bin下载到RAM中运行测试(注意：我们使用原有u-boot进行下载时已经对CPU、RAM进行了初始化，所以我们在u-boot中要屏蔽掉对CPU、RAM的初始化)，由于板子原有的u-boot，占据SDRAM 0x33F80000以上的地址，如果要我们编译的u-boot运行，需要修改链接地址，修改u-boot-2010.03/board/samsung/lt2440/config.mk,如下：

#define CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INI #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT //在start.S文件中屏蔽u-boot对CPU、RAM的初始化 bl cpu_init_crit #endif gedit board/samsung/lt2440/config.mk 修改 TEXT_BASE = 0x33F00000

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。
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：

#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 # define pWTCON 0x53000000 # define INTMSK 0x4A000008 /* Interupt-Controller base addresses */ # define INTSUBMSK 0x4A00001C # 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) ldr r1, =0x7fff ldr r0, =INTSUBMSK str r1, [r0] # endif #define MPLLCON 0x4C000004 //MPLL #define UPLLCON 0x4C000008 //UPLL #define CLKDIVN 0x4C000014 /* clock divisor register */ ldr r0, =CLKDIVN //设置分频系数FCLK:HCLK ： CLK = 1:4:8 mov r1, #5 str r1, [r0] ldr r0, =MPLLCON //设置系统主频为400MHz ldr r1, =0x5c011 //0x6e031 //参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分 str r1, [r0] ldr r0, =UPLLCON //设置USB时钟频率为48MHz ldr r1, =0x38022 //0x3c042 //参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分 str r1, [r0] #else /* FCLK:HCLK ： CLK = 1:2:4 */ /* default FCLK is 120 MHz ! */ ldr r0, =CLKDIVN mov r1, #3 str r1, [r0] #endif /* CONFIG_S3C24X0 || defined(CONFIG_S3C2410)|| defined(CONFIG_S3C2440)*/

S3C2440的时钟部分除了在start.S中添加外，还要分别在board/samsung/lt2440/lt2440.c和cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码，由于start.s已经初始化MPLL和UPLL寄存器，这里注释掉lt2440.c的如下：

#gedit board/samsung/lt2440/lt2440.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 /* Fout = 400MHz */ #define M_MDIV 0x5c //0x5c //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置 #define M_PDIV 0x01 //0x01 #define M_SDIV 0x01 //0x01 #endif #define USB_CLOCK 2 #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 //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置 #define U_M_PDIV 0x02 #define U_M_SDIV 0x02 #endif

#gedit 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，整个文件如下：

#include <common.h> #ifdef CONFIG_S3C24X0 #include <asm/io.h> #include <asm/arch/s3c24x0_cpu.h> #define MPLL 0 #define UPLL 1 /* ------------------------------------------------------------------------- */ /* NOTE: This describes the proper use of this file. * * CONFIG_SYS_CLK_FREQ should be defined as the input frequency of the PLL. * * get_FCLK(), get_HCLK(), get_PCLK() and get_UCLK() return the clock of * the specified bus in HZ. */ /* ------------------------------------------------------------------------- */ 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; return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m * 2) / (p << s)); /* S3C2440 */ //return (CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m) / (p << s); } /* return FCLK frequency */ ulong get_FCLK(void) { return get_PLLCLK(MPLL); } /* for s3c2440 */ #define S3C2440_CLKDIVN_PDIVN (1<<0) #define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK (3<<1) #define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1 (0<<1) #define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2 (1<<1) #define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8 (2<<1) #define S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6 (3<<1) #define S3C2440_CLKDIVN_UCLK (1<<3) #define S3C2440_CAMDIVN_CAMCLK_MASK (0xf<<0) #define S3C2440_CAMDIVN_CAMCLK_SEL (1<<4) #define S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF (1<<8) #define S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF (1<<9) #define S3C2440_CAMDIVN_DVSEN (1<<12) /* return HCLK frequency */ ulong get_HCLK(void) { struct s3c24x0_clock_power *clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power(); unsigned long clkdiv; unsigned long camdiv; clkdiv = clk_power->CLKDIVN; camdiv = clk_power->CAMDIVN; int hdiv = 1; /* work out clock scalings */ switch (clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK) { case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1: hdiv = 1; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2: hdiv = 2; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8: hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF) ? 8 : 4; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6: hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF) ? 6 : 3; break; } return get_FCLK() / hdiv; //return (readl(&clk_power->CLKDIVN) & 2) ? get_FCLK() / 2 : get_FCLK(); } /* return PCLK frequency */ ulong get_PCLK(void) { struct s3c24x0_clock_power *clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power(); unsigned long clkdiv; unsigned long camdiv; clkdiv = clk_power->CLKDIVN; camdiv = clk_power->CAMDIVN; int hdiv = 1; /* work out clock scalings */ switch (clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_MASK) { case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_1: hdiv = 1; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_2: hdiv = 2; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_4_8: hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK4_HALF) ? 8 : 4; break; case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6: hdiv = (camdiv & S3C2440_CAMDIVN_HCLK3_HALF) ? 6 : 3; break; } return get_FCLK() / hdiv / ((clkdiv & S3C2440_CLKDIVN_PDIVN)? 2:1); //return (readl(&clk_power->CLKDIVN) & 1) ? get_HCLK() / 2 : get_HCLK(); } /* return UCLK frequency */ ulong get_UCLK(void) { return get_PLLCLK(UPLL); } #endif /* CONFIG_S3C24X0 */

#gedit include/asm-arm/arch-s3c24x0/s3c24x0.h //修改125行 ，增加s3c2440camera接口支持： #if defined (CONFIG_S3C2440) u32 CAMDIVN; #endif

#gedit include/configs/lt2440.h //修改117行 ，这是超级终端的命令行的提示符为如下： #define CONFIG_SYS_PROMPT "LT2440 # " /* Monitor Command Prompt */

好了！修改完毕后我们再重新编译u-boot，然后再下载到RAM中运行测试。结果终端有输出信息并且出现类似Shell的命令行，这说明这一部分移植完成。请注意下面的红色部分，这是SDRAM运行U-boot的步骤。示意图如下：

Hit any key to stop autoboot: 0
##### LT2440 U-Boot -2010.03 #####
##### Welcome to Embeded World #####
##### designed by: LuTong #####
##### www.lt-net.cn #####
Download u-boot or STEPLDR.nb1 to Nand Flash
[e] Download e-boot to Nand Flash

Download u-boot to Nor Flash
[k] Download Linux Kernel uImage to Nand Flash
[y] Download YAFFS2 Image to Nand Flash
[g] Download to SDRAM and Run
[d] Download Linux Kernel to SDRAM and RUN
[f] Format the Nand Flash
[l] Low-level Format the entire Nand Flash
Set the boot parameters
Boot the system
[r] Reboot U-Boot
[q] Quit from menu
Enter your selection: q
LT2440 # u 1 0x33f00000
USB host is connected. Waiting a download.
Now, Downloading [ADDRESS:33f00000h,TOTAL:100530]
RECEIVED FILE SIZE: 100530 (98KB/S, 1S)
LT2440 # go 33f00000
## Starting application at 0x33F00000 ...▲
U-Boot 2010.03 (12鏈?07 2010 - 12:59:47)
DRAM: 64 MB
Flash: 512 kB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In: serial
Out: serial
Err: serial
Net: CS8900-0
LT2440 #

下接：u-boot-2010.03在LT2440上的移植详解 (二)