U-BOOT源码分析及移植
2010-12-29 20:54
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湛蓝思微 blog
本文从以下几个方面粗浅地分析u-boot
并移植到FS2410
板上：
1
、u-boot
工程的总体结构
2
、u-boot
的流程、主要的数据结构、内存分配。
3
、u-boot
的重要细节，主要分析流程中各函数的功能。
4
、基于FS2410
板子的u-boot
移植。实现了NOR Flash
和NAND Flash
启动,
网络功能。
这些认识源于自己移植u-boot
过程中查找的资料和对源码的简单阅读。下面主要以smdk2410
为分析对象。
一、u-boot
工程的总体结构：
1
、源代码组织
对于ARM
而言，主要的目录如下：
board
平台依赖
存放电路板相关的目录文件,
每一套板子对 应一个目录。如smdk2410(arm920t)
cpu
平台依赖
存放CPU
相关的目录文件，每一款CPU
对应一个目录，例如：arm920t
、 xscale
、i386
等目录
lib_arm
平台依赖
存放对ARM
体系结构通用的文件，主要用于实现ARM
平台通用的函数，如软件浮点。
common
通用
通用的多功能函数实现，如环境，命令，控制台相关的函数实现。
include
通用
头文件和开发板配置文件，所有开发板的配置文件都在configs
目录下
lib_generic
通用
通用库函数的实现
net
通用
存放网络协议的程序
drivers
通用
通用的设备驱动程序，主要有以太网接口的驱动，nand
驱动。
.......
2.makefile
简要分析
所有这些目录的编译连接都是由顶层目录的makefile
来确定的。
在执行make
之前，先要执行make
$(board)_config
对工程进行配置，以确定特定于目标板的各个子目录和头文件。
$(board)_config:
是makefile
中的一个伪目标，它传入指定的CPU
，ARCH
，BOARD
，SOC
参数去执行mkconfig
脚本。
这个脚本的主要功能在于连接目标板平台相关的头文件夹，生成config.h
文件包含板子的配置头文件。
使得makefile
能根据目标板的这些参数去编译正确的平台相关的子目录。
以smdk2410
板为例,
执行 make smdk2410_config,
主要完成三个功能：
@
在include
文件夹下建立相应的文件（夹）软连接，
#
如果是ARM
体系将执行以下操作：
#ln -s
asm-arm asm
#ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch
#ln -s proc-armv asm-arm/proc
@
生成Makefile
包含文件include/config.mk
，内容很简单，定义了四个变量：
ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = smdk2410
SOC = s3c24x0
@
生成include/config.h
头文件，只有一行：
/* Automatically generated - do
not edit */
#include "config/smdk2410.h"
顶层makefile
先调用各子目录的makefile
，生成目标文件或者目标文件库。
然后再连接所有目标文件（库）生成最终的u-boot.bin
。
连接的主要目标（库）如下：
OBJS = cpu/$(CPU)/start.o
LIBS = lib_generic/libgeneric.a
LIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
ifdef SOC
LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
endif
LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a
fs/jffs2/libjffs2.a /
fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a
LIBS += net/libnet.a
LIBS += disk/libdisk.a
LIBS += rtc/librtc.a
LIBS += dtt/libdtt.a
LIBS += drivers/libdrivers.a
LIBS += drivers/nand/libnand.a
LIBS += drivers/nand_legacy/libnand_legacy.a
LIBS += drivers/sk98lin/libsk98lin.a
LIBS += post/libpost.a post/cpu/libcpu.a
LIBS += common/libcommon.a
LIBS += $(BOARDLIBS)
显然跟平台相关的主要是：
cpu/$(CPU)/start.o
board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
这里面的四个变量定义在include/config.mk
（见上述）。
其余的均与平台无关。
所以考虑移植的时候也主要考虑这几个目标文件（库）对应的目录。
关于u-boot
的makefile
更详细的分析可以参照h
t t p :/ / blog.mcuol.com/User/lvembededsys/Article/4355_1.htm
。
3
、u-boot
的通用目录是怎么做到与平台无关的？
include/config/smdk2410.h
这个头文件中主要定义了两类变量。
一类是选项，前缀是CONFIG_
，用来选择处理器、设备接口、命令、属性等，主要用来
决定是否编译某些文件或者函数。
另一类是参数，前缀是CFG_
，用来定义总线频率、串口波特率、Flash
地址等参数。这些常数参量主要用来支持通用目录中的代码，定义板子资源参数。
这两类宏定义对u-boot
的移植性非常关键，比如drive/CS8900.c
，对cs8900
而言，很多操作都是通用的，但不是所有的板子上面都有这个芯片，即使有它在内存中映射的基地址也是平台相关的。所以对于smdk2410
板，在smdk2410.h
中定义了
#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1
/* we have a CS8900 on-board */
#define CS8900_BASE
0x19000300
/*IO mode base address*/
CONFIG_DRIVER_CS8900
的定义使得cs8900.c
可以被编译（当然还得定义CFG_CMD_NET
才行），因为cs8900.c
中在函数定义的前面就有编译条件判
断：#ifdef CONFIG_DRIVER_CS8900
如果这个选项没有定义，整个cs8900.c
就不会被编译了。
而常数参量CS8900_BASE
则用在cs8900.h
头文件中定义各个功能寄存器的地址。u-boot
的CS8900
工作在IO
模式下，只要给定IO
寄存器在内存中映射的基地址，其余代码就与平台无关了。
u-boot
的命令也是通过目标板的配置头文件来配置的，比如要添加ping
命令，就必须添加CFG_CMD_NET
和CFG_CMD_PING
才行。不然common/cmd_net.c
就不会被编译了。
从这里我可以这么认为，u-boot
工程可配置性和移植性可以分为两层：
一是由makefile
来实现，配置工程要包含的文件和文件夹上，用什么编译器。
二是由目标板的配置头文件来实现源码级的可配置性，通用性。主要使用的是#ifdef #else
#endif
之类来实现的。
4
、smkd2410
其余重要的文件
：
include/s3c24x0.h
定义了s3x24x0
芯片的各个特殊功能寄存器（SFR
）的地址。
cpu/arm920t/start.s
在flash
中执行的引导代码,
也就是bootloader
中的stage1,
负责初始化硬件环境，把u-boot
从flash
加载到RAM
中去，然后跳 到lib_arm/board.c
中的start_armboot
中去执行。
lib_arm/board.c
u-boot
的初始化流程，尤其是u-boot
用到的全局数据结构gd,bd
的初始化，以及设备和控制台的初始化。
board/smdk2410/flash.c
在board
目录下代码的都是严重依赖目标板，对于不同的CPU
，SOC
，ARCH
，u-boot
都有相对通用的代码，但是板子构成却是多样的，主要是内
存地址，flash
型号，外围芯片如网络。对fs2410
来说，主要考虑从smdk2410
板来移植，差别主要在nor flash
上面。
二、u-boot
的流程、主要的数据结构、内存分配
1
、u-boot
的启动流程：
从文件层面上看主要流程是在两个文件中：cpu/arm920t/start.s
，lib_arm/board.c
，
1)start.s
在flash
中执行的引导代码,
也就是bootloader
中的stage1,
负责初始化硬件环境，把u-boot
从flash
加载到RAM
中去，然后跳到lib_arm/board.c
中的start_armboot
中去执行。
1.1.6
版本的start.s
流程：
硬件环境初始化
：
进入svc
模式;
关闭watch dog;
屏蔽所有IRQ
掩码;
设置时钟频率FCLK
、HCLK
、PCLK;
清I/D cache;
禁止MMU
和CACHE;
配置memory control;
重定位
：
如果当前代码不在连接指定的地址上（对smdk2410
是0x3f000000
）则需要把u-boot
从当前位置拷贝到RAM
指定位置中；
建立堆栈
，堆栈是进入C
函数前必须初始化的。
清.bss
区
。
跳到start_armboot
函数中执行
。（lib_arm/board.c
）
2)lib_arm/board.c:
start_armboot
是U-Boot
执行的第一个C
语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。这里只简要列出了主要执行的函数流程：
void start_armboot (void)
{
//
全局数据变量指针gd
占用r8
。
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
/*
给全局数据变量gd
安排空间*/
gd =
(gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
memset ((void*)gd, 0,
sizeof (gd_t));
/*
给板子数据变量gd->bd
安排空间*/
gd->bd =
(bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
memset (gd->bd, 0,
sizeof (bd_t));
monitor_flash_len =
_bss_start - _armboot_start;//
取u-boot
的长度。
/*
顺序执行init_sequence
数组中的初始化函数 */
for (init_fnc_ptr =
init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
}
}
/*
配置可用的Flash */
size = flash_init ();
……
/*
初始化堆空间 */
mem_malloc_init
(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
/*
重新定位环境变量， */
env_relocate ();
/*
从环境变量中获取IP
地址 */
gd->bd->bi_ip_addr
= getenv_IPaddr ("ipaddr");
/*
以太网接口MAC
地址 */
……
devices_init
(); /*
设备初始化 */
jumptable_init
(); //
跳转表初始化
console_init_r
(); /*
完整地初始化控制台设备 */
enable_interrupts (); /*
使能中断处理 */
/*
通过环境变量初始化 */
if ((s = getenv
("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
/* main_loop()
循环不断执行 */
for (;;) {
main_loop (); /*
主循环函数处理执行用户命令 -- common/main.c */
}
}
初始化函数序列init_sequence[]
init_sequence[]
数组保存着基本的初始化函数指针。这些函数名称和实现的程序文件在下列注释中。
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init,
/*
基本的处理器相关配置 -- cpu/arm920t/cpu.c */
board_init, /*
基本的板级相关配置 -- board/smdk2410/smdk2410.c */
interrupt_init, /*
初始化例外处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */
env_init,
/*
初始化环境变量 -- common/env_flash.c */
init_baudrate, /*
初始化波特率设置 -- lib_arm/board.c */
serial_init, /*
串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */
console_init_f, /*
控制台初始化阶段1 -- common/console.c */
display_banner, /*
打印u-boot
信息 -- lib_arm/board.c */
dram_init, /*
配置可用的RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */
display_dram_config, /*
显示RAM
的配置大小 -- lib_arm/board.c */
NULL,
};
整个u-boot
的执行就进入等待用户输入命令，解析并执行命令的死循环中。
2
、u-boot
主要的数据结构
u-boot
的主要功能是用于引导OS
的，但是本身也提供许多强大的功能，可以通过输入命令行来完成许多操作。所以它本身也是一个
很完备的系统。u-boot
的大部分操作都是围绕它自身的数据结构，这些数据结构是通用的，但是不同的板子初始化这些数据就不一样了。所以u-boot
的 通用代码是依赖于这些重要的数据结构的。这里说的数据结构其实就是一些全局变量。
1
）gd
全局数据变量指针，它保存了u-boot
运行需要的全局数据，类型定义：
typedef struct global_data {
bd_t *bd; //board
data pointor
板子数据指针
unsigned
long flags;
//
指示标志，如设备已经初始化标志等。
unsigned
long baudrate; //
串口波特率
unsigned
long have_console; /*
串口初始化标志*/
unsigned
long reloc_off; /*
重定位偏移，就是实际定向的位置与编译连接时指定的位置之差，一般为0 */
unsigned
long env_addr; /*
环境参数地址*/
unsigned
long env_valid; /*
环境参数CRC
检验有效标志 */
unsigned
long fb_base; /* base address of frame buffer */
#ifdef CONFIG_VFD
unsigned
char vfd_type; /* display type */
#endif
void **jt; /*
跳转表，1.1.6
中用来函数调用地址登记 */
} gd_t;
2)bd
板子数据指针
。板子很多重要的参数。
类型定义如下：
typedef struct bd_info {
int bi_baudrate; /*
串口波特率 */
unsigned long bi_ip_addr; /* IP
地址 */
unsigned char bi_enetaddr[6]; /* MAC
地址*/
struct
environment_s *bi_env;
ulong bi_arch_number; /*
unique id for this board */
ulong bi_boot_params; /*
启动参数 */
struct /* RAM
配置 */
{
ulong
start;
ulong
size;
}bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
} bd_t;
3)
环境变量指针
env_t *env_ptr = (env_t
*)(&environment[0]);(common/env_flash.c)
env_ptr
指向环境参数区，系统启动时默认的环境参数environment[]
，定义在common/environment.c
中。
参数解释
：
bootdelay
定义执行自动启动的等候秒数
baudrate
定义串口控制台的波特率
netmask
定义以太网接口的掩码
ethaddr
定义以太网接口的MAC
地址
bootfile
定义缺省的下载文件
bootargs
定义传递给Linux
内核的命令行参数
bootcmd
定义自动启动时执行的几条命令
serverip
定义tftp
服务器端的IP
地址
ipaddr
定义本地的IP
地址
stdin
定义标准输入设备，一般是串口
stdout
定义标准输出设备，一般是串口
stderr
定义标准出错信息输出设备，一般是串口
4
）设备相关
：
标准IO
设备数组
evice_t *stdio_devices[] = { NULL, NULL, NULL };
设备列表
list_t devlist = 0;
device_t
的定义
：include/devices.h
中：
typedef struct {
int flags;
/* Device flags: input/output/system */
int ext;
/* Supported extensions */
char name[16];
/* Device name */
/* GENERAL functions */
int (*start) (void);
/* To start the device */
int (*stop) (void);
/* To stop the device */
/*
输出函数
*/
void (*putc) (const char c); /* To put a
char */
void (*puts) (const char *s); /* To put a
string (accelerator) */
/*
输入函数 */
int (*tstc) (void);
/* To test if a char is ready... */
int (*getc) (void);
/* To get that char */
/* Other functions */
void *priv;
/* Private extensions */
} device_t;
u-boot
把可以用为控制台输入输出的设备添加到设备列表devlist,
并把当前用作标准IO
的设备指针加入stdio_devices
数组中。
在调用标准IO
函数如printf()
时将调用stdio_devices
数组对应设备的IO
函数如putc()
。
5)
命令相关的数据结构
，后面介绍。
6)
与具体设备有关的数据结构
，
如flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS];
记录nor flash
的信息。
nand_info_t
nand_info[CFG_MAX_NAND_DEVICE];
nand flash
块设备信息
3
、u-boot
重定位后的内存分布：
对于smdk2410,RAM
范围从0x30000000~0x34000000.
u-boot
占用高端内存区。从高地址到低地址内存分配如下：
显示缓冲区
(.bss_end~34000000)
u-boot(bss,data,text) (33f00000~.bss_end)
heap(for malloc)
gd(global data)
bd(board data)
stack
....
nor
flash
(0~2M)
三、u-boot
的重要细节
。
主要分析流程中各函数的功能。按启动顺序罗列一下启动函数执行细节。按照函数start_armboot
流程进行分析：
1)
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
这个宏定义在include/global_data.h
中：
#define
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR register volatile gd_t *gd asm
("r8")
声明一个寄存器变量 gd
占用r8
。这个宏在所有需要引用全局数据指针gd_t *gd
的源码中都有申明。
这个申明也避免编译器把r8
分配给其它的变量.
所以gd
就是r8,
这个指针变量不占用内存。
2
）
gd = (gd_t*)(_armboot_start
- CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
对全局数据区进行地址分配，_armboot_start
为0x3f000000,CFG_MALLOC_LEN
是堆大小＋环境数据区大小，config/smdk2410.h
中CFG_MALLOC_LEN
大小定义为192KB.
3)
gd->bd =
(bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
分配板子数据区bd
首地址。
这样结合start.s
中栈的分配，
stack_setup
：
ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB:
relocated uboot */
sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc
area
*/
sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /*
bdinfoCFG_GBL_DATA_SIZE =128B */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0,
#(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for
abort-stack */
不难得出上文所述的内存分配结构。
下面几个函数是初始化序列表init_sequence[]
中的函数:
4)cpu_init();
定义于cpu/arm920t/cpu.c
分配IRQ
，FIQ
栈底地址，由于没有定义CONFIG_USE_IRQ,
所以相当于空实现。
5)
board_init
；极级初始化，定义于board/smdk2410/smdk2410.c
设置PLL
时钟，GPIO
，使能I/D cache.
设置bd
信息：gd->bd->bi_arch_number
= MACH_TYPE_SMDK2410;//
板子的ID
，没啥意义。
gd->bd->bi_boot_params =
0x30000100;//
内核启动参数存放地址
6)
interrupt_init;
定义于cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c
初始化2410
的PWM
timer 4,
使其能自动装载计数值，恒定的产生时间中断信号，但是中断被屏蔽了用不上。
7)
env_init;
定义于common/env_flash.c
（搜索的时候发现别的文件也定义了这个函数，而且没有宏定义保证只有一个被编译，这是个问题，有高手知道指点一下！）
功能：指定环境区的地址。default_environment
是默认的环境参数设置。
gd->env_addr = (ulong)&default_environment[0];
gd->env_valid = 0;
8)
init_baudrate
；初始化全局数据区中波特率的值
gd->bd->bi_baudrate = gd->baudrate =(i > 0)
? (int) simple_strtoul (tmp, NULL, 10)
: CONFIG_BAUDRATE;
9)
serial_init;
串口通讯设置
定义于cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c
根据bd
中波特率值和pclk,
设置串口寄存器。
10)
console_init_f;
控制台前期初始化common/console.c
由于标准设备还没有初始化（gd->flags &
GD_FLG_DEVINIT=0
），这时控制台使用串口作为控制台
函数只有一句：gd->have_console = 1;
10)
dram_init,
初始化内存RAM
信息。board/smdk2410/smdk2410.c
其实就是给gd->bd
中内存信息表赋值而已。
gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;
gd->bd->bi_dram[0].size =
PHYS_SDRAM_1_SIZE;
初始化序列表init_sequence[]
主要函数分析结束。
11)
flash_init
；定义在board/smdk2410/flash.c
这个文件与具体平台关系密切，smdk2410
使用的flash
与FS2410
不一样，所以移植时这个程序就得重写。
flash_init()
是必须重写的函数，它做哪些操作呢？
首先是有一个变量flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]
来记录flash
的信息。flash_info_t
定义
：
typedef struct {
ulong size; /*
总大小BYTE */
ushort sector_count; /*
总的sector
数*/
ulong flash_id; /* combined device
& manufacturer code */
ulong start[CFG_MAX_FLASH_SECT]; /*
每个sector
的起始物理地址。 */
uchar protect[CFG_MAX_FLASH_SECT]; /*
每个sector
的保护状态，如果置1
，在执行erase
操作的时候将跳过对应sector*/
#ifdef CFG_FLASH_CFI //
我不管CFI
接口。
.....
#endif
} flash_info_t;
flash_init()
的操作就是读取ID
号，ID
号指明了生产商和设备号，根据这些信息设置size,sector_count,flash_id.
以及start[]
、protect[]
。
12)
把视频帧缓冲区设置在bss_end
后面。
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1))
& ~(PAGE_SIZE - 1);
size = vfd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
13)
mem_malloc_init
(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
设置heap
区，供malloc
使用。下面的变量和函数定义在lib_arm/board.c
malloc
可用内存由mem_malloc_start
，mem_malloc_end
指定。而当前分配的位置则是mem_malloc_brk
。
mem_malloc_init
负责初始化这三个变量。malloc
则通过sbrk
函数来使用和管理这片内存。
static ulong mem_malloc_start = 0;
static ulong mem_malloc_end = 0;
static ulong mem_malloc_brk = 0;
static
void mem_malloc_init (ulong dest_addr)
{
mem_malloc_start = dest_addr;
mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN;
mem_malloc_brk = mem_malloc_start;
memset ((void *) mem_malloc_start, 0,
mem_malloc_end - mem_malloc_start);
}
void *sbrk (ptrdiff_t increment)
{
ulong old = mem_malloc_brk;
ulong new = old + increment;
if ((new < mem_malloc_start) || (new >
mem_malloc_end)) {
return (NULL);
}
mem_malloc_brk = new;
return ((void *) old);
}
14)
env_relocate()
环境参数区重定位
由于初始化了heap
区，所以可以通过malloc()
重新分配一块环境参数区，
但是没有必要，因为默认的环境参数已经重定位到RAM
中了。
/**
这里发现个问题，ENV_IS_EMBEDDED
是否有定义还没搞清楚，而且CFG_MALLOC_LEN
也没有定义，也就是说如果ENV_IS_EMBEDDED
没有定义则执行malloc,
是不是应该有问题？**/
15)
IP
，MAC
地址的初始化。主要是从环境中读，然后赋给gd->bd
对应域就OK
。
16
）
devices_init ();
定义于common/devices.c
int devices_init (void)//
我去掉了编译选项，注释掉的是因为对应的编译选项没有定义。
{
devlist = ListCreate (sizeof (device_t));//
创建设备列表
i2c_init (CFG_I2C_SPEED, CFG_I2C_SLAVE);//
初始化i2c
接口，i2c
没有注册到devlist
中去。
//drv_lcd_init ();
//drv_video_init ();
//drv_keyboard_init ();
//drv_logbuff_init ();
drv_system_init ();
//
这里其实是定义了一个串口设备，并且注册到devlist
中。
//serial_devices_init ();
//drv_usbtty_init ();
//drv_nc_init ();
}
经过devices_init()
，创建了devlist
，但是只有一个串口设备注册在内。显然，devlist
中的设备都是可以做为console
的。
16)
jumptable_init ();
初始化gd->jt
。1.1.6
版本的jumptable
只起登记函数地址的作用。并没有其他作用。
17)
console_init_r ();
后期控制台初始化
主要过程：查看环境参数stdin,stdout,stderr
中对标准IO
的指定的设备名称，再按照环境指定的名称搜索devlist
，将搜到的设备指 针赋给标准IO
数组stdio_devices[]
。置gd->flag
标志GD_FLG_DEVINIT
。这个标志影响putc
，getc
函数的 实现，未定义此标志时直接由串口serial_getc
和serial_putc
实现，定义以后通过标准设备数组stdio_devices[]
中的 putc
和getc
来实现IO
。
下面是相关代码：
void putc (const char c)
{
#ifdef
CONFIG_SILENT_CONSOLE
if (gd->flags
& GD_FLG_SILENT)//GD_FLG_SILENT
无输出标志
return;
#endif
if (gd->flags
& GD_FLG_DEVINIT) {//
设备list
已经初始化
/* Send to
the standard output */
fputc
(stdout, c);
} else {
/* Send
directly to the handler */
serial_putc
(c);//
未初始化时直接从串口输出。
}
}
void fputc (int file, const char c)
{
if (file < MAX_FILES)
stdio_devices[file]->putc
(c);
}
为什么要使用devlist
，std_device[]
？
为了更灵活地实现标准IO
重定向，任何可以作为标准IO
的设备，如USB
键盘，LCD
屏，串口等都可以对应一个device_t
的 结构体变量，只需要实现getc
和putc
等函数，就能加入到devlist
列表中去，也就可以被assign
为标准IO
设备std_device
中去。 如函数
int console_assign (int
file, char *devname); /* Assign the console
重定向标准输入输出*/
这个函数功能就是把名为devname
的设备重定向为标准IO
文件file(stdin,stdout,stderr)
。其执行过程是在devlist
中查找devname
的设备，返回这个设备的device_t
指针，并把指针值赋给std_device[file]
。
18)
enable_interrupts(),
使能中断。由于CONFIG_USE_IRQ
没有定义，空实现。
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* enable IRQ interrupts */
void enable_interrupts (void)
{
unsigned long temp;
__asm__ __volatile__("mrs %0, cpsr/n"
"bic
%0, %0, #0x80/n"
"msr
cpsr_c, %0"
:
"=r" (temp)
:
:
"memory");
}
#else
void enable_interrupts (void)
{
}
19
）
设置CS8900
的MAC
地址。
cs8900_get_enetaddr (gd->bd->bi_enetaddr);
20
）
初始化以太网。
eth_initialize(gd->bd);//bd
中已经IP
，MAC
已经初始化
21
）
main_loop ()
；定义于common/main.c
至此所有初始化工作已经完毕。main_loop
在标准转入设备中接受命令行，然后分析，查找，执行。
关于U-boot
中命令相关的编程
：
1
、命令相关的函数和定义
＠main_loop
：这个函数里有太多编译选项，对于smdk2410,
去掉所有选项后等效下面的程序
void main_loop()
{
static char lastcommand[CFG_CBSIZE] = { 0, };
int len;
int rc = 1;
int flag;
char *s;
int bootdelay;
s = getenv ("bootdelay"); //
自动启动内核等待延时
bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) :
CONFIG_BOOTDELAY;
debug ("### main_loop entered:
bootdelay=%d/n/n", bootdelay);
s = getenv ("bootcmd"); //
取得环境中设置的启动命令行
debug ("### main_loop:
bootcmd=/"%s/"/n", s ? s : "");
if (bootdelay >= 0 && s &&
!abortboot (bootdelay))
{
run_command (s, 0);//
执行启动命令行,smdk2410.h
中没有定义CONFIG_BOOTCOMMAND
，所以没有命令执行。
}
for (;;) {
len = readline(CFG_PROMPT);//
读取键入的命令行到console_buffer
flag = 0; /* assume no special flags for now
*/
if (len > 0)
strcpy (lastcommand, console_buffer);//
拷贝命令行到lastcommand.
else if (len == 0)
flag |= CMD_FLAG_REPEAT;
if (len == -1)
puts ("/n");
else
rc = run_command (lastcommand, flag);
//
执行这个命令行。
if (rc <= 0) {
/* invalid command or not repeatable,
forget it */
lastcommand[0] = 0;
}
}
＠run_comman();
在命令table
中查找匹配的命令名称，得到对应命令结构体变量指针，以解析得到的参数调用其处理函数执行命令。
＠命令结构构体类型定义
：command.h
中，
struct cmd_tbl_s {
char *name;
/*
命令名 */
int maxargs;
/*
最大参数个数maximum number of arguments */
int repeatable; /* autorepeat
allowed? */
/*
Implementation function
命令执行函数*/
int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int,
char *[]);
char *usage;
/* Usage message (short) */
#ifdef CFG_LONGHELP
char *help;
/* Help message (long) */
#endif
#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
/* do auto completion on the arguments */
int (*complete)(int argc, char *argv[], char
last_char, int maxv, char *cmdv[]);
#endif
};
typedef struct cmd_tbl_s cmd_tbl_t;
//
定义section
属性的结构体
。编译的时候会单独生成一个名为.u_boot_cmd
的section
段。
#define Struct_Section __attribute__ ((unused,section
(".u_boot_cmd")))
//
这个
宏定义一个命令结构体变量
。并用name,maxargs,rep,cmd,usage,help
初始化各个域。
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) /
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name,
maxargs, rep, cmd, usage, help}
2
、在u-boot
中，如何添加一个命令：
1
）CFG_CMD_*
命令选项位标志。在include/cmd_confdefs.h
中定义。
每个板子的配置文件（如include/config/smdk2410.h
）中都可以定义u-boot
需要的命令，如果要添加一个命令，必须添加相应的命令选项。如下：
#define CONFIG_COMMANDS /
(CONFIG_CMD_DFL | /
CFG_CMD_CACHE | /
/*CFG_CMD_NAND |*/ /
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ /
/*CFG_CMD_I2C |*/ /
/*CFG_CMD_USB |*/ /
CFG_CMD_REGINFO | /
CFG_CMD_DATE | /
CFG_CMD_ELF)
定义这个选项主要是为了编译命令需要的源文件，大部分命令都在common
文件夹下对应一个源文件
cmd_*.c
，如cmd_cache.c
实现cache
命令。 文件开头就有一行编译条件：
#if(CONFIG_COMMANDS&CFG_CMD_CACHE)
也就是说，如果配置头文件中CONFIG_COMMANDS
不或上相应命令的选项，这里就不会被编译。
2
）定义命令结构体变量，如：
U_BOOT_CMD(
dcache,
2, 1, do_dcache,
"dcache -
enable or disable data cache/n",
"[on, off]/n"
"
- enable or disable data (writethrough) cache/n"
);
其实就是定义了一个cmd_tbl_t
类型的结构体变量，这个结构体变量名为__u_boot_cmd_dcache
。
其中变量的五个域初始化为括号的内容。分别指明了命令名，参数个数，重复数，执行命令的函数，命令提示。
每个命令都对应这样一个变量，同时这个结构体变量的section
属性为.u_boot_cmd.
也就是说每个变量编译结束
在目标文件中都会有一个.u_boot_cmd
的section.
一个section
是连接时的一个输入段，如.text,.bss,.data
等都是section
名。
最后由链接程序把所有的.u_boot_cmd
段连接在一起，这样就组成了一个命令结构体数组。
u-boot.lds
中相应脚本如下:
. = .;
__u_boot_cmd_start = .;
.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
__u_boot_cmd_end = .;
可以看到所有的命令结构体变量集中在__u_boot_cmd_start
开始到__u_boot_cmd_end
结束的连续地址范围内，
这样形成一个cmd_tbl_t
类型的数组，run_command
函数就是在这个数组中查找命令的。
3
）实现命令处理函数。
命令处理函数的格式：
void function (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char
*argv[])
总体来说，如果要实现自己的命令，应该在include/com_confdefs.h
中定义一个命令选项标志位。
在板子的配置文件中添加命令自己的选项。按照u-boot
的风格，可以在common/
下面添加自己的cmd_*.c
，并且定义自己的命令结构体变量，如U_BOOT_CMD(
mycommand,
2, 1, do_mycommand,
"my
command!/n",
".../n"
" ../n"
);
然后实现自己的命令处理函数do_mycommand(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag,
int argc, char *argv[])
。
四、U-boot
在ST2410
的移植，基于NOR FLASH
和NAND FLASH
启动。
1
、从smdk2410
到ST2410:
ST2410
板子的核心板与FS2410
是一样的。我没有整到smdk2410
的原理图，从网上得知的结论总结如下，
fs2410
与smdk2410 RAM
地址空间大小一致(0x30000000~0x34000000=64MB);
NOR FLASH
型号不一样，FS2410
用SST39VF1601
系列的，smdk2410
用AMD
产LV
系列的;
网络芯片型号和在内存中映射的地址完全一致（CS8900
，IO
方式基地址0x19000300
）
2
、移植过程：
移植u-boot
的基本步骤如下
(1)
在顶层Makefile
中为开发板添加新的配置选项，使用已有的配置项目为例。
smdk2410_config
: unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL
s3c24×0
参考上面2
行，添加下面2
行。
fs2410_config
: unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t fs2410 NULL
s3c24×0
(2)
创建一个新目录存放开发板相关的代码，并且添加文件。
board/fs2410/config.mk
board/fs2410/flash.c
board/fs2410/fs2410.c
board/fs2410/Makefile
board/fs2410/memsetup.S
board/fs2410/u-boot.lds
注意将board/fs2410/Makefile
中smdk2410.o
全部改为fs2410.o
(3)
为开发板添加新的配置文件
可以先复制参考开发板的配置文件，再修改。例如：
$cp include/configs/smdk2410.h include/configs/fs2410.h
如果是为一颗新的CPU
移植，还要创建一个新的目录存放CPU
相关的代码。
(4)
配置开发板
$ make fs2410_config
3
、移植要考虑的问题：
从smdk2410
到ST2410
移植要考虑的主要问题就是NOR flash
。从上述分析知道，u-boot
启动时要执行flash_init()
检测flash
的ID
号，大小，secotor
起始地址表和保护状态表,
这些信息全部保存在flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]
中。
另外，u-boot
中有一些命令如saveenvt
需要要擦写flash
，间接调用两个函数：flash_erase
和write_buff
。在board/smdk2410/flash.c
实现了与smdk2410
板子相关的nor flash
函数操作。由于write_buffer
中调用了write_hword
去具体写入一个字到flash
中，这个函数本身是与硬件无关的，
所以与硬件密切相关的三个需要重写的函数是flash_init,
flash_erase,write_hword
；
4
、SST39VF1601:
FS2410
板nor flash
型号是SST39VF1601
，根据data sheet,
其主要特性如下：
16bit
字为访问单位。2MBTYE
大小。
sector
大小2kword=4KB,block
大小32Kword=64KB;
这里我按block
为单位管理flash,
即flash_info
结构体变量中的sector_count
是block
数，起始地址表保存也是所有block
的起始地址。
SST Manufacturer ID = 00BFH ;
SST39VF1601 Device ID = 234BH
；
软件命令序列如下图。
5
、我实现的flash.c
主要部分：
//
相关定义：
# define CFG_FLASH_WORD_SIZE unsigned short //
访问单位为16b
字
#define MEM_FLASH_ADDR1 (*(volatile
CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(CFG_FLASH_BASE + 0x000005555<<1 ))
//
命令序列地址1
，由于2410
地址线A1
与SST39VF1601
地址线A0
连接实现按字访问，因此这个地址要左移1
位。
#define MEM_FLASH_ADDR2 (*(volatile
CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(CFG_FLASH_BASE + 0x000002AAA<<1 ))
//
命令序列地址2
#define READ_ADDR0 (*(volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(CFG_FLASH_BASE + 0x0000))
//flash
信息读取地址1
，A0
＝0,
其余全为0
#define READ_ADDR1 (*(volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(CFG_FLASH_BASE + 0x0001<<1))
//flash
信息读取地址2
，A0
＝1,
其余全为0
flash_info_t flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]; /*
定义全局变量flash_info[1]*/
//flash_init(),
我实现的比较简单，因为是与板子严重依赖的，只要检测到的信息与板子提供的已知信息符合就OK
。
ulong flash_init (void)
{
int i;
CFG_FLASH_WORD_SIZE value;
flash_info_t *info;
for (i = 0; i < CFG_MAX_FLASH_BANKS; i++)
{
flash_info[i].flash_id=FLASH_UNKNOWN;
}
info=(flash_info_t *)(&flash_info[0]);
//
进入读ID
状态，读MAN ID
和device id
MEM_FLASH_ADDR1=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x00AA);
MEM_FLASH_ADDR2=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x0055);
MEM_FLASH_ADDR1=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x0090);
value=READ_ADDR0; //read Manufacturer ID
if(value==(CFG_FLASH_WORD_SIZE)SST_MANUFACT)
info->flash_id = FLASH_MAN_SST;
else
{
panic("NOT expected FLASH
FOUND!/n");return 0;
}
value=READ_ADDR1; //read device ID
if(value==(CFG_FLASH_WORD_SIZE)SST_ID_xF1601)
{
info->flash_id += FLASH_SST1601;
info->sector_count =
32; //32 block
info->size =
0x00200000; // 2M=32*64K
}
else
{
panic("NOT expected FLASH
FOUND!/n");return 0;
}
//
建立sector
起始地址表。
if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) ==
FLASH_MAN_SST )
{
for (i = 0; i < info->sector_count; i++)
info->start[i] = CFG_FLASH_BASE + (i *
0x00010000);
}
//
设置sector
保护信息，对于SST
生产的FLASH
，全部设为0
。
for (i = 0; i < info->sector_count; i++)
{
if((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) ==
FLASH_MAN_SST)
info->protect[i] = 0;
}
//
结束读ID
状态：
*((CFG_FLASH_WORD_SIZE *)&info->start[0])=
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00F0;
//
设置保护，将u-boot
镜像和环境参数所在的block
的proctect
标志置1
flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
CFG_FLASH_BASE,
CFG_FLASH_BASE + monitor_flash_len - 1,
&flash_info[0]);
flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
CFG_ENV_ADDR,
CFG_ENV_ADDR
+ CFG_ENV_SIZE - 1, &flash_info[0]);
return info->size;
}
//flash_erase
实现
这里给出修改的部分，s_first
，s_last
是要擦除的block
的起始和终止block
号.
对于protect[]
置位的block
不进行擦除。
擦除一个block
命令时序按照上面图示的Block-Erase
进行。
for (sect = s_first; sect<=s_last; sect++)
{
if (info->protect[sect] == 0)
{ /* not protected */
addr = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(info->start[sect]);
if ((info->flash_id &
FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_SST)
{
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
MEM_FLASH_ADDR1 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080;
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
addr[0] =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0050; /* block erase */
for (i=0; i<50; i++)
udelay(1000); /*
wait 1 ms */
}
else
{
break;
}
}
}
.........
start = get_timer (0);
//
在指定时间内不能完成为超时。
last = start;
addr = (CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(info->start[l_sect]);//
查询DQ7
是否为1
，DQ7=1
表明擦除完毕
while ((addr[0] & (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) !=
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) {
if ((now = get_timer(start)) > CFG_FLASH_ERASE_TOUT) {
printf ("Timeout/n");
return 1;
}
................
//write_word
操作
，这个函数由write_buff
一调用，完成写入一个word
的操作，其操作命令序列由上图中Word-Program
指定。
static int write_word (flash_info_t *info, ulong dest, ulong data)
{
volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *dest2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)dest;
volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *data2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)&data;
ulong start;
int flag;
int i;
/* Check if Flash is (sufficiently) erased */
if ((*((volatile ulong *)dest) & data) != data) {
return (2);
}
/* Disable interrupts which might cause a timeout here */
flag = disable_interrupts();
for (i=0; i<4/sizeof(CFG_FLASH_WORD_SIZE); i++)
{
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00A0;
dest2[i] = data2[i];
/* re-enable interrupts if necessary */
if (flag)
enable_interrupts();
/* data polling for D7 */
start = get_timer (0);
while ((dest2[i] &
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) !=
(data2[i] &
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080)) {
if (get_timer(start) >
CFG_FLASH_WRITE_TOUT) {
return (1);
}
}
}
return (0);
}
这些代码在与nor flash
相关的命令中都会间接被调用。所以u-boot
可移植性的另一个方面就是规定一些函数调用接口和全局变量，这些函数的实现是硬件相关的，移植时只需要实现这些函数。
而全局变量是具体硬件无关的。u-boot
在通用目录中实现其余与硬件无关的函数，这些函数就只与全局变量和函数接口打交道了。
通过编译选项设置来灵活控制是否需要编译通用部分。
6
、增加从Nand
启动的代码
：
FS2410
板有跳线，跳线短路时从NAND
启动，否则从NOR
启动。根据FS2410 BIOS
源码，我修改了start.s
加入了可以从两种FLASH
中启动u-boot
的
代码。原理在于：在重定位之前先读BWSCON
寄存器，判断OM0
位是0
（有跳线，NAND
启动）还是1
（无跳线，NOR
启动），采取不同的重定位代码
分别从nand
或nor
中拷贝u-boot
镜像到RAM
中。这里面也有问题，比如从Nand
启动后，nor flash
的初始化代码和与它相关的命令都是不能使用的。
这里我采用比较简单的方法，定义一个全局变量标志_boot_flash
保存当前启动FLASH
标志，_boot_flash=0
则表明是NOR
启动，否则是从NAND
。
在每个与nor flash
相关的命令执行函数一开始就判断这个变量，如果为1
立即返回。flash_init()
也必须放在这个if(!_boot_flash)
条件中。
这里方法比较笨，主要是为了能在跳线处于任意状态时都能启动u-boot
。
修改后的start.s
如下。
.......
//
修改1
.globl _boot_flash
_boot_flash: //
定义全局标志变量，0:NOR
FLASH
启动，1
：NAND FLASH
启动。
.word 0x00000000
.........
///
修改2
：
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
ands r0,r0,#6
beq nand_boot //OM0=0,
有跳线，从Nand
启动。nand_boot
在后面定义。
............
//
修改4,
这里在全局变量_boot_flash
中设置当前启动flash
设备是NOR
还是NAND
//
这里已经完成搬运到RAM
的工作，即将跳转到RAM
中_start_armboot
函数中执行。
adr r1,_boot_flash //
取_boot_flash
的当前地址，这时还在NOR FLASH
或者NAND 4KB
缓冲中。
ldr r2,_TEXT_BASE
add r1,r1,r2 //
得到_boot_flash
重定位后的地址，这个地址在RAM
中。
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
ands r0,r0,#6 //
mov r2,#0x00000001
streq r2,[r1] //
如果当前是从NAND
启动，置_boot_flash
为1
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot
........
////////
修改4
，从NAND
拷贝U-boot
镜像（最大128KB
），这段代码由fs2410 BIOS
修改得来。
nand_boot:
mov r5, #NFCONF
ldr r0, =(1<<15)|(1<<12)|(1<<11)|(7<<8)|(7<<4)|(7)
str r0, [r5]
bl ReadNandID
mov r6, #0
ldr r0, =0xec73
cmp r5, r0
beq x1
ldr r0, =0xec75
cmp r5, r0
beq x1
mov r6, #1
x1:
bl ReadNandStatus
mov r8, #0
//r8
是PAGE
数变量
ldr r9, _TEXT_BASE //r9
指向u-boot
在RAM
中的起始地址。
x2:
ands r0, r8, #0x1f
bne x3 //
此处意思在于页数是32
的整数倍的时候才进行一次坏块检查
1 block=32 pages
，否则直接读取页面。
mov r0, r8
bl CheckBadBlk //
检查坏块返回值非0
表明当前块不是坏块。
cmp r0, #0
addne r8, r8, #32 //
如果当前块坏了，跳过读取操作。 1 block=32 pages
bne x4
x3:
mov r0, r8
mov r1, r9
bl ReadNandPage //
读取一页(512B)
add r9, r9, #512
add r8, r8, #1
x4:
cmp r8, #256 //
一共读取256*512=128KB
。
bcc x2
mov r5, #NFCONF //DsNandFlash
ldr r0, [r5]
and r0, r0, #~0x8000
str r0, [r5]
adr lr,stack_setup //
注意这里直接跳转到stack_setup
中执行
mov pc,lr
///
/*************************************************
*
*Nand basic functions:
*************************************************
*/
//
读取Nand
的ID
号，返回值在r5
中
ReadNandID:
mov r7,#NFCONF
ldr
r0,[r7,#0] //NFChipEn();
bic r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov
r0,#0x90 //WrNFCmd(RdIDCMD);
strb r0,[r7,#4]
mov
r4,#0 //WrNFAddr(0);
strb r4,[r7,#8]
y1: //while(NFIsBusy());
ldr r0,[r7,#0x10]
tst r0,#1
beq y1
ldrb r0,[r7,#0xc] //id =
RdNFDat()<<8;
mov r0,r0,lsl #8
ldrb r1,[r7,#0xc] //id |=
RdNFDat();
orr r5,r1,r0
ldr
r0,[r7,#0] //NFChipDs();
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov pc,lr
//
读取Nand
状态,
返回值在r1,
此处没有用到返回值。
ReadNandStatus:
mov r7,#NFCONF
ldr r0,[r7,#0]
//NFChipEn();
bic r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov
r0,#0x70 //WrNFCmd(QUERYCMD);
strb r0,[r7,#4]
ldrb r1,[r7,#0xc] //r1 =
RdNFDat();
ldr r0,[r7,#0]
//NFChipDs();
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov pc,lr
//
等待Nand
内部操作完毕
WaitNandBusy:
mov
r0,#0x70 //WrNFCmd(QUERYCMD);
mov r1,#NFCONF
strb r0,[r1,#4]
z1:
//while(!(RdNFDat()&0x40));
ldrb r0,[r1,#0xc]
tst r0,#0x40
beq z1
mov
r0,#0 //WrNFCmd(READCMD0);
strb r0,[r1,#4]
mov pc,lr
//
检查坏block:
CheckBadBlk:
mov r7, lr
mov r5, #NFCONF
bic r0, r0, #0x1f //addr
&= ~0x1f;
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipEn()
bic r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov r1,#0x50
//WrNFCmd(READCMD2)
strb r1,[r5,#4]
mov r1, #6
strb
r1,[r5,#8] //WrNFAddr(6)
strb
r0,[r5,#8] //WrNFAddr(addr)
mov r1,r0,lsr
#8 //WrNFAddr(addr>>8)
strb r1,[r5,#8]
cmp
r6,#0 //if(NandAddr)
movne r0,r0,lsr
#16 //WrNFAddr(addr>>16)
strneb r0,[r5,#8]
bl WaitNandBusy //WaitNFBusy()
ldrb r0, [r5,#0xc] //RdNFDat()
sub r0, r0, #0xff
mov
r1,#0 //WrNFCmd(READCMD0)
strb r1,[r5,#4]
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipDs()
orr r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov pc, r7
ReadNandPage:
mov r7,lr
mov r4,r1
mov r5,#NFCONF
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipEn()
bic r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov
r1,#0 //WrNFCmd(READCMD0)
strb r1,[r5,#4]
strb
r1,[r5,#8] //WrNFAddr(0)
strb r0,[r5,#8] //WrNFAddr(addr)
mov r1,r0,lsr
#8 //WrNFAddr(addr>>8)
strb r1,[r5,#8]
cmp
r6,#0 //if(NandAddr)
movne r0,r0,lsr
#16 //WrNFAddr(addr>>16)
strneb r0,[r5,#8]
ldr
r0,[r5,#0] //InitEcc()
orr r0,r0,#0x1000
str r0,[r5,#0]
bl
WaitNandBusy //WaitNFBusy()
mov
r0,#0 //for(i=0; i<512; i++)
r1:
ldrb r1,[r5,#0xc] //buf[i] =
RdNFDat()
strb r1,[r4,r0]
add r0,r0,#1
bic r0,r0,#0x10000
cmp r0,#0x200
bcc r1
ldr
r0,[r5,#0] //NFChipDs()
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r5,#0]
mov pc,r7
关于nand
命令，我尝试打开CFG_CMD_NAND
选项，并定义
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1
#define MAX_NAND_CHIPS 1
#define CFG_NAND_BASE 0x4e000000
添加boar_nand_init()
定义(
空实现)
。但是连接时出现问题，原因是u-boot
使用的是软浮点，而我的交叉编译arm-linux-gcc
是硬件浮点。
看过一些解决方法，比较麻烦，还没有解决这个问题，希望好心的高手指点。不过我比较纳闷，u-boot
在nand
部分哪里会用到浮点运算呢？
7
、添加网络命令。
我尝试使用ping
命令，其余的命令暂时不考虑。
在common/cmd_net
中，首先有条件编译 #if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
，然后在命令函数do_ping(...)
定义之前有条件编译判断
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_PING)
。所以在include/cofig/fs2410.h
中必须打开这两个命令选项。
#define CONFIG_COMMANDS /
(CONFIG_CMD_DFL | /
CFG_CMD_CACHE | /
CFG_CMD_REGINFO | /
CFG_CMD_DATE | /
CFG_CMD_NET | / //
CFG_CMD_PING |/ //
CFG_CMD_ELF)
并且设定IP:192.168.0.12
。
至此，整个移植过程已经完成。编译连接生成u-boot.bin
，烧到nand
和nor
上都能顺利启动u-boot,
使用ping
命令时出现问题，
发现ping
自己的主机竟然超时，还以为是程序出了问题，后来才发现是windows
防火墙的问题。关闭防火墙就能PING
通了。
总体来说，u-boot
是一个很特殊的程序，代码庞大，功能强大，自成体系。为了在不同的CPU
，ARCH
，BOARD
上移植进行了很多灵活的设计。
在u-boot
的移植过程中学到很多东西，尤其是程序设计方法方面真的是大开了眼界。u-boot
在代码级可移植性和底层程序开发技术上给人很好的启发。
很多东西没有搞明白，尤其是u-boot
最重要的功能--
引导OS
这部分还没有涉及。linux
内核还没入门呢，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
没有IDE
环境看u-boot
这种makefile
工程很费劲，我用UltraEdit
干了这件事，后来才发现可以使用source insight
这个软件。。。。。。。。这些工作都是自己学习过程的总结，谬误之处在所难免，请高手不吝指正。。
湛蓝思微 blog
本文从以下几个方面粗浅地分析u-boot
并移植到FS2410
板上：
1
、u-boot
工程的总体结构
2
、u-boot
的流程、主要的数据结构、内存分配。
3
、u-boot
的重要细节，主要分析流程中各函数的功能。
4
、基于FS2410
板子的u-boot
移植。实现了NOR Flash
和NAND Flash
启动,
网络功能。
这些认识源于自己移植u-boot
过程中查找的资料和对源码的简单阅读。下面主要以smdk2410
为分析对象。
一、u-boot
工程的总体结构：
1
、源代码组织
对于ARM
而言，主要的目录如下：
board
平台依赖
存放电路板相关的目录文件,
每一套板子对 应一个目录。如smdk2410(arm920t)
cpu
平台依赖
存放CPU
相关的目录文件，每一款CPU
对应一个目录，例如：arm920t
、 xscale
、i386
等目录
lib_arm
平台依赖
存放对ARM
体系结构通用的文件，主要用于实现ARM
平台通用的函数，如软件浮点。
common
通用
通用的多功能函数实现，如环境，命令，控制台相关的函数实现。
include
通用
头文件和开发板配置文件，所有开发板的配置文件都在configs
目录下
lib_generic
通用
通用库函数的实现
net
通用
存放网络协议的程序
drivers
通用
通用的设备驱动程序，主要有以太网接口的驱动，nand
驱动。
.......
2.makefile
简要分析
所有这些目录的编译连接都是由顶层目录的makefile
来确定的。
在执行make
之前，先要执行make
$(board)_config
对工程进行配置，以确定特定于目标板的各个子目录和头文件。
$(board)_config:
是makefile
中的一个伪目标，它传入指定的CPU
，ARCH
，BOARD
，SOC
参数去执行mkconfig
脚本。
这个脚本的主要功能在于连接目标板平台相关的头文件夹，生成config.h
文件包含板子的配置头文件。
使得makefile
能根据目标板的这些参数去编译正确的平台相关的子目录。
以smdk2410
板为例,
执行 make smdk2410_config,
主要完成三个功能：
@
在include
文件夹下建立相应的文件（夹）软连接，
#
如果是ARM
体系将执行以下操作：
#ln -s
asm-arm asm
#ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch
#ln -s proc-armv asm-arm/proc
@
生成Makefile
包含文件include/config.mk
，内容很简单，定义了四个变量：
ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = smdk2410
SOC = s3c24x0
@
生成include/config.h
头文件，只有一行：
/* Automatically generated - do
not edit */
#include "config/smdk2410.h"
顶层makefile
先调用各子目录的makefile
，生成目标文件或者目标文件库。
然后再连接所有目标文件（库）生成最终的u-boot.bin
。
连接的主要目标（库）如下：
OBJS = cpu/$(CPU)/start.o
LIBS = lib_generic/libgeneric.a
LIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
ifdef SOC
LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
endif
LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a
fs/jffs2/libjffs2.a /
fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a
LIBS += net/libnet.a
LIBS += disk/libdisk.a
LIBS += rtc/librtc.a
LIBS += dtt/libdtt.a
LIBS += drivers/libdrivers.a
LIBS += drivers/nand/libnand.a
LIBS += drivers/nand_legacy/libnand_legacy.a
LIBS += drivers/sk98lin/libsk98lin.a
LIBS += post/libpost.a post/cpu/libcpu.a
LIBS += common/libcommon.a
LIBS += $(BOARDLIBS)
显然跟平台相关的主要是：
cpu/$(CPU)/start.o
board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
这里面的四个变量定义在include/config.mk
（见上述）。
其余的均与平台无关。
所以考虑移植的时候也主要考虑这几个目标文件（库）对应的目录。
关于u-boot
的makefile
更详细的分析可以参照h
t t p :/ / blog.mcuol.com/User/lvembededsys/Article/4355_1.htm
。
3
、u-boot
的通用目录是怎么做到与平台无关的？
include/config/smdk2410.h
这个头文件中主要定义了两类变量。
一类是选项，前缀是CONFIG_
，用来选择处理器、设备接口、命令、属性等，主要用来
决定是否编译某些文件或者函数。
另一类是参数，前缀是CFG_
，用来定义总线频率、串口波特率、Flash
地址等参数。这些常数参量主要用来支持通用目录中的代码，定义板子资源参数。
这两类宏定义对u-boot
的移植性非常关键，比如drive/CS8900.c
，对cs8900
而言，很多操作都是通用的，但不是所有的板子上面都有这个芯片，即使有它在内存中映射的基地址也是平台相关的。所以对于smdk2410
板，在smdk2410.h
中定义了
#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1
/* we have a CS8900 on-board */
#define CS8900_BASE
0x19000300
/*IO mode base address*/
CONFIG_DRIVER_CS8900
的定义使得cs8900.c
可以被编译（当然还得定义CFG_CMD_NET
才行），因为cs8900.c
中在函数定义的前面就有编译条件判
断：#ifdef CONFIG_DRIVER_CS8900
如果这个选项没有定义，整个cs8900.c
就不会被编译了。
而常数参量CS8900_BASE
则用在cs8900.h
头文件中定义各个功能寄存器的地址。u-boot
的CS8900
工作在IO
模式下，只要给定IO
寄存器在内存中映射的基地址，其余代码就与平台无关了。
u-boot
的命令也是通过目标板的配置头文件来配置的，比如要添加ping
命令，就必须添加CFG_CMD_NET
和CFG_CMD_PING
才行。不然common/cmd_net.c
就不会被编译了。
从这里我可以这么认为，u-boot
工程可配置性和移植性可以分为两层：
一是由makefile
来实现，配置工程要包含的文件和文件夹上，用什么编译器。
二是由目标板的配置头文件来实现源码级的可配置性，通用性。主要使用的是#ifdef #else
#endif
之类来实现的。
4
、smkd2410
其余重要的文件
：
include/s3c24x0.h
定义了s3x24x0
芯片的各个特殊功能寄存器（SFR
）的地址。
cpu/arm920t/start.s
在flash
中执行的引导代码,
也就是bootloader
中的stage1,
负责初始化硬件环境，把u-boot
从flash
加载到RAM
中去，然后跳 到lib_arm/board.c
中的start_armboot
中去执行。
lib_arm/board.c
u-boot
的初始化流程，尤其是u-boot
用到的全局数据结构gd,bd
的初始化，以及设备和控制台的初始化。
board/smdk2410/flash.c
在board
目录下代码的都是严重依赖目标板，对于不同的CPU
，SOC
，ARCH
，u-boot
都有相对通用的代码，但是板子构成却是多样的，主要是内
存地址，flash
型号，外围芯片如网络。对fs2410
来说，主要考虑从smdk2410
板来移植，差别主要在nor flash
上面。
二、u-boot
的流程、主要的数据结构、内存分配
1
、u-boot
的启动流程：
从文件层面上看主要流程是在两个文件中：cpu/arm920t/start.s
，lib_arm/board.c
，
1)start.s
在flash
中执行的引导代码,
也就是bootloader
中的stage1,
负责初始化硬件环境，把u-boot
从flash
加载到RAM
中去，然后跳到lib_arm/board.c
中的start_armboot
中去执行。
1.1.6
版本的start.s
流程：
硬件环境初始化
：
进入svc
模式;
关闭watch dog;
屏蔽所有IRQ
掩码;
设置时钟频率FCLK
、HCLK
、PCLK;
清I/D cache;
禁止MMU
和CACHE;
配置memory control;
重定位
：
如果当前代码不在连接指定的地址上（对smdk2410
是0x3f000000
）则需要把u-boot
从当前位置拷贝到RAM
指定位置中；
建立堆栈
，堆栈是进入C
函数前必须初始化的。
清.bss
区
。
跳到start_armboot
函数中执行
。（lib_arm/board.c
）
2)lib_arm/board.c:
start_armboot
是U-Boot
执行的第一个C
语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。这里只简要列出了主要执行的函数流程：
void start_armboot (void)
{
//
全局数据变量指针gd
占用r8
。
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
/*
给全局数据变量gd
安排空间*/
gd =
(gd_t*)(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
memset ((void*)gd, 0,
sizeof (gd_t));
/*
给板子数据变量gd->bd
安排空间*/
gd->bd =
(bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
memset (gd->bd, 0,
sizeof (bd_t));
monitor_flash_len =
_bss_start - _armboot_start;//
取u-boot
的长度。
/*
顺序执行init_sequence
数组中的初始化函数 */
for (init_fnc_ptr =
init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
hang ();
}
}
/*
配置可用的Flash */
size = flash_init ();
……
/*
初始化堆空间 */
mem_malloc_init
(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
/*
重新定位环境变量， */
env_relocate ();
/*
从环境变量中获取IP
地址 */
gd->bd->bi_ip_addr
= getenv_IPaddr ("ipaddr");
/*
以太网接口MAC
地址 */
……
devices_init
(); /*
设备初始化 */
jumptable_init
(); //
跳转表初始化
console_init_r
(); /*
完整地初始化控制台设备 */
enable_interrupts (); /*
使能中断处理 */
/*
通过环境变量初始化 */
if ((s = getenv
("loadaddr")) != NULL) {
load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
}
/* main_loop()
循环不断执行 */
for (;;) {
main_loop (); /*
主循环函数处理执行用户命令 -- common/main.c */
}
}
初始化函数序列init_sequence[]
init_sequence[]
数组保存着基本的初始化函数指针。这些函数名称和实现的程序文件在下列注释中。
init_fnc_t *init_sequence[] = {
cpu_init,
/*
基本的处理器相关配置 -- cpu/arm920t/cpu.c */
board_init, /*
基本的板级相关配置 -- board/smdk2410/smdk2410.c */
interrupt_init, /*
初始化例外处理 -- cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c */
env_init,
/*
初始化环境变量 -- common/env_flash.c */
init_baudrate, /*
初始化波特率设置 -- lib_arm/board.c */
serial_init, /*
串口通讯设置 -- cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c */
console_init_f, /*
控制台初始化阶段1 -- common/console.c */
display_banner, /*
打印u-boot
信息 -- lib_arm/board.c */
dram_init, /*
配置可用的RAM -- board/smdk2410/smdk2410.c */
display_dram_config, /*
显示RAM
的配置大小 -- lib_arm/board.c */
NULL,
};
整个u-boot
的执行就进入等待用户输入命令，解析并执行命令的死循环中。
2
、u-boot
主要的数据结构
u-boot
的主要功能是用于引导OS
的，但是本身也提供许多强大的功能，可以通过输入命令行来完成许多操作。所以它本身也是一个
很完备的系统。u-boot
的大部分操作都是围绕它自身的数据结构，这些数据结构是通用的，但是不同的板子初始化这些数据就不一样了。所以u-boot
的 通用代码是依赖于这些重要的数据结构的。这里说的数据结构其实就是一些全局变量。
1
）gd
全局数据变量指针，它保存了u-boot
运行需要的全局数据，类型定义：
typedef struct global_data {
bd_t *bd; //board
data pointor
板子数据指针
unsigned
long flags;
//
指示标志，如设备已经初始化标志等。
unsigned
long baudrate; //
串口波特率
unsigned
long have_console; /*
串口初始化标志*/
unsigned
long reloc_off; /*
重定位偏移，就是实际定向的位置与编译连接时指定的位置之差，一般为0 */
unsigned
long env_addr; /*
环境参数地址*/
unsigned
long env_valid; /*
环境参数CRC
检验有效标志 */
unsigned
long fb_base; /* base address of frame buffer */
#ifdef CONFIG_VFD
unsigned
char vfd_type; /* display type */
#endif
void **jt; /*
跳转表，1.1.6
中用来函数调用地址登记 */
} gd_t;
2)bd
板子数据指针
。板子很多重要的参数。
类型定义如下：
typedef struct bd_info {
int bi_baudrate; /*
串口波特率 */
unsigned long bi_ip_addr; /* IP
地址 */
unsigned char bi_enetaddr[6]; /* MAC
地址*/
struct
environment_s *bi_env;
ulong bi_arch_number; /*
unique id for this board */
ulong bi_boot_params; /*
启动参数 */
struct /* RAM
配置 */
{
ulong
start;
ulong
size;
}bi_dram[CONFIG_NR_DRAM_BANKS];
} bd_t;
3)
环境变量指针
env_t *env_ptr = (env_t
*)(&environment[0]);(common/env_flash.c)
env_ptr
指向环境参数区，系统启动时默认的环境参数environment[]
，定义在common/environment.c
中。
参数解释
：
bootdelay
定义执行自动启动的等候秒数
baudrate
定义串口控制台的波特率
netmask
定义以太网接口的掩码
ethaddr
定义以太网接口的MAC
地址
bootfile
定义缺省的下载文件
bootargs
定义传递给Linux
内核的命令行参数
bootcmd
定义自动启动时执行的几条命令
serverip
定义tftp
服务器端的IP
地址
ipaddr
定义本地的IP
地址
stdin
定义标准输入设备，一般是串口
stdout
定义标准输出设备，一般是串口
stderr
定义标准出错信息输出设备，一般是串口
4
）设备相关
：
标准IO
设备数组
evice_t *stdio_devices[] = { NULL, NULL, NULL };
设备列表
list_t devlist = 0;
device_t
的定义
：include/devices.h
中：
typedef struct {
int flags;
/* Device flags: input/output/system */
int ext;
/* Supported extensions */
char name[16];
/* Device name */
/* GENERAL functions */
int (*start) (void);
/* To start the device */
int (*stop) (void);
/* To stop the device */
/*
输出函数
*/
void (*putc) (const char c); /* To put a
char */
void (*puts) (const char *s); /* To put a
string (accelerator) */
/*
输入函数 */
int (*tstc) (void);
/* To test if a char is ready... */
int (*getc) (void);
/* To get that char */
/* Other functions */
void *priv;
/* Private extensions */
} device_t;
u-boot
把可以用为控制台输入输出的设备添加到设备列表devlist,
并把当前用作标准IO
的设备指针加入stdio_devices
数组中。
在调用标准IO
函数如printf()
时将调用stdio_devices
数组对应设备的IO
函数如putc()
。
5)
命令相关的数据结构
，后面介绍。
6)
与具体设备有关的数据结构
，
如flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS];
记录nor flash
的信息。
nand_info_t
nand_info[CFG_MAX_NAND_DEVICE];
nand flash
块设备信息
3
、u-boot
重定位后的内存分布：
对于smdk2410,RAM
范围从0x30000000~0x34000000.
u-boot
占用高端内存区。从高地址到低地址内存分配如下：
显示缓冲区
(.bss_end~34000000)
u-boot(bss,data,text) (33f00000~.bss_end)
heap(for malloc)
gd(global data)
bd(board data)
stack
....
nor
flash
(0~2M)
三、u-boot
的重要细节
。
主要分析流程中各函数的功能。按启动顺序罗列一下启动函数执行细节。按照函数start_armboot
流程进行分析：
1)
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
这个宏定义在include/global_data.h
中：
#define
DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR register volatile gd_t *gd asm
("r8")
声明一个寄存器变量 gd
占用r8
。这个宏在所有需要引用全局数据指针gd_t *gd
的源码中都有申明。
这个申明也避免编译器把r8
分配给其它的变量.
所以gd
就是r8,
这个指针变量不占用内存。
2
）
gd = (gd_t*)(_armboot_start
- CFG_MALLOC_LEN - sizeof(gd_t));
对全局数据区进行地址分配，_armboot_start
为0x3f000000,CFG_MALLOC_LEN
是堆大小＋环境数据区大小，config/smdk2410.h
中CFG_MALLOC_LEN
大小定义为192KB.
3)
gd->bd =
(bd_t*)((char*)gd - sizeof(bd_t));
分配板子数据区bd
首地址。
这样结合start.s
中栈的分配，
stack_setup
：
ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB:
relocated uboot */
sub r0, r0, #CFG_MALLOC_LEN /* malloc
area
*/
sub r0, r0, #CFG_GBL_DATA_SIZE /*
bdinfoCFG_GBL_DATA_SIZE =128B */
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
sub r0, r0,
#(CONFIG_STACKSIZE_IRQ+CONFIG_STACKSIZE_FIQ)
#endif
sub sp, r0, #12 /* leave 3 words for
abort-stack */
不难得出上文所述的内存分配结构。
下面几个函数是初始化序列表init_sequence[]
中的函数:
4)cpu_init();
定义于cpu/arm920t/cpu.c
分配IRQ
，FIQ
栈底地址，由于没有定义CONFIG_USE_IRQ,
所以相当于空实现。
5)
board_init
；极级初始化，定义于board/smdk2410/smdk2410.c
设置PLL
时钟，GPIO
，使能I/D cache.
设置bd
信息：gd->bd->bi_arch_number
= MACH_TYPE_SMDK2410;//
板子的ID
，没啥意义。
gd->bd->bi_boot_params =
0x30000100;//
内核启动参数存放地址
6)
interrupt_init;
定义于cpu/arm920t/s3c24x0/interrupt.c
初始化2410
的PWM
timer 4,
使其能自动装载计数值，恒定的产生时间中断信号，但是中断被屏蔽了用不上。
7)
env_init;
定义于common/env_flash.c
（搜索的时候发现别的文件也定义了这个函数，而且没有宏定义保证只有一个被编译，这是个问题，有高手知道指点一下！）
功能：指定环境区的地址。default_environment
是默认的环境参数设置。
gd->env_addr = (ulong)&default_environment[0];
gd->env_valid = 0;
8)
init_baudrate
；初始化全局数据区中波特率的值
gd->bd->bi_baudrate = gd->baudrate =(i > 0)
? (int) simple_strtoul (tmp, NULL, 10)
: CONFIG_BAUDRATE;
9)
serial_init;
串口通讯设置
定义于cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c
根据bd
中波特率值和pclk,
设置串口寄存器。
10)
console_init_f;
控制台前期初始化common/console.c
由于标准设备还没有初始化（gd->flags &
GD_FLG_DEVINIT=0
），这时控制台使用串口作为控制台
函数只有一句：gd->have_console = 1;
10)
dram_init,
初始化内存RAM
信息。board/smdk2410/smdk2410.c
其实就是给gd->bd
中内存信息表赋值而已。
gd->bd->bi_dram[0].start = PHYS_SDRAM_1;
gd->bd->bi_dram[0].size =
PHYS_SDRAM_1_SIZE;
初始化序列表init_sequence[]
主要函数分析结束。
11)
flash_init
；定义在board/smdk2410/flash.c
这个文件与具体平台关系密切，smdk2410
使用的flash
与FS2410
不一样，所以移植时这个程序就得重写。
flash_init()
是必须重写的函数，它做哪些操作呢？
首先是有一个变量flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]
来记录flash
的信息。flash_info_t
定义
：
typedef struct {
ulong size; /*
总大小BYTE */
ushort sector_count; /*
总的sector
数*/
ulong flash_id; /* combined device
& manufacturer code */
ulong start[CFG_MAX_FLASH_SECT]; /*
每个sector
的起始物理地址。 */
uchar protect[CFG_MAX_FLASH_SECT]; /*
每个sector
的保护状态，如果置1
，在执行erase
操作的时候将跳过对应sector*/
#ifdef CFG_FLASH_CFI //
我不管CFI
接口。
.....
#endif
} flash_info_t;
flash_init()
的操作就是读取ID
号，ID
号指明了生产商和设备号，根据这些信息设置size,sector_count,flash_id.
以及start[]
、protect[]
。
12)
把视频帧缓冲区设置在bss_end
后面。
addr = (_bss_end + (PAGE_SIZE - 1))
& ~(PAGE_SIZE - 1);
size = vfd_setmem (addr);
gd->fb_base = addr;
13)
mem_malloc_init
(_armboot_start - CFG_MALLOC_LEN);
设置heap
区，供malloc
使用。下面的变量和函数定义在lib_arm/board.c
malloc
可用内存由mem_malloc_start
，mem_malloc_end
指定。而当前分配的位置则是mem_malloc_brk
。
mem_malloc_init
负责初始化这三个变量。malloc
则通过sbrk
函数来使用和管理这片内存。
static ulong mem_malloc_start = 0;
static ulong mem_malloc_end = 0;
static ulong mem_malloc_brk = 0;
static
void mem_malloc_init (ulong dest_addr)
{
mem_malloc_start = dest_addr;
mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN;
mem_malloc_brk = mem_malloc_start;
memset ((void *) mem_malloc_start, 0,
mem_malloc_end - mem_malloc_start);
}
void *sbrk (ptrdiff_t increment)
{
ulong old = mem_malloc_brk;
ulong new = old + increment;
if ((new < mem_malloc_start) || (new >
mem_malloc_end)) {
return (NULL);
}
mem_malloc_brk = new;
return ((void *) old);
}
14)
env_relocate()
环境参数区重定位
由于初始化了heap
区，所以可以通过malloc()
重新分配一块环境参数区，
但是没有必要，因为默认的环境参数已经重定位到RAM
中了。
/**
这里发现个问题，ENV_IS_EMBEDDED
是否有定义还没搞清楚，而且CFG_MALLOC_LEN
也没有定义，也就是说如果ENV_IS_EMBEDDED
没有定义则执行malloc,
是不是应该有问题？**/
15)
IP
，MAC
地址的初始化。主要是从环境中读，然后赋给gd->bd
对应域就OK
。
16
）
devices_init ();
定义于common/devices.c
int devices_init (void)//
我去掉了编译选项，注释掉的是因为对应的编译选项没有定义。
{
devlist = ListCreate (sizeof (device_t));//
创建设备列表
i2c_init (CFG_I2C_SPEED, CFG_I2C_SLAVE);//
初始化i2c
接口，i2c
没有注册到devlist
中去。
//drv_lcd_init ();
//drv_video_init ();
//drv_keyboard_init ();
//drv_logbuff_init ();
drv_system_init ();
//
这里其实是定义了一个串口设备，并且注册到devlist
中。
//serial_devices_init ();
//drv_usbtty_init ();
//drv_nc_init ();
}
经过devices_init()
，创建了devlist
，但是只有一个串口设备注册在内。显然，devlist
中的设备都是可以做为console
的。
16)
jumptable_init ();
初始化gd->jt
。1.1.6
版本的jumptable
只起登记函数地址的作用。并没有其他作用。
17)
console_init_r ();
后期控制台初始化
主要过程：查看环境参数stdin,stdout,stderr
中对标准IO
的指定的设备名称，再按照环境指定的名称搜索devlist
，将搜到的设备指 针赋给标准IO
数组stdio_devices[]
。置gd->flag
标志GD_FLG_DEVINIT
。这个标志影响putc
，getc
函数的 实现，未定义此标志时直接由串口serial_getc
和serial_putc
实现，定义以后通过标准设备数组stdio_devices[]
中的 putc
和getc
来实现IO
。
下面是相关代码：
void putc (const char c)
{
#ifdef
CONFIG_SILENT_CONSOLE
if (gd->flags
& GD_FLG_SILENT)//GD_FLG_SILENT
无输出标志
return;
#endif
if (gd->flags
& GD_FLG_DEVINIT) {//
设备list
已经初始化
/* Send to
the standard output */
fputc
(stdout, c);
} else {
/* Send
directly to the handler */
serial_putc
(c);//
未初始化时直接从串口输出。
}
}
void fputc (int file, const char c)
{
if (file < MAX_FILES)
stdio_devices[file]->putc
(c);
}
为什么要使用devlist
，std_device[]
？
为了更灵活地实现标准IO
重定向，任何可以作为标准IO
的设备，如USB
键盘，LCD
屏，串口等都可以对应一个device_t
的 结构体变量，只需要实现getc
和putc
等函数，就能加入到devlist
列表中去，也就可以被assign
为标准IO
设备std_device
中去。 如函数
int console_assign (int
file, char *devname); /* Assign the console
重定向标准输入输出*/
这个函数功能就是把名为devname
的设备重定向为标准IO
文件file(stdin,stdout,stderr)
。其执行过程是在devlist
中查找devname
的设备，返回这个设备的device_t
指针，并把指针值赋给std_device[file]
。
18)
enable_interrupts(),
使能中断。由于CONFIG_USE_IRQ
没有定义，空实现。
#ifdef CONFIG_USE_IRQ
/* enable IRQ interrupts */
void enable_interrupts (void)
{
unsigned long temp;
__asm__ __volatile__("mrs %0, cpsr/n"
"bic
%0, %0, #0x80/n"
"msr
cpsr_c, %0"
:
"=r" (temp)
:
:
"memory");
}
#else
void enable_interrupts (void)
{
}
19
）
设置CS8900
的MAC
地址。
cs8900_get_enetaddr (gd->bd->bi_enetaddr);
20
）
初始化以太网。
eth_initialize(gd->bd);//bd
中已经IP
，MAC
已经初始化
21
）
main_loop ()
；定义于common/main.c
至此所有初始化工作已经完毕。main_loop
在标准转入设备中接受命令行，然后分析，查找，执行。
关于U-boot
中命令相关的编程
：
1
、命令相关的函数和定义
＠main_loop
：这个函数里有太多编译选项，对于smdk2410,
去掉所有选项后等效下面的程序
void main_loop()
{
static char lastcommand[CFG_CBSIZE] = { 0, };
int len;
int rc = 1;
int flag;
char *s;
int bootdelay;
s = getenv ("bootdelay"); //
自动启动内核等待延时
bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) :
CONFIG_BOOTDELAY;
debug ("### main_loop entered:
bootdelay=%d/n/n", bootdelay);
s = getenv ("bootcmd"); //
取得环境中设置的启动命令行
debug ("### main_loop:
bootcmd=/"%s/"/n", s ? s : "");
if (bootdelay >= 0 && s &&
!abortboot (bootdelay))
{
run_command (s, 0);//
执行启动命令行,smdk2410.h
中没有定义CONFIG_BOOTCOMMAND
，所以没有命令执行。
}
for (;;) {
len = readline(CFG_PROMPT);//
读取键入的命令行到console_buffer
flag = 0; /* assume no special flags for now
*/
if (len > 0)
strcpy (lastcommand, console_buffer);//
拷贝命令行到lastcommand.
else if (len == 0)
flag |= CMD_FLAG_REPEAT;
if (len == -1)
puts ("/n");
else
rc = run_command (lastcommand, flag);
//
执行这个命令行。
if (rc <= 0) {
/* invalid command or not repeatable,
forget it */
lastcommand[0] = 0;
}
}
＠run_comman();
在命令table
中查找匹配的命令名称，得到对应命令结构体变量指针，以解析得到的参数调用其处理函数执行命令。
＠命令结构构体类型定义
：command.h
中，
struct cmd_tbl_s {
char *name;
/*
命令名 */
int maxargs;
/*
最大参数个数maximum number of arguments */
int repeatable; /* autorepeat
allowed? */
/*
Implementation function
命令执行函数*/
int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int,
char *[]);
char *usage;
/* Usage message (short) */
#ifdef CFG_LONGHELP
char *help;
/* Help message (long) */
#endif
#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
/* do auto completion on the arguments */
int (*complete)(int argc, char *argv[], char
last_char, int maxv, char *cmdv[]);
#endif
};
typedef struct cmd_tbl_s cmd_tbl_t;
//
定义section
属性的结构体
。编译的时候会单独生成一个名为.u_boot_cmd
的section
段。
#define Struct_Section __attribute__ ((unused,section
(".u_boot_cmd")))
//
这个
宏定义一个命令结构体变量
。并用name,maxargs,rep,cmd,usage,help
初始化各个域。
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) /
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name,
maxargs, rep, cmd, usage, help}
2
、在u-boot
中，如何添加一个命令：
1
）CFG_CMD_*
命令选项位标志。在include/cmd_confdefs.h
中定义。
每个板子的配置文件（如include/config/smdk2410.h
）中都可以定义u-boot
需要的命令，如果要添加一个命令，必须添加相应的命令选项。如下：
#define CONFIG_COMMANDS /
(CONFIG_CMD_DFL | /
CFG_CMD_CACHE | /
/*CFG_CMD_NAND |*/ /
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ /
/*CFG_CMD_I2C |*/ /
/*CFG_CMD_USB |*/ /
CFG_CMD_REGINFO | /
CFG_CMD_DATE | /
CFG_CMD_ELF)
定义这个选项主要是为了编译命令需要的源文件，大部分命令都在common
文件夹下对应一个源文件
cmd_*.c
，如cmd_cache.c
实现cache
命令。 文件开头就有一行编译条件：
#if(CONFIG_COMMANDS&CFG_CMD_CACHE)
也就是说，如果配置头文件中CONFIG_COMMANDS
不或上相应命令的选项，这里就不会被编译。
2
）定义命令结构体变量，如：
U_BOOT_CMD(
dcache,
2, 1, do_dcache,
"dcache -
enable or disable data cache/n",
"[on, off]/n"
"
- enable or disable data (writethrough) cache/n"
);
其实就是定义了一个cmd_tbl_t
类型的结构体变量，这个结构体变量名为__u_boot_cmd_dcache
。
其中变量的五个域初始化为括号的内容。分别指明了命令名，参数个数，重复数，执行命令的函数，命令提示。
每个命令都对应这样一个变量，同时这个结构体变量的section
属性为.u_boot_cmd.
也就是说每个变量编译结束
在目标文件中都会有一个.u_boot_cmd
的section.
一个section
是连接时的一个输入段，如.text,.bss,.data
等都是section
名。
最后由链接程序把所有的.u_boot_cmd
段连接在一起，这样就组成了一个命令结构体数组。
u-boot.lds
中相应脚本如下:
. = .;
__u_boot_cmd_start = .;
.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
__u_boot_cmd_end = .;
可以看到所有的命令结构体变量集中在__u_boot_cmd_start
开始到__u_boot_cmd_end
结束的连续地址范围内，
这样形成一个cmd_tbl_t
类型的数组，run_command
函数就是在这个数组中查找命令的。
3
）实现命令处理函数。
命令处理函数的格式：
void function (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char
*argv[])
总体来说，如果要实现自己的命令，应该在include/com_confdefs.h
中定义一个命令选项标志位。
在板子的配置文件中添加命令自己的选项。按照u-boot
的风格，可以在common/
下面添加自己的cmd_*.c
，并且定义自己的命令结构体变量，如U_BOOT_CMD(
mycommand,
2, 1, do_mycommand,
"my
command!/n",
".../n"
" ../n"
);
然后实现自己的命令处理函数do_mycommand(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag,
int argc, char *argv[])
。
四、U-boot
在ST2410
的移植，基于NOR FLASH
和NAND FLASH
启动。
1
、从smdk2410
到ST2410:
ST2410
板子的核心板与FS2410
是一样的。我没有整到smdk2410
的原理图，从网上得知的结论总结如下，
fs2410
与smdk2410 RAM
地址空间大小一致(0x30000000~0x34000000=64MB);
NOR FLASH
型号不一样，FS2410
用SST39VF1601
系列的，smdk2410
用AMD
产LV
系列的;
网络芯片型号和在内存中映射的地址完全一致（CS8900
，IO
方式基地址0x19000300
）
2
、移植过程：
移植u-boot
的基本步骤如下
(1)
在顶层Makefile
中为开发板添加新的配置选项，使用已有的配置项目为例。
smdk2410_config
: unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL
s3c24×0
参考上面2
行，添加下面2
行。
fs2410_config
: unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t fs2410 NULL
s3c24×0
(2)
创建一个新目录存放开发板相关的代码，并且添加文件。
board/fs2410/config.mk
board/fs2410/flash.c
board/fs2410/fs2410.c
board/fs2410/Makefile
board/fs2410/memsetup.S
board/fs2410/u-boot.lds
注意将board/fs2410/Makefile
中smdk2410.o
全部改为fs2410.o
(3)
为开发板添加新的配置文件
可以先复制参考开发板的配置文件，再修改。例如：
$cp include/configs/smdk2410.h include/configs/fs2410.h
如果是为一颗新的CPU
移植，还要创建一个新的目录存放CPU
相关的代码。
(4)
配置开发板
$ make fs2410_config
3
、移植要考虑的问题：
从smdk2410
到ST2410
移植要考虑的主要问题就是NOR flash
。从上述分析知道，u-boot
启动时要执行flash_init()
检测flash
的ID
号，大小，secotor
起始地址表和保护状态表,
这些信息全部保存在flash_info_t
flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]
中。
另外，u-boot
中有一些命令如saveenvt
需要要擦写flash
，间接调用两个函数：flash_erase
和write_buff
。在board/smdk2410/flash.c
实现了与smdk2410
板子相关的nor flash
函数操作。由于write_buffer
中调用了write_hword
去具体写入一个字到flash
中，这个函数本身是与硬件无关的，
所以与硬件密切相关的三个需要重写的函数是flash_init,
flash_erase,write_hword
；
4
、SST39VF1601:
FS2410
板nor flash
型号是SST39VF1601
，根据data sheet,
其主要特性如下：
16bit
字为访问单位。2MBTYE
大小。
sector
大小2kword=4KB,block
大小32Kword=64KB;
这里我按block
为单位管理flash,
即flash_info
结构体变量中的sector_count
是block
数，起始地址表保存也是所有block
的起始地址。
SST Manufacturer ID = 00BFH ;
SST39VF1601 Device ID = 234BH
；
软件命令序列如下图。
5
、我实现的flash.c
主要部分：
//
相关定义：
# define CFG_FLASH_WORD_SIZE unsigned short //
访问单位为16b
字
#define MEM_FLASH_ADDR1 (*(volatile
CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(CFG_FLASH_BASE + 0x000005555<<1 ))
//
命令序列地址1
，由于2410
地址线A1
与SST39VF1601
地址线A0
连接实现按字访问，因此这个地址要左移1
位。
#define MEM_FLASH_ADDR2 (*(volatile
CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(CFG_FLASH_BASE + 0x000002AAA<<1 ))
//
命令序列地址2
#define READ_ADDR0 (*(volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(CFG_FLASH_BASE + 0x0000))
//flash
信息读取地址1
，A0
＝0,
其余全为0
#define READ_ADDR1 (*(volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(CFG_FLASH_BASE + 0x0001<<1))
//flash
信息读取地址2
，A0
＝1,
其余全为0
flash_info_t flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]; /*
定义全局变量flash_info[1]*/
//flash_init(),
我实现的比较简单，因为是与板子严重依赖的，只要检测到的信息与板子提供的已知信息符合就OK
。
ulong flash_init (void)
{
int i;
CFG_FLASH_WORD_SIZE value;
flash_info_t *info;
for (i = 0; i < CFG_MAX_FLASH_BANKS; i++)
{
flash_info[i].flash_id=FLASH_UNKNOWN;
}
info=(flash_info_t *)(&flash_info[0]);
//
进入读ID
状态，读MAN ID
和device id
MEM_FLASH_ADDR1=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x00AA);
MEM_FLASH_ADDR2=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x0055);
MEM_FLASH_ADDR1=(CFG_FLASH_WORD_SIZE)(0x0090);
value=READ_ADDR0; //read Manufacturer ID
if(value==(CFG_FLASH_WORD_SIZE)SST_MANUFACT)
info->flash_id = FLASH_MAN_SST;
else
{
panic("NOT expected FLASH
FOUND!/n");return 0;
}
value=READ_ADDR1; //read device ID
if(value==(CFG_FLASH_WORD_SIZE)SST_ID_xF1601)
{
info->flash_id += FLASH_SST1601;
info->sector_count =
32; //32 block
info->size =
0x00200000; // 2M=32*64K
}
else
{
panic("NOT expected FLASH
FOUND!/n");return 0;
}
//
建立sector
起始地址表。
if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) ==
FLASH_MAN_SST )
{
for (i = 0; i < info->sector_count; i++)
info->start[i] = CFG_FLASH_BASE + (i *
0x00010000);
}
//
设置sector
保护信息，对于SST
生产的FLASH
，全部设为0
。
for (i = 0; i < info->sector_count; i++)
{
if((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) ==
FLASH_MAN_SST)
info->protect[i] = 0;
}
//
结束读ID
状态：
*((CFG_FLASH_WORD_SIZE *)&info->start[0])=
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00F0;
//
设置保护，将u-boot
镜像和环境参数所在的block
的proctect
标志置1
flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
CFG_FLASH_BASE,
CFG_FLASH_BASE + monitor_flash_len - 1,
&flash_info[0]);
flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
CFG_ENV_ADDR,
CFG_ENV_ADDR
+ CFG_ENV_SIZE - 1, &flash_info[0]);
return info->size;
}
//flash_erase
实现
这里给出修改的部分，s_first
，s_last
是要擦除的block
的起始和终止block
号.
对于protect[]
置位的block
不进行擦除。
擦除一个block
命令时序按照上面图示的Block-Erase
进行。
for (sect = s_first; sect<=s_last; sect++)
{
if (info->protect[sect] == 0)
{ /* not protected */
addr = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)(info->start[sect]);
if ((info->flash_id &
FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_SST)
{
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
MEM_FLASH_ADDR1 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080;
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
addr[0] =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0050; /* block erase */
for (i=0; i<50; i++)
udelay(1000); /*
wait 1 ms */
}
else
{
break;
}
}
}
.........
start = get_timer (0);
//
在指定时间内不能完成为超时。
last = start;
addr = (CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(info->start[l_sect]);//
查询DQ7
是否为1
，DQ7=1
表明擦除完毕
while ((addr[0] & (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) !=
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) {
if ((now = get_timer(start)) > CFG_FLASH_ERASE_TOUT) {
printf ("Timeout/n");
return 1;
}
................
//write_word
操作
，这个函数由write_buff
一调用，完成写入一个word
的操作，其操作命令序列由上图中Word-Program
指定。
static int write_word (flash_info_t *info, ulong dest, ulong data)
{
volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *dest2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)dest;
volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *data2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE
*)&data;
ulong start;
int flag;
int i;
/* Check if Flash is (sufficiently) erased */
if ((*((volatile ulong *)dest) & data) != data) {
return (2);
}
/* Disable interrupts which might cause a timeout here */
flag = disable_interrupts();
for (i=0; i<4/sizeof(CFG_FLASH_WORD_SIZE); i++)
{
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
MEM_FLASH_ADDR2 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
MEM_FLASH_ADDR1 =
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00A0;
dest2[i] = data2[i];
/* re-enable interrupts if necessary */
if (flag)
enable_interrupts();
/* data polling for D7 */
start = get_timer (0);
while ((dest2[i] &
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) !=
(data2[i] &
(CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080)) {
if (get_timer(start) >
CFG_FLASH_WRITE_TOUT) {
return (1);
}
}
}
return (0);
}
这些代码在与nor flash
相关的命令中都会间接被调用。所以u-boot
可移植性的另一个方面就是规定一些函数调用接口和全局变量，这些函数的实现是硬件相关的，移植时只需要实现这些函数。
而全局变量是具体硬件无关的。u-boot
在通用目录中实现其余与硬件无关的函数，这些函数就只与全局变量和函数接口打交道了。
通过编译选项设置来灵活控制是否需要编译通用部分。
6
、增加从Nand
启动的代码
：
FS2410
板有跳线，跳线短路时从NAND
启动，否则从NOR
启动。根据FS2410 BIOS
源码，我修改了start.s
加入了可以从两种FLASH
中启动u-boot
的
代码。原理在于：在重定位之前先读BWSCON
寄存器，判断OM0
位是0
（有跳线，NAND
启动）还是1
（无跳线，NOR
启动），采取不同的重定位代码
分别从nand
或nor
中拷贝u-boot
镜像到RAM
中。这里面也有问题，比如从Nand
启动后，nor flash
的初始化代码和与它相关的命令都是不能使用的。
这里我采用比较简单的方法，定义一个全局变量标志_boot_flash
保存当前启动FLASH
标志，_boot_flash=0
则表明是NOR
启动，否则是从NAND
。
在每个与nor flash
相关的命令执行函数一开始就判断这个变量，如果为1
立即返回。flash_init()
也必须放在这个if(!_boot_flash)
条件中。
这里方法比较笨，主要是为了能在跳线处于任意状态时都能启动u-boot
。
修改后的start.s
如下。
.......
//
修改1
.globl _boot_flash
_boot_flash: //
定义全局标志变量，0:NOR
FLASH
启动，1
：NAND FLASH
启动。
.word 0x00000000
.........
///
修改2
：
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
ands r0,r0,#6
beq nand_boot //OM0=0,
有跳线，从Nand
启动。nand_boot
在后面定义。
............
//
修改4,
这里在全局变量_boot_flash
中设置当前启动flash
设备是NOR
还是NAND
//
这里已经完成搬运到RAM
的工作，即将跳转到RAM
中_start_armboot
函数中执行。
adr r1,_boot_flash //
取_boot_flash
的当前地址，这时还在NOR FLASH
或者NAND 4KB
缓冲中。
ldr r2,_TEXT_BASE
add r1,r1,r2 //
得到_boot_flash
重定位后的地址，这个地址在RAM
中。
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
ands r0,r0,#6 //
mov r2,#0x00000001
streq r2,[r1] //
如果当前是从NAND
启动，置_boot_flash
为1
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot
........
////////
修改4
，从NAND
拷贝U-boot
镜像（最大128KB
），这段代码由fs2410 BIOS
修改得来。
nand_boot:
mov r5, #NFCONF
ldr r0, =(1<<15)|(1<<12)|(1<<11)|(7<<8)|(7<<4)|(7)
str r0, [r5]
bl ReadNandID
mov r6, #0
ldr r0, =0xec73
cmp r5, r0
beq x1
ldr r0, =0xec75
cmp r5, r0
beq x1
mov r6, #1
x1:
bl ReadNandStatus
mov r8, #0
//r8
是PAGE
数变量
ldr r9, _TEXT_BASE //r9
指向u-boot
在RAM
中的起始地址。
x2:
ands r0, r8, #0x1f
bne x3 //
此处意思在于页数是32
的整数倍的时候才进行一次坏块检查
1 block=32 pages
，否则直接读取页面。
mov r0, r8
bl CheckBadBlk //
检查坏块返回值非0
表明当前块不是坏块。
cmp r0, #0
addne r8, r8, #32 //
如果当前块坏了，跳过读取操作。 1 block=32 pages
bne x4
x3:
mov r0, r8
mov r1, r9
bl ReadNandPage //
读取一页(512B)
add r9, r9, #512
add r8, r8, #1
x4:
cmp r8, #256 //
一共读取256*512=128KB
。
bcc x2
mov r5, #NFCONF //DsNandFlash
ldr r0, [r5]
and r0, r0, #~0x8000
str r0, [r5]
adr lr,stack_setup //
注意这里直接跳转到stack_setup
中执行
mov pc,lr
///
/*************************************************
*
*Nand basic functions:
*************************************************
*/
//
读取Nand
的ID
号，返回值在r5
中
ReadNandID:
mov r7,#NFCONF
ldr
r0,[r7,#0] //NFChipEn();
bic r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov
r0,#0x90 //WrNFCmd(RdIDCMD);
strb r0,[r7,#4]
mov
r4,#0 //WrNFAddr(0);
strb r4,[r7,#8]
y1: //while(NFIsBusy());
ldr r0,[r7,#0x10]
tst r0,#1
beq y1
ldrb r0,[r7,#0xc] //id =
RdNFDat()<<8;
mov r0,r0,lsl #8
ldrb r1,[r7,#0xc] //id |=
RdNFDat();
orr r5,r1,r0
ldr
r0,[r7,#0] //NFChipDs();
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov pc,lr
//
读取Nand
状态,
返回值在r1,
此处没有用到返回值。
ReadNandStatus:
mov r7,#NFCONF
ldr r0,[r7,#0]
//NFChipEn();
bic r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov
r0,#0x70 //WrNFCmd(QUERYCMD);
strb r0,[r7,#4]
ldrb r1,[r7,#0xc] //r1 =
RdNFDat();
ldr r0,[r7,#0]
//NFChipDs();
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r7,#0]
mov pc,lr
//
等待Nand
内部操作完毕
WaitNandBusy:
mov
r0,#0x70 //WrNFCmd(QUERYCMD);
mov r1,#NFCONF
strb r0,[r1,#4]
z1:
//while(!(RdNFDat()&0x40));
ldrb r0,[r1,#0xc]
tst r0,#0x40
beq z1
mov
r0,#0 //WrNFCmd(READCMD0);
strb r0,[r1,#4]
mov pc,lr
//
检查坏block:
CheckBadBlk:
mov r7, lr
mov r5, #NFCONF
bic r0, r0, #0x1f //addr
&= ~0x1f;
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipEn()
bic r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov r1,#0x50
//WrNFCmd(READCMD2)
strb r1,[r5,#4]
mov r1, #6
strb
r1,[r5,#8] //WrNFAddr(6)
strb
r0,[r5,#8] //WrNFAddr(addr)
mov r1,r0,lsr
#8 //WrNFAddr(addr>>8)
strb r1,[r5,#8]
cmp
r6,#0 //if(NandAddr)
movne r0,r0,lsr
#16 //WrNFAddr(addr>>16)
strneb r0,[r5,#8]
bl WaitNandBusy //WaitNFBusy()
ldrb r0, [r5,#0xc] //RdNFDat()
sub r0, r0, #0xff
mov
r1,#0 //WrNFCmd(READCMD0)
strb r1,[r5,#4]
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipDs()
orr r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov pc, r7
ReadNandPage:
mov r7,lr
mov r4,r1
mov r5,#NFCONF
ldr
r1,[r5,#0] //NFChipEn()
bic r1,r1,#0x800
str r1,[r5,#0]
mov
r1,#0 //WrNFCmd(READCMD0)
strb r1,[r5,#4]
strb
r1,[r5,#8] //WrNFAddr(0)
strb r0,[r5,#8] //WrNFAddr(addr)
mov r1,r0,lsr
#8 //WrNFAddr(addr>>8)
strb r1,[r5,#8]
cmp
r6,#0 //if(NandAddr)
movne r0,r0,lsr
#16 //WrNFAddr(addr>>16)
strneb r0,[r5,#8]
ldr
r0,[r5,#0] //InitEcc()
orr r0,r0,#0x1000
str r0,[r5,#0]
bl
WaitNandBusy //WaitNFBusy()
mov
r0,#0 //for(i=0; i<512; i++)
r1:
ldrb r1,[r5,#0xc] //buf[i] =
RdNFDat()
strb r1,[r4,r0]
add r0,r0,#1
bic r0,r0,#0x10000
cmp r0,#0x200
bcc r1
ldr
r0,[r5,#0] //NFChipDs()
orr r0,r0,#0x800
str r0,[r5,#0]
mov pc,r7
关于nand
命令，我尝试打开CFG_CMD_NAND
选项，并定义
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1
#define MAX_NAND_CHIPS 1
#define CFG_NAND_BASE 0x4e000000
添加boar_nand_init()
定义(
空实现)
。但是连接时出现问题，原因是u-boot
使用的是软浮点，而我的交叉编译arm-linux-gcc
是硬件浮点。
看过一些解决方法，比较麻烦，还没有解决这个问题，希望好心的高手指点。不过我比较纳闷，u-boot
在nand
部分哪里会用到浮点运算呢？
7
、添加网络命令。
我尝试使用ping
命令，其余的命令暂时不考虑。
在common/cmd_net
中，首先有条件编译 #if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
，然后在命令函数do_ping(...)
定义之前有条件编译判断
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_PING)
。所以在include/cofig/fs2410.h
中必须打开这两个命令选项。
#define CONFIG_COMMANDS /
(CONFIG_CMD_DFL | /
CFG_CMD_CACHE | /
CFG_CMD_REGINFO | /
CFG_CMD_DATE | /
CFG_CMD_NET | / //
CFG_CMD_PING |/ //
CFG_CMD_ELF)
并且设定IP:192.168.0.12
。
至此，整个移植过程已经完成。编译连接生成u-boot.bin
，烧到nand
和nor
上都能顺利启动u-boot,
使用ping
命令时出现问题，
发现ping
自己的主机竟然超时，还以为是程序出了问题，后来才发现是windows
防火墙的问题。关闭防火墙就能PING
通了。
总体来说，u-boot
是一个很特殊的程序，代码庞大，功能强大，自成体系。为了在不同的CPU
，ARCH
，BOARD
上移植进行了很多灵活的设计。
在u-boot
的移植过程中学到很多东西，尤其是程序设计方法方面真的是大开了眼界。u-boot
在代码级可移植性和底层程序开发技术上给人很好的启发。
很多东西没有搞明白，尤其是u-boot
最重要的功能--
引导OS
这部分还没有涉及。linux
内核还没入门呢，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
没有IDE
环境看u-boot
这种makefile
工程很费劲，我用UltraEdit
干了这件事，后来才发现可以使用source insight
这个软件。。。。。。。。这些工作都是自己学习过程的总结，谬误之处在所难免，请高手不吝指正。。
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