案例:u-boot-2010.06在unsp2440上的移植

时间:2013-08-22 14:41来源:凌阳教育 作者:sunplusedu 点击:
   作者:徐老师 凌阳教育嵌入式培训高级讲师
 
    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

    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:
clip_image003
 
    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, 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, =INTSUBMSK
    str r1, [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, [r0]
    ldr r0, =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。
     
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