[转]移植U-Boot手记, InfoHunter‘s Blog Options

[猫猫草]

一直想弄弄u-boot，却一直没时间弄。现在终于放假了，准备趁此清闲机会好好研究研究bootloader，于是从昨天开始往s3c2410板子上移植uboot，目前可以实现uboot在Nand Flash上的启动，擦写NF和引导Linux内核还没整明白。

一开始准备上sourceforge下的，不知怎么回事，就是上不去，于是改去www.denx.de上下载个最新版本的u-boot 1.2.0。下来之后在/usr/src中tar jxvf u-boot-1.2.0.tar.bz2解压缩了，进入代码目录，然后把board/smdk2410目录给cp成board/py2410，这个 py2410是我给自己板子起的名字，其他名字也可以，无特定要求。然后cd board/py2410，把里面的smdk2410.c改名称py2410.c（要与板子名称一致）。并且把 include/configs/smdk2410.h给cp成include/configs/py2410.h。最后退到源代码目录的根处，把 Makefile里面加上：

代码

py2410_config: unconfig
  @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t py2410 NULL s3c24x0

并找到

代码

ifeq($(ARCH), arm)
CROSS_COMPILE = arm-linux

在这里修改交叉编译工具的路径。这里有个问题，第一次我使用的是2.95.3的arm-linux-gcc，编译了一下不好使，说是一个什么符号不识别。然后我就改用了3.3.2版本的工具，然后问题解决。因为在网上搜帖子看到的大部份人编译uboot 1.1.3用的是2.95.3，难道1.2.0的时候不好使了？所以比较疑惑，有时间再研究一下这个地方。
做好以上工作之后就可以build一下了

make py2410_config
make all

一阵编译之后，没有问题，生成了u-boot.bin等文件，但是这个如果现在就下载到板子上用，那基本上是不好使的，所以接下来就开始修改一些参数，添加一些代码，使其能正常工作。

上网搜索了一下uboot移植的帖子，以下这个比较不错，很详细：
这个帖子说的是移植到arm7上的，可以参考一下移植过程以及了解一下uboot工作的方式
http://www.icwin.net/ShowArtitle.ASP?art_i...8&cat_id=16
所谓修改参数主要是指修改在include/configs/py2410.h中定义的一些宏，这个文件里定义了像CPU频率，网卡地址，SDRAM的某些设置也都在这里。主要修改如下：

代码

/*cs8900网卡的设置*/
#define CONFIG_DRIVER_CS8900   1         //使用cs8900的驱动
#define CS8900_BASE         0x19000300   //网卡的地址，如要变动，则需查阅板子的手册
#define CS8900BUS16         1
/*设置波特率*/
#define CONFIG_BAUDRATE       115200

下面是选择要编译的命令，这些命令是在uboot启动之后可以在提示符下使用的，具体含义README中有详细说明，需要指出的是，ping的功能得自己手动加上去，CONFIG_CMD_DEL中没有ping，将这里修改如下：

代码

#define CONFIG_COMMANDS
(CONFIG_CMD_DFL |
CFG_CMD_CACHE |
/*CFG_CMD_NAND | */
/*CFG_CMD_EEPROM |*/
/*CFG_CMD_I2C |*/
/*CFG_CMD_USB |*/
CFG_CMD_PING   |
CFG_CMD_REGINFO |
CFG_CMD_DATE |
CFG_CMD_ELF)

这里关于nand的命令先没加上，因为擦写nand的功能还没搞明白
下面是关于网络的一些环境变量的设置（这些变量都可以在uboot起来之后重新修改）：

代码

#define CONFIG_BOOTDELAY   5
#define CONFIG_BOOTARGS   "root=/dev/mtdblock2 loadramfs=0 devfs=mount mem=64M init=/linuxrc console=ttyS0,115200"
#define CONFIG_ETHADDR       00:00:C0:FF:EE:08
#define CONFIG_NETMASK       255.255.255.0
#define CONFIG_IPADDR       10.0.0.110
#define CONFIG_SERVERIP       10.0.0.100

有关于网卡mac地址，ip地址，以及tftp服务器的ip的设置，还有linux内核启动的参数等
接下来非常重要，使关于SDRAM的设置：

代码

#define CONFIG_NR_DRAM_BANKS     1        
#define PHYS_SDRAM_1           0x30000000   //SDRAM的开始地址
#define PHYS_SDRAM_1_SIZE       0x04000000   //SDRAM的大小，这里是64MB

py2410.h中基本修改这些就可以了，然后打开board/py2410/lowlevel_init.S文件：
按照板子上的实际情况的分配来修改以下寄存器的值。我是按照原来板子上给的bootloader中的设置修改的：

代码

#define BWSCON 0x48000000       //这个是SFR区中控制SDRAM的寄存器的基址

/* BWSCON */
#define DW8   (0x0)
#define DW16   (0x1)
#define DW32   (0x2)
#define WAIT   (0x1<<2)
#define UBLB   (0x1<<3)

#define B1_BWSCON   (DW32)
#define B2_BWSCON   (DW16)
#define B3_BWSCON   (DW16 + WAIT + UBLB)
#define B4_BWSCON   (DW16)
#define B5_BWSCON   (DW16)
#define B6_BWSCON   (DW32)
#define B7_BWSCON   (DW32)

/* BANK0CON */
#if 0
#define B0_Tacs   0x0 /* 0clk */
#define B0_Tcos   0x0 /* 0clk */
#define B0_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B0_Tcoh   0x0 /* 0clk */
#define B0_Tah   0x0 /* 0clk */
#define B0_Tacp   0x0
#define B0_PMC   0x0 /* normal */
#endif

#define B0_Tacs   0x3 /* 0clk */
#define B0_Tcos   0x3 /* 0clk */
#define B0_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B0_Tcoh   0x3 /* 0clk */
#define B0_Tah   0x3 /* 0clk */
#define B0_Tacp   0x1
#define B0_PMC   0x0 /* normal */

/* BANK1CON */

#define B1_Tacs   0x3 /* 0clk */
#define B1_Tcos   0x3 /* 0clk */
#define B1_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B1_Tcoh   0x3 /* 0clk */
#define B1_Tah   0x3 /* 0clk */
#define B1_Tacp   0x3
#define B1_PMC   0x0

#define B2_Tacs   0x0
#define B2_Tcos   0x0
#define B2_Tacc   0x7
#define B2_Tcoh   0x0
#define B2_Tah   0x0
#define B2_Tacp   0x0
#define B2_PMC   0x0

#define B3_Tacs   0x0 /* 0clk */
#define B3_Tcos   0x0 /* 4clk */
#define B3_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B3_Tcoh   0x0 /* 1clk */
#define B3_Tah   0x0 /* 0clk */
#define B3_Tacp   0x0   /* 6clk */
#define B3_PMC   0x0 /* normal */

#define B4_Tacs   0x0 /* 0clk */
#define B4_Tcos   0x0 /* 0clk */
#define B4_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B4_Tcoh   0x0 /* 0clk */
#define B4_Tah   0x0 /* 0clk */
#define B4_Tacp   0x0
#define B4_PMC   0x0 /* normal */

#define B5_Tacs   0x0 /* 0clk */
#define B5_Tcos   0x0 /* 0clk */
#define B5_Tacc   0x7 /* 14clk */
#define B5_Tcoh   0x0 /* 0clk */
#define B5_Tah   0x0 /* 0clk */
#define B5_Tacp   0x0
#define B5_PMC   0x0 /* normal */

#define B6_MT   0x3 /* SDRAM */
#define B6_Trcd   0x1
#define B6_SCAN   0x1 /* 9bit */

#define B7_MT   0x3 /* SDRAM */
#define B7_Trcd   0x1 /* 3clk */
#define B7_SCAN   0x1 /* 9bit */

/* REFRESH parameter */
#define REFEN   0x1 /* Refresh enable */
#define TREFMD   0x0 /* CBR(CAS before RAS)/Auto refresh */
#define Trp   0x0 /* 2clk */
#define Trc   0x3 /* 7clk */
#define Tchr   0x2 /* 3clk */
#define REFCNT   1113 /* period=15.6us, HCLK=60Mhz, (2048+1-15.6*60) */
/**************************************/

别的基本不用动了，然后重新编译uboot：

make distclean
make py2410_config
make all

把生成的u-boot.bin通过原来板子上厂家给的bootloader下载到内存中去，然后用原来的bootloader运行u-boot.bin，这时应该可以看到串口上输出的信息了：

U-Boot 1.2.0 (Feb 2 2007 - 00:49:08)

DRAM: 64 MB
Flash: 512 kB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In: serial
Out: serial
Err: serial
PY2410 #

然后ping一下tftp服务器（事先要准备好tftp server，这里地址是10.0.0.100）

PY2410 #ping 10.0.0.100
host 10.0.0.100 is alive
PY2410 #

说明网络功能ok，试着下载一个zImage，然后用go运行一下，结果内核解压缩之后就停在那里了，可能是文件系统没load进去？目前还没解决引导的问题。
至此，uboot已经可以在ram中跑了，下面弄nand flash boot，好把它给烧到flash中去
上网再搜索一番，发现了一篇相当不错的文章：
http://blog.csdn.net/bekars/archive/2006/05/06/710888.aspx
照着文章开始修改u-boot，主要修改如下：
1)先在board/py2410目录下新建一个nand_read.c，内容如下：

代码

#include <config.h>

#define __REGb(x) (*(volatile unsigned char *)(x))
#define __REGi(x) (*(volatile unsigned int *)(x))
#define NF_BASE 0x4e000000
#define NFCONF __REGi(NF_BASE + 0x0)
#define NFCMD __REGb(NF_BASE + 0x4)
#define NFADDR __REGb(NF_BASE + 0x8)
#define NFDATA __REGb(NF_BASE + 0xc)
#define NFSTAT __REGb(NF_BASE + 0x10)

#define BUSY 1
inline void wait_idle(void) {
  int i;

  while(!(NFSTAT & BUSY))
    for(i=0; i<10; i++);
}

#define NAND_SECTOR_SIZE 512
#define NAND_BLOCK_MASK (NAND_SECTOR_SIZE - 1)

/* low level nand read function */
int
nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
{
  int i, j;

  if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK)) {
    return -1; /* invalid alignment */
  }

  /* chip Enable */
  NFCONF &= ~0x800;
  for(i=0; i<10; i++);

  for(i=start_addr; i < (start_addr + size);) {
    /* READ0 */
    NFCMD = 0;

    /* Write Address */
    NFADDR = i & 0xff;
    NFADDR = (i >> 9) & 0xff;
    NFADDR = (i >> 17) & 0xff;
    NFADDR = (i >> 25) & 0xff;

    wait_idle();

    for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++) {
*buf = (NFDATA & 0xff);
buf++;
    }
  }

  /* chip Disable */
  NFCONF |= 0x800; /* chip disable */

  return 0;
}

2)修改board/py2410下的Makefile，要不没法编译：

代码

OBJS := py2410.o flash.o nand_read.o

3)在cpu/arm920t/start.S的

代码

ldr pc, _start_armboot

前加入

代码

#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
bl   copy_myself

@ jump to ram
ldr   r1, =on_the_ram
add pc, r1, #0
nop
nop
1:   b   1b       @ infinite loop

on_the_ram:
#endif

然后在最后加上：

代码

#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
copy_myself:
mov r10, lr
@ reset NAND
mov r1, #NAND_CTL_BASE
ldr   r2, =0xf830       @ initial value
str   r2, [r1, #oNFCONF]
ldr   r2, [r1, #oNFCONF]
bic r2, r2, #0x800         @ enable chip
str   r2, [r1, #oNFCONF]
mov r2, #0xff       @ RESET command
strb r2, [r1, #oNFCMD]
mov r3, #0             @ wait

1:add r3, r3, #0x1
cmp r3, #0xa
blt   1b
2:ldr   r2, [r1, #oNFSTAT]     @ wait ready
tst   r2, #0x1
beq 2b
ldr   r2, [r1, #oNFCONF]
orr r2, r2, #0x800         @ disable chip
str   r2, [r1, #oNFCONF]

@ get read to call C functions (for nand_read())
ldr   sp, DW_STACK_START     @ setup stack pointer
mov fp, #0             @ no previous frame, so fp=0

@ copy vivi to RAM
ldr   r0, =UBOOT_RAM_BASE
mov   r1, #0x0
mov r2, #0x20000
bl   nand_read_ll
tst   r0, #0x0
beq ok_nand_read

#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
bad_nand_read:
ldr   r0, STR_FAIL
ldr   r1, SerBase
bl   PrintWord
1:b   1b       @ infinite loop
#endif

ok_nand_read:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
ldr   r0, STR_OK
ldr   r1, SerBase
bl   PrintWord
#endif

@ verify
mov r0, #0
ldr   r1, =UBOOT_RAM_BASE
mov r2, #0x400   @ 4 bytes * 1024 = 4K-bytes
go_next:
ldr   r3, [r0], #4
ldr   r4, [r1], #4
teq   r3, r4
bne notmatch
subs r2, r2, #4
beq done_nand_read
bne go_next

notmatch:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
sub r0, r0, #4
ldr   r1, SerBase
bl   PrintHexWord
ldr   r0, STR_FAIL
ldr   r1, SerBase
bl   PrintWord
#endif
1:b   1b
done_nand_read:
#ifdef CONFIG_DEBUG_LL
ldr   r0, STR_OK
ldr   r1, SerBase
bl   PrintWord
#endif
mov pc, r10
@ clear memory
@ r0: start address
@ r1: length
mem_clear:
mov r2, #0
mov r3, r2
mov r4, r2
mov r5, r2
mov r6, r2
mov r7, r2
mov r8, r2
mov r9, r2

clear_loop:
stmia     r0!, {r2-r9}
subs r1, r1, #(8 * 4)
bne clear_loop
mov pc, lr

#endif @ CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT

  .align   2
DW_STACK_START:
.word     STACK_BASE+STACK_SIZE-4

这几段的意思是说uboot把自己copy到SDRAM中，然后在ram中执行_start_armboot开始的程序
4)最后一步，在include/configs/py2410.h中加上：

代码

/*
* Nandflash Boot
*/
#define CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT 1
#define STACK_BASE   0x33f00000
#define STACK_SIZE   0x8000
#define UBOOT_RAM_BASE   0x33f80000
/* NAND Flash Controller */
#define NAND_CTL_BASE         0x4E000000
#define bINT_CTL(Nb)     __REG(INT_CTL_BASE + (Nb))
/* Offset */
#define oNFCONF           0x00
#define oNFCMD           0x04
#define oNFADDR           0x08
#define oNFDATA           0x0c
#define oNFSTAT           0x10
#define oNFECC           0x14

这是定义了SFR区中和Nand Flash控制器相关的寄存器地址，具体参见芯片手册
最后重新编译u-boot:

make distclean
make py2410_config
make all

把生成的u-boot.bin烧写到板子上Nand Flash的0x0处，reset开发板，就可以看到启动信息了。

目前只进行到这里，还有u-boot读写flash的功能以及bootloader最重要的引导操作系统的功能还没整出来，网上的资料很多都是1.1.x 版本的uboot，与1.2.0版本有些不同，比如在说擦写falsh的问题时，不少人指出uboot里的nand_init函数没有实现，需要自己添加，但是在1.2.0版本的uboot中是存在这个函数的（drivers/nand/nand.c里，这个版本比1.1.x多了个nand目录），总之看来区别还是不少，具体情况准备明天去denx.de看看文档再说。

PS：我用的是优龙的板子，他们给的jtag小板的并口接头外面居然多了一个铁圈，还有两边的那种可以拧进去螺丝的螺丝，好像是准备让别的母口的头插进来似的，于是没辙，只能拿钳子把螺丝给卸了，现在并口插头上就是25根“针头”，插在笔记本后面晃晃荡荡的