UBOOT移植验
U-BOOT移植实验
u-boot简介
u-boot是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序, u-boot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导，当前，它还支持NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS嵌入式操作系统。u-boot除了支持PowerPC系列的处理器外，还能支持MIPS、 x86、ARM、NIOS、XScale等诸多常用系列的处理器。
u-boot源码目录介绍
u-boot的启动过程
1 启动流程
我们一般把bootloader都分为阶段1(stage1)和阶段2(stage2)两大部分，依赖于CPU体系结构的代码（如CPU初始化代码等）通常都放在阶段1中且通常用汇编语言实现，而阶段2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。
1 阶段1，汇编代码，对于s3c2410是cpu/arm920t/start.s文件。
主要流程如下：
关闭看门狗
禁掉所有中断
设置以CPU的频率
把自己拷贝到RAM
配置内存区控制寄存器
配置的栈空间
进入C代码部分
2 阶段2是C语言代码，在lib_arm/board.c中的start_armboot是C语言开始的函数，也是整个启动代码中C语言的主函数。这个函数调用一系列的初始化函数，然后进入主UBOOT命令行，进入命令循环（即整个boot的工作循环），接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。
当用户输入启动linux的命令的时候，u-boot会将kernel 映像（zImage）和从nand flash 上读到RAM 空间中，为内核设置启动参数，调用内核，从而启动linux。
u-boot移植要点：
我们可以总结出bootloader的两大功能：
1 是下载功能，既通过网口、串口或者USB口下载文件到RAM中。
2 是对flash芯片的读写功能。
u-boot对S3C2410已经有了很好的支持，我们在移植过程中主要是完善u-boot对nand flash的读写功能。
u-boot移植前的准备工作：
1 下载源码，建立工作目录
Uboot的源码可以从以下网址下载：
https://www.wendangku.net/doc/944504041.html,/u-boot/u-boot-1.1.4.tar.bz2?modtime=1134752480&big_m irror=0
我们这里下载的是u-boot-1.1.4.tar.bz2
建立工作目录：
mkdir /root/build_uboot
cd /root/build_uboot
把下载的源码拷贝到该目录,解压；
tar jxvf u-boot-1.1.4.tar.bz2
mv u-boot-1.1.4 u-boot
2 确定分区：
0x0200 0000-------
0x0020 0000-------
0x0004 0000 -------
0x0003 0000 -------
0x0000 0000 _______
我们可以根据以上的一个分区信息来配置我们的系统．
u-boot移植的具体步骤：
一建立适合的board平台
参照board/smdk2410目录，我们在源码的board下建立自己的自己的平台gec2410，步骤如下.
1 修改顶层Makefile
cd /root/build_uboot/u-boot
vi Makefile
找到：
smdk2410_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
在其后面添加：
gec2410_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t gec2410 NULL s3c24x0
各项的意思如下:
arm: CPU的架构(ARCH)
arm920t: CPU的类型(CPU)，其对应于cpu/arm920t子目录。
gec2410: 开发板的型号(BOARD)，对应于board/gec2410目录。
NULL: 开发者/或经销商(vender)。
我把我的板子起名叫gec2410，可以依自己的喜好修改
2 建立board/gec2410目录，拷贝board/smdk2410下的文件到board/gec2410目录，将smdk2410.c 更名为gec2410.c
cp -r board/smdk2410 board/gec2410
3 修改board/gec2410/Makefile
将：
OBJS := smdk2410.o flash.o
改为：
OBJS := gec2410.o flash.o
4 cp include/configs/smdk2410.h include/configs/gec2410.h
5 修改cpu/arm920t/config.mk文件
将：
PLATFORM_CPPFLAGS +=$(call cc-option,-mapcs-32,-mabi=apcs-gnu)
改为：
PLATFORM_CPPFLAGS +=$(call cc-option,-mapcs-32,$(call cc-option,-mabi=apcs-gnu),)
6 设置交叉编译环境变量
export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH
7 测试编译能否成功：
make gec2410_config
make all ARCH=arm
生成u-boot.bin就OK了
二支持网络和 nand flash操作命令
1 添加网络命令
在include/configs/gec2410.h
只要在
#define CONFIG_COMMANDS
添加定义
CFG_CMD_NET
CFG_CMD_PING
就可以了
说明：include/configs/gec2410.h文件是与开发板相关的配置头文件。
2 支持nand flash启动和读写
(1) 支持从nand flash 启动
a 添加nandflash寄存器的定义
修改include/configs/gec2410.h文件，添加如下内容：
************************************************************************************* **********
/*
* 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
************************************************************************************* ***********
b 在start.S加入搬运代码
修改cpu/arm920t/start.S文件
在ldr pc, _start_armboot之前加入：
************************************************************************************* ***********
#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
************************************************************************************* ***********
在_start_armboot: .word start_armboot之后加入：
************************************************************************************* ***********
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 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
clear_loop:
stmia r0!, {r2-r9}
subs r1, r1, #(8 * 4)
bne clear_loop
mov pc, lr
#endif @ CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
************************************************************************************* ************
在文件的最后加入如下，堆栈地址：
************************************************************************************* ************
.align 2
DW_STACK_START:
.word STACK_BASE+STACK_SIZE-4
************************************************************************************* ************
c 添加nand_read_ll函数的实现
在board/gec2410/建立nand_read.c，加入如下内容(copy from vivi)：
************************************************************************************* ************
#include
#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)
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;
}
************************************************************************************* ***********
修改board/gec2410/Makefile为
OBJS := gec2410.o flash.o nand_read.o
以上步骤就可以把u-boot烧写到nandflash上了
（2）支持nand flash操作命令
a 在/include/configs/gec2410.h文件中添加宏定义
#define CONFIG_COMMANDS
添加定义
CFG_CMD_NAND
CFG_CMD_ENV
b 定义环境变量宏
#define CFG_ENV_IS_IN_FLASH 1
#define CFG_ENV_SIZE 0x10000 /* Total Size of Environment Sector */
改为
#define CFG_ENV_IS_IN_NAND 1
#define CFG_ENV_OFFSET 0x030000
#define CFG_NAND_BASE 0x4E000000
#define CMD_SAVEENV
#define CFG_NAND_LEGACY
#define CFG_ENV_SIZE 0x10000 /* Total Size of Environment Sector */
/*set env*/
#define CFG_MONITOR_BASE PHYS_SDRAM_1
c 修改common/cmd_nand.c文件，添加nan
d flash初始化函数
添加
************************************************************************************* *************
#define rNFCONF (*(volatile unsigned *)0x4E000000)
#define rNFCMD (*(volatile unsigned *)0x4E000004)
#define rNFADDR (*(volatile unsigned *)0x4E000008)
#define rNFDATA (*(volatile unsigned *)0x4E00000C)
#define rNFSTAT (*(volatile unsigned *)0x4E000010)
#define rNFECC (*(volatile unsigned *)0x4E000014)
#define CFG_NAND_BASE 0x4E000000
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1 /* Max number of NAND devices */
#define SECTORSIZE 512
#define ADDR_COLUMN 1
#define ADDR_PAGE 2
#define ADDR_COLUMN_PAGE 3
#define NAND_ChipID_UNKNOWN 0x00
#define NAND_MAX_FLOORS 1
#define NAND_MAX_CHIPS 1
#define NAND_WAIT_READY(nand) {while(!(rNFSTAT&(1<<0)));}