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搭建一个mini2440开发板U-Boot的框架

搭建一个mini2440开发板U-Boot的框架

发布时间:2024-06-20

一、移植环境

主机：Ubuntu
开发板：友善之臂mini2440
编译器：arm-linux-gcc-4.3.2
u-boot：u-boot-2009.03.tar.bz2

二、移植步骤

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mini2440

#tar -jxvf u-boot-2009.08.tar.bz2   //解压源码
#cd u-boot-2009.08/board/samsung/    //进入目录
#mkdir mini2440                        //创建mini2440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/* mini2440 / //将2410下所有的代码复制到2440下

#cd mini2440 //进入mini2440目录

#mv smdk2410.c mini2440.c //将mini2440下的smdk2410.c改名为mini2440.c

#cd //回到u-boot根目录
#cp include/configs/smdk2410.h include/configs/mini2440.h //建立2440头文件
#gedit board/samsung/mini2440/Makefile //修改my2440下Makefile的编译项，如下：

COBJS := mini2440.o flash.o //因在my2440下我们将smdk2410.c改名为my2440.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mini2440_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

smdk2410_config : unconfig //2410编译选项格式
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0

mini2440_config : unconfig //2440编译选项格式
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0

*说明：arm ：CPU的架构(ARCH)

arm920t：CPU的类型

mini2440：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

4）测试编译新建的mini2440开发板项目

#make mini2440_config //如果出现Configuring formini2440board...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mini2440开发板还没有任何用处，以上的移植只是搭建了一个mini2440开发板u-boot的框架，要使其功能实现，还要根据mini2440开发板的具体资源情况来对u-boot源码进行修改。

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mini2440开发板（注：修改或添加的地方都用红色表示）。

1）mini2440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my2440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mini2440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）mini2440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mini2440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my2440的LED驱动代码（注：添加my2440 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mini2440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 GPFCON 0x56000050
#define GPFDAT 0x56000054
#define GPFUP 0x56000058

    //以下对寄存器的操作参照S3C2440的DataSheet进行操作
    ldr r0, =GPFUP
    ldr r1, =0x7FF    //即：二进制11111111111，

    str r1, [r0]

    ldr r0, =GPFCON
    ldr r1, =0xff55  //即：二进制

    str r1, [r0]

    ldr r0, =GPFDAT
    ldr r1, =0xfffe    //即：二进制
    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/mini2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏

#gedit include/configs/mini2440.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mini2440原有的supervivi把u- boot.bin下载到RAM中运行测试(注意：我们使用supervivi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)，如下：

/*#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*/

#make mini2440_config

#make

下载运行后可以看到开发板上的LED灯第一了亮了，其他三个熄灭，测试结果符合上面的要求。

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  //下面2410和2440的寄存器地址是一致的
# define pWTCON     0x53000000
# define INTMSK     0x4A000008    /* Interupt-Controller base addresses */
# define INTSUBMSK  0x4A00001C
# define CLKDIVN    0x4C000014    /* clock divisor register */
# 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)//添加s3c2440的中断禁止部分
    ldr r1, =0x7fff        //根据2440芯片手册，INTSUBMSK寄存器有15位可用

ldr r0, =INTSUBMSK
str r1, [r0]
# endif

# 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:HCLK:PCLK = 1:4:8
    mov r1,#5
    str r1,[r0]

ldr r0, =MPLLCON //设置系统主频为405MHz

ldr r1, =0x7F021 //这个值参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分

str r1, [r0]

ldr r0, =UPLLCON //设置USB时钟频率为48MHz

ldr r1, =0x38022 //这个值参考芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分

str r1, [r0]

# else //其他开发板的时钟部分，这里就不用管了，我们现在是做2440的

/* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */
/* default FCLK is 120 MHz !*/

    ldr  r0, =CLKDIVN
    mov  r1, #3
    str  r1, [r0]

# endif
#endif /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 || CONFIG_S3C2440 */

S3C2440的时钟部分除了在start.S中添加外，还要分别在board/samsung/mini2440/mini2440.c和cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码，如下：

文章来源于:电子工程世界原文链接

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