移植环境
1,主机环境:VMare下CentOS 5.5 ,1G内存。
2,集成开发环境:Elipse IDE
3,编译编译环境:arm-linux-gcc v4.4.3,arm-none-eabi-gcc v4.5.1。
4,开发板:mini2440,2M nor flash,128M nand flash。
5,u-boot版本:u-boot-2009.08
目前u-boot中还没有对2440上Nand Flash的支持,也就是说要想u-boot从Nand Flash上启动得自己去实现了。在做u-boot移植的时候,多数人使用的是Nand flash启动或Nar Flash启动。这样u-boot就只能在Nand flash或Nor flash。那么我们如何让我们的u-boot在Nand flash或Nor flash都能使用。
3.1,Nand flash或Nor flash双启动原理
首先,看一下我们熟悉的u-boot启动的时候执行的一段程序,这段程序一般存放在Nand flash中或Nor flash中。我们所说的Nand flash启动或Nor flash启动主要是涉及到一段搬移代码。这段搬移代码的功能是u-boot自己把自己搬移到内存中执行。如下是Nor flash启动中的这段搬移代码(这里以s3c2410为例)
relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */
cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */
beq stack_setup
ldr r2, _armboot_start
ldr r3, _bss_start
sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */
add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */
stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */
cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */
ble copy_loop
#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
#endif
上面这段代码就是把u-boot搬移到内存。而不同的启动方式区别也就在这段代码上,如果我们这里是Nand flash启动的话我们也需要写相同功能的代码,不同的是对于Nand的操作和Nor的操作是完全不同的,选择Nor flash启动是将Nor flash映射到片选0上也就是0x0地址而选择Nand flash启动则是将CPU的片内RAM(4K)映射到0地址,通过Nand flash控制器操作Nand flash。我们这里讨论如何实现Nand 和 Nor双启动。下面我们看看这两种启动的映射关系。
同时我们可以看到: 总线宽度和等待控制寄存器:
在系统重启时会扫描BWSCON的状态,而BWSCON的其他位的初始状态都是0,只有DW0(BWSCON[2:1])的值由OM[1:0]来决定,通过上面的2个图我们可以发现,我们可以通过判断BWSCON的第2位、第3位 {DW0(BWSCON[2:1])}的值,判断是Nor flash启动还是Nand Flash启动。可以启动代码之前添加如下代码,来判断是Nor flash启动还是Nand Flash启动。
# define BWSCON 0x48000000
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
and r0,r0,#6
cmp r0, #0
bne relocate
///////////////////////////////////////////////////
//nand_boot
//Nand 搬移代码
////////////////////////////////////////////////////
relocate:
//nor_boot
//Nor 搬移代码
////////////////////////////////////////////////////
有了上面这段代码,就可以实现双启动了,只要再适当的添加对应的功能我们的uboot就完成了
3.2,为u-boot增加对nand flash支持实际操作
【1】修改代码重定向部分,增加Nor flash 和Nand flash 双启动
修改cpu/arm920t/start.S文件,为使u-boot从Nand Flash启动,需要将下面注释掉的CPU和DRAM初始化部分还原。
用gedit打开cpu/arm920t/start.S,定位到199行附近,找到如下代码
//#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
//bl cpu_init_crit
//#endif
将注释掉的这段代码恢复,修改如下:
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit
#endif
Tekkaman Ninja从2009.08 开始就在启动时增加了启动时检测自身是否已经在SDRAM中(通过OpenJTAG载入),以及芯片是Norboot还是Nandboot的机制,来决定代码重定向的方式,使得编译出的bin文件可以同时烧入Nand Flash和Nor flash,以及被OpenJTAG载入进行调试。至于这部分的原理,在Tekkaman Ninja的文章《在U-boot下实现自动识别启动Flash的原理(针对S3C24x0) 》 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-09/43094.htm 中有详细叙述。这部分代码修改后结果如下:
(1)判断当前代码位置,如果在内存,直接跳到stack_setup
//#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
//relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
/***************** Check the code position begain*******************************/
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */
cmp r0, r1 /* don't reloc during debug */
beq stack_setup
/****************** Check the code position end ********************************/
(2)如果不是在代码当前位置不再内存中,就判断启动的Flash:Nand 或者Nor
/***************** Check the boot flash begain **********************************/
# define BWSCON 0x48000000
ldr r0,=BWSCON
ldr r0,[r0]
ands r0,r0,#6
cmp r0, #0
bne relocate
/* recovery */
ldr r0, =(0xdeadbeef)
ldr r1, =( (4<<28)|(3<<4)|(3<<2) )
str r0, [r1]
/***************** check the boot flash end ************************************/
(3)如果判断是在Nand Flash中启动的话,那么nand Flash搬移代码如下:
定义u-boot在nand flash中存放的长度为#define LENGTH_UBOOT 0x60000,可以方便修改u-boot因为裁剪和增添大小的改变而占的长度。
// copy U-Boot to RAM form Nand Flash
/***************** NAND BOOT start *************************************************/
#define LENGTH_UBOOT 0x60000
#define NAND_CTL_BASE 0x4E000000
#ifdef CONFIG_S3C2440
/* Offset */
#define oNFCONF 0x00
#define oNFCONT 0x04
#define oNFCMD 0x08
#define oNFSTAT 0x20
@ reset NAND
mov r1, #NAND_CTL_BASE
ldr r2, =( (7<<12)|(7<<8)|(7<<4)|(0<<0) )
str r2, [r1, #oNFCONF]
ldr r2, [r1, #oNFCONF]
ldr r2, =( (1<<4)|(0<<1)|(1<<0) ) @ Active low CE Control
str r2, [r1, #oNFCONT]
ldr r2, [r1, #oNFCONT]
ldr r2, =(0x6) @ RnB Clear
str r2, [r1, #oNFSTAT]
ldr r2, [r1, #oNFSTAT]
mov r2, #0xff @ RESET command
strb r2, [r1, #oNFCMD]
mov r3, #0 @ wait
nand1:
add r3, r3, #0x1
cmp r3, #0xa
blt nand1
nand2:
ldr r2, [r1, #oNFSTAT] @ wait ready
tst r2, #0x4
beq nand2
ldr r2, [r1, #oNFCONT]
orr r2, r2, #0x2 @ Flash Memory Chip Disable
str r2, [r1, #oNFCONT]
@ 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 U-Boot to RAM
ldr r0, =TEXT_BASE
mov r1, #0x0
mov r2, #LENGTH_UBOOT
bl nand_read_ll
tst r0, #0x0
beq ok_nand_read
bad_nand_read:
loop2:
b loop2 @ infinite loop
ok_nand_read:
@ verify
mov r0, #0
ldr r1, =TEXT_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 stack_setup
bne go_next
notmatch:
loop3:
b loop3 @ infinite loop
#endif
#ifdef CONFIG_S3C2410
/* Offset */
#define oNFCONF 0x00
#define oNFCMD 0x04
#define oNFSTAT 0x10
@ 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
nand1:
add r3, r3, #0x1
cmp r3, #0xa
blt nand1
nand2:
ldr r2, [r1, #oNFSTAT] @ wait ready
tst r2, #0x1
beq nand2
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 U-Boot to RAM
ldr r0, =TEXT_BASE
mov r1, #0x0
mov r2, #LENGTH_UBOOT
bl nand_read_ll
tst r0, #0x0
beq ok_nand_read
bad_nand_read:
loop2:
b loop2 @ infinite loop
ok_nand_read:
@ verify
mov r0, #0
ldr r1, =TEXT_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 stack_setup
bne go_next
notmatch:
loop3:
b loop3 @ infinite loop
#endif
/***************** NAND BOOT end *************************************************/
(4)如果判断是在Nor Flash中启动的话,那么nor Flash搬移代码如下:
// copy U-Boot to RAM form Nor Flash
/***************** NOR BOOT start *************************************************/
relocate: /* relocate U-Boot to RAM */
/*********** CHECK_FOR_MAGIC_NUMBER***************/
ldr r1, =(0xdeadbeef)
cmp r0, r1
bne loop3
/*********** CHECK_FOR_MAGIC_NUMBER***************/
adr r0, _start /* r0 <- current position of code */
ldr r1, _TEXT_BASE /* test if we run from flash or RAM */
ldr r2, _armboot_start
ldr r3, _bss_start
sub r2, r3, r2 /* r2 <- size of armboot */
add r2, r0, r2 /* r2 <- source end address */
copy_loop:
ldmia r0!, {r3-r10} /* copy from source address [r0] */
stmia r1!, {r3-r10} /* copy to target address [r1] */
cmp r0, r2 /* until source end addreee [r2] */
ble copy_loop
//#endif /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
/***************** NOR BOOT end********************************************/
/* Set up the stack */
stack_setup:
ldr r0, _TEXT_BASE /* upper 128 KiB: relocated uboot */
sub r0, r0, #CONFIG_SYS_MALLOC_LEN /* malloc area */
sub r0, r0, #CONFIG_SYS_GBL_DATA_SIZE /* bdinfo