• S3C2440移植uboot之支持NAND启动


      上一节S3C2440移植uboot之新建单板_时钟_SDRAM_串口移植uboot初始化了时钟,配置了支持串口,这一节我们继续修改uboot支持NAND启动。

    1.去掉 "-pie"选项

      参考之前uboot使用的start.S, init.c来修改uboot代码新的uboot链接地址位于0,且在arm-linux-ld时加了"-pie"选项, 使得u-boot.bin里多了"*(.rel*)", "*(.dynsym)",从而程序非常大,不利于从NAND启动(重定位之前的启动代码应该少于4K).
      所以接下来修改代码,并取消"-pie"选项.
      使用grep "-pie" * -nR找到:

    arch/arm/config.mk:75:LDFLAGS_u-boot += -pie             // LDFLAGS: arm-linux-ld的参数
    

      所以屏蔽arch/arm/config.mk文件的"LDFLAGS_u-boot += -pie"这行即可
    在这里插入图片描述

    2.修改之前的init.c

      将以前写uboot里的init.c放入board/samsung/smdk2440目录, 并检查是否有同名函数名,若函数只在同文件使用,则添加static.并修改Makefile 增加对init.c的支持

    vi board/samsung/smdk2440/Makefile 
    

    在这里插入图片描述
      修改include/configs/smdk2440.h文件,将CONFIG_SYS_TEXT_BASE宏改为0x33f80000,也就是uboot重定位后的位置, 这里留了512K空间供给uboot重定位
    修改完的代码如下所示

    
    
    /* NAND FLASH控制器 */
    #define NFCONF (*((volatile unsigned long *)0x4E000000))
    #define NFCONT (*((volatile unsigned long *)0x4E000004))
    #define NFCMMD (*((volatile unsigned char *)0x4E000008))
    #define NFADDR (*((volatile unsigned char *)0x4E00000C))
    #define NFDATA (*((volatile unsigned char *)0x4E000010))
    #define NFSTAT (*((volatile unsigned char *)0x4E000020))
    
    /* GPIO */
    #define GPHCON              (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
    #define GPHUP               (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
    
    /* UART registers*/
    #define ULCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
    #define UCON0               (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
    #define UFCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
    #define UMCON0              (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
    #define UTRSTAT0            (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
    #define UTXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
    #define URXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
    #define UBRDIV0             (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
    
    #define TXD0READY   (1<<2)
    
    
    void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len);
    
    
    static int isBootFromNorFlash(void)
    {
    	volatile int *p = (volatile int *)0;
    	int val;
    
    	val = *p;
    	*p = 0x12345678;
    	if (*p == 0x12345678)
    	{
    		/* 写成功, 是nand启动 */
    		*p = val;
    		return 0;
    	}
    	else
    	{
    		/* NOR不能像内存一样写 */
    		return 1;
    	}
    }
    
    void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len)
    {	
    	int i = 0;
    	
    	/* 如果是NOR启动 */
    	if (isBootFromNorFlash())
    	{
    		while (i < len)
    		{
    			dest[i] = src[i];
    			i++;
    		}
    	}
    	else
    	{
    		//nand_init();
    		nand_read_ll((unsigned int)src, dest, len);
    	}
    }
    
    void clear_bss(void)
    {
    	extern int __bss_start, __bss_end__;
    	int *p = &__bss_start;
    	
    	for (; p < &__bss_end__; p++)
    		*p = 0;
    }
    
    void nand_init_ll(void)
    {
    #define TACLS   0
    #define TWRPH0  1
    #define TWRPH1  0
    	/* 设置时序 */
    	NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
    	/* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
    	NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);	
    }
    
    static void nand_select(void)
    {
    	NFCONT &= ~(1<<1);	
    }
    
    static void nand_deselect(void)
    {
    	NFCONT |= (1<<1);	
    }
    
    static void nand_cmd(unsigned char cmd)
    {
    	volatile int i;
    	NFCMMD = cmd;
    	for (i = 0; i < 10; i++);
    }
    
    static void nand_addr(unsigned int addr)
    {
    	unsigned int col  = addr % 2048;
    	unsigned int page = addr / 2048;
    	volatile int i;
    
    	NFADDR = col & 0xff;
    	for (i = 0; i < 10; i++);
    	NFADDR = (col >> 8) & 0xff;
    	for (i = 0; i < 10; i++);
    	
    	NFADDR  = page & 0xff;
    	for (i = 0; i < 10; i++);
    	NFADDR  = (page >> 8) & 0xff;
    	for (i = 0; i < 10; i++);
    	NFADDR  = (page >> 16) & 0xff;
    	for (i = 0; i < 10; i++);	
    }
    
    static void nand_wait_ready(void)
    {
    	while (!(NFSTAT & 1));
    }
    
    static unsigned char nand_data(void)
    {
    	return NFDATA;
    }
    
    void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
    {
    	int col = addr % 2048;
    	int i = 0;
    		
    	/* 1. 选中 */
    	nand_select();
    
    	while (i < len)
    	{
    		/* 2. 发出读命令00h */
    		nand_cmd(0x00);
    
    		/* 3. 发出地址(分5步发出) */
    		nand_addr(addr);
    
    		/* 4. 发出读命令30h */
    		nand_cmd(0x30);
    
    		/* 5. 判断状态 */
    		nand_wait_ready();
    
    		/* 6. 读数据 */
    		for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
    		{
    			buf[i] = nand_data();
    			i++;
    			addr++;
    		}
    		
    		col = 0;
    	}
    
    	/* 7. 取消选中 */		
    	nand_deselect();
    }
    
    
    

    3.修改start.s重定位部分

      修改arch/arm/cpu/arm920t/start.S,更改重定位代码。由于nand启动时,2440未初始化之前只有前4K可读写,所以将重定位代码放在start.S的cpu_init_crit(初始化SDRAM)段后面。修改后代码如下

    #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
    	bl	cpu_init_crit
    #endif
    
    	ldr	sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR) //等于0x30000f80
    	bic sp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */
    	
    	bl nand_init_ll
    	mov r0, #0       //r0->src
    	//ldr r1, =_start
    	ldr r1,_TEXT_BASE     //链接地址 _TEXT_BASE : 0x33f80000 0x34000000-0x33f80000=512k uboot 512k足以
    	ldr r2,_bss_start_ofs		// _bss_start_ofs:	__bss_start - _start   (有效代码大小)
    
    	bl copy_code_to_sdram
    	bl clear_bss                         //清除bss段(参考自制uboot章节)
    	ldr pc,=call_board_init_f            //绝对跳转,跳到SDRAM上执行
    
    
    /* Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f */
    call_board_init_f:
    	ldr	r0,=0x00000000
    	bl	board_init_f
    

      上面的_TEXT_BASE,在start.S靠前处定义:
    在这里插入图片描述
      由于它位于靠前处,保证了_TEXT_BASE存在前4k空间里,若直接使用ldr r1,=CONFIG_SYS_TEXT_BASE,编译器可能会将这个宏定义放在SDRAM上,则会出错。
      重定位写在前面了,所以我们还要删除start.S后面的u-boot-2012.04.01archarmliboard.c中的 relocate_code重定位段,清除BSS段。同时在relocate_code(addr_sp, id, addr);后面增加return (unsigned int) id;,修改函数为unsigned int board_init_f(ulong bootflag)。

    在这里插入图片描述
      同时注释掉board.c中如下的内容,固定addr的值。
    在这里插入图片描述

      删除start.s中原有的重定位代码,删除部分如下

    /*
     * void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)
     *
     * This "function" does not return, instead it continues in RAM
     * after relocating the monitor code.
     *
     */
    	.globl	relocate_code
    relocate_code:
    	mov	r4, r0	/* save addr_sp */
    	mov	r5, r1	/* save addr of gd */
    	mov	r6, r2	/* save addr of destination */
    
    	/* Set up the stack						    */
    stack_setup:
    	mov	sp, r4
    
    	adr	r0, _start
    	cmp	r0, r6
    	beq	clear_bss		/* skip relocation */
    	mov	r1, r6			/* r1 <- scratch for copy_loop */
    	ldr	r3, _bss_start_ofs
    	add	r2, r0, r3		/* r2 <- source end address	    */
    
    copy_loop:
    	ldmia	r0!, {r9-r10}		/* copy from source address [r0]    */
    	stmia	r1!, {r9-r10}		/* copy to   target address [r1]    */
    	cmp	r0, r2			/* until source end address [r2]    */
    	blo	copy_loop
    
    #ifndef CONFIG_SPL_BUILD
    	/*
    	 * fix .rel.dyn relocations
    	 */
    	ldr	r0, _TEXT_BASE		/* r0 <- Text base */
    	sub	r9, r6, r0		/* r9 <- relocation offset */
    	ldr	r10, _dynsym_start_ofs	/* r10 <- sym table ofs */
    	add	r10, r10, r0		/* r10 <- sym table in FLASH */
    	ldr	r2, _rel_dyn_start_ofs	/* r2 <- rel dyn start ofs */
    	add	r2, r2, r0		/* r2 <- rel dyn start in FLASH */
    	ldr	r3, _rel_dyn_end_ofs	/* r3 <- rel dyn end ofs */
    	add	r3, r3, r0		/* r3 <- rel dyn end in FLASH */
    fixloop:
    	ldr	r0, [r2]		/* r0 <- location to fix up, IN FLASH! */
    	add	r0, r0, r9		/* r0 <- location to fix up in RAM */
    	ldr	r1, [r2, #4]
    	and	r7, r1, #0xff
    	cmp	r7, #23			/* relative fixup? */
    	beq	fixrel
    	cmp	r7, #2			/* absolute fixup? */
    	beq	fixabs
    	/* ignore unknown type of fixup */
    	b	fixnext
    fixabs:
    	/* absolute fix: set location to (offset) symbol value */
    	mov	r1, r1, LSR #4		/* r1 <- symbol index in .dynsym */
    	add	r1, r10, r1		/* r1 <- address of symbol in table */
    	ldr	r1, [r1, #4]		/* r1 <- symbol value */
    	add	r1, r1, r9		/* r1 <- relocated sym addr */
    	b	fixnext
    fixrel:
    	/* relative fix: increase location by offset */
    	ldr	r1, [r0]
    	add	r1, r1, r9
    fixnext:
    	str	r1, [r0]
    	add	r2, r2, #8		/* each rel.dyn entry is 8 bytes */
    	cmp	r2, r3
    	blo	fixloop
    #endif
    
    clear_bss:
    #ifndef CONFIG_SPL_BUILD
    	ldr	r0, _bss_start_ofs
    	ldr	r1, _bss_end_ofs
    	mov	r4, r6			/* reloc addr */
    	add	r0, r0, r4
    	add	r1, r1, r4
    	mov	r2, #0x00000000		/* clear			    */
    
    clbss_l:str	r2, [r0]		/* clear loop...		    */
    	add	r0, r0, #4
    	cmp	r0, r1
    	bne	clbss_l
    
    	bl coloured_LED_init
    	bl red_led_on
    #endif
    
    

      start.s增加第二阶段启动代码

    call_board_init_f:
    
    	ldr	r0,=0x00000000
    	bl	board_init_f
    
    	/*unsigned int id 的值存在r0中,正好给board_init_r使用*/
    	ldr r1, =_TEXT_BASE
    	/*调用第二阶段代码*/
    	bl	board_init_r
    

    4.修改链接脚本

      把start.S, init.c(实现重定位), lowlevel.S(实现初始化SDRAM)等文件放在最前面

    rm u-boot.lds
    vi arch/arm/cpu/u-boot.lds
    

      添加以下字段:

     . = ALIGN(4);
    
        .text :
    
        {
    
                __image_copy_start = .;
    
                CPUDIR/start.o (.text)              //CPUDIR为arch/arm/cpu/arm920t目录
    
                board/samsung/smdk2440/libsmdk2440.o (.text)  
    
                *(.text)
    
        }
    

      libsmdk2440.o是将smdk2440单板目录下的所有.c,S文件编译后,连接成一个库文件.

    5.报错修改

      报错

    board.c:259: error: conflicting types for 'board_init_f'
    /work/system/u-boot-2012.04.01/include/common.h:276: error: previous declaration of 'board_init_f' was here
    /work/system/u-boot-2012.04.01/config.mk:312: recipe for target 'board.o' failed
    

      根据指示修改u-boot-2012.04.01/include/common.h 276行如下
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
      报错

    board/samsung/smdk2440/libsmdk2440.o: In function `clear_bss':
    /work/system/u-boot-2012.04.01/board/samsung/smdk2440/init.c:77: undefined reference to `__bss_end_'
    Makefile:472: recipe for target 'u-boot' failed
    

      根据指示修改u-boot-2012.04.01/board/samsung/smdk2440/init.c:77行如下
    在这里插入图片描述

    6.重新修改链接地址

      我们指定了 CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x33f80000 ,所以我们的uboot不能超过512k,0x33f80000这个是不包括bss段的全局变量的。查看start.s文件。
    在这里插入图片描述
      在反汇编中搜索_bss_end_ofs,00094b40为整个代码段的大小(包括了bss段),转换为10进制609088,已经大于了512k,所以‬重新修改CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x33f00000 。预留uboot空间为0x34000000-0x33f00000=1M
    在这里插入图片描述
      然后通过旧的uboot,将新的uboot烧写到nand中

    usb 1 30000000                             //先下载到SDRAM上
    nand erase 0  0x80000                      //擦除512kb,必须大于新的uboot
    nand write 30000000   0  0x80000           //将SDRAM上的新uboot写入nand
    

    查看u-boot.lds
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

      烧写后,如下图所示:
    在这里插入图片描述
      nand启动便实现完成了,上面的Flash: *** failed *** 是属于uboot第二阶段函数board_init_r()里的代码,表示不支持nor flash,不能实现读,写,擦除等命令。
      下一节S3C2440移植uboot之支持NORFLASH我们将移植uboot支持我们的s3c2440。

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