原创 移植Uboot到ARMer9开发系统上

首先了解ARMer9开发系统硬件设计上和三星原装SMDK2410之间的区别。让uboot在ARMer9开发系统上跑起来，目前只需要关注如下的硬件区别，解决了下面这个问题，uboot就可以在ARMer9开发系统上正常地从串口输出，进入提示符。很多命令都可以使用，当然有些命令需要做修改。

SMDK2410 : nor flash 是AMD的1M的；

ARMer9: 是Intel E28F128J3A, 两片并联，一共32M Bytes.

下载一个uboot-1.1.1.tar.bz2.;

tar jxvf uboot-1.1.1.tar.bz2;

在uboot 目录board/smdk2410 下的flash.c需要修改。这个是Flash的驱动，如何写，需要参考E28F128J3A的Datasheet. 这里我们提供一个我们修改好的flash.c文件，您只需要将这个文件覆盖掉board/smdk2410 下的文件即可。

(注意：你要安装了交叉编译器才行哦)

修改uboot目录下的Makefile，将

ifeq ($(ARCH),arm)

CROSS_COMPILE = arm-linux-

endif

修改成

ifeq ($(ARCH),arm)

CROSS_COMPILE = /opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-

endif

修改processor.h中:

union debug_insn

{

u32 arm;

u16 thumb;

}

修改成：

union debug_insn

{

u32 arm_mode;

u16 thumb_mode;

}

然后配置板子

make smdk2410_config

然后

make

在uboot目录生成uboot.bin；

通过sjf2410w程序将uboot.bin下载到nor flash中, 地址为0的地方；

串口接在UART0上，uboot的启动信息将输出。

你将发现很多命令都可以使用了。uboot果然强大。

关于网络部分，因为ARMer9开发系统使用也是CS8900A，所以代码部分几乎不用做改动，只需要在 include/configs/smdk2410.h中看看，有没有定义CONFIG_ETHADDR，CONFIG_IPADDR， CONFIG_SERVERIP这些宏没有，如果没有，请定义好。

 

#define CONFIG_ETHADDR 00:00:e0:ff:cd:15

#define CONFIG_IPADDR 192.168.0.5

#define CONFIG_SERVERIP 192.168.0.100

就这样修改一下，网络部分功能就通了，哈哈。

可以使用tftpboot命令从tftp服务器下载程序到系统内存中。

#tftpboot 0x33000000 zImage

#bootm 0x33000000

 

利用uboot引导可执行映象的通用方法

 

uboot源代码的tools/目录下有mkimage工具，这个工具可以用来制作不压缩或者压缩的多种可启动映象文件。

mkimage在制作映象文件的时候，是在原来的可执行映象文件的前面加上一个0x40字节的头，记录参数所指定的信息，这样uboot才能识别这个映象是针对哪个CPU体系结构的，哪个OS的，哪种类型，加载内存中的哪个位置， 入口点在内存的那个位置以及映象名是什么

root@Glym:/tftpboot# ./mkimage

Usage: ./mkimage -l image

-l ==> list image header information

./mkimage -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image

-A ==> set architecture to 'arch'

-O ==> set operating system to 'os'

-T ==> set image type to 'type'

-C ==> set compression type 'comp'

-a ==> set load address to 'addr' (hex)

-e ==> set entry point to 'ep' (hex)

-n ==> set image name to 'name'

-d ==> use image data from 'datafile'

-x ==> set XIP (execute in place)

参数说明：

-A 指定CPU的体系结构：

取值 表示的体系结构

alpha Alpha

arm A RM

x86 Intel x86

ia64 IA64

mips MIPS

mips64 MIPS 64 Bit

ppc PowerPC

s390 IBM S390

sh SuperH

sparc SPARC

sparc64 SPARC 64 Bit

m68k MC68000

-O 指定操作系统类型，可以取以下值：

openbsd、netbsd、freebsd、4_4bsd、linux、svr4、esix、solaris、irix、sco、dell、ncr、lynxos、vxworks、psos、qnx、u-boot、rtems、artos

-T 指定映象类型，可以取以下值：

standalone、kernel、ramdisk、multi、firmware、script、filesystem

-C 指定映象压缩方式，可以取以下值：

none 不压缩

gzip 用gzip的压缩方式

bzip2 用bzip2的压缩方式

-a 指定映象在内存中的加载地址，映象下载到内存中时，要按照用mkimage制作映象时，这个参数所指定的地址值来下载

-e 指定映象运行的入口点地址，这个地址就是-a参数指定的值加上0x40（因为前面有个mkimage添加的0x40个字节的头）

-n 指定映象名

-d 指定制作映象的源文件

常用U-BOOT命令介绍

1. ?或者help，得到所有命令列表；

2. help： help usb, 列出USB功能的使用说明

3. ping：注：通常只能运行uboot的系统PING别的机器

4. setenv： 设置环境变量

setenv serverip 10.36.20.49，设置TFTP Server的IP地址；

setenv ipaddr 10.36.20.200，设置IP地址；

setenv bootcmd ‘tftp 32000000 vmlinux; kgo 32000000’，设置启动命令（实际上就是一个脚本）；

5. saveenv：在设置好环境变量以后， 保存环境变量值到flash中间；

6. tftpboot：tftpboot 0x800000 vmlinux, 将TFTP Server（IP = 环境变量中设置的serverip）中/tftpdroot目录 下的vmlinux通过TFTP协议下载到物理内存0x800000开始的地方。

7. kgo：启动没有压缩的linux内核，kgo 0x800000

8. bootm：启动通过UBOOT TOOLS—— mkimage制作的压缩LINUX内核, bootm 3200000；

9 flinfo：列出flash的信息

10. protect： 对FLASH进行写保护或取消写保护， protect on 1:0-3(就是对第一块FLASH的0-3扇区进行保护)，protect off 1:0-3取消写保护

11. erase： 删除FLASH的扇区， erase 1:0-2(就是对每一块FLASH的0-2扇区进行删除)

12. cp： 将内存中数据烧写到Flash， cp 0x800000 0xc0000 0x40000(把内存中0x800000开始的0x40000字节复制到0xc0000处)；

13. mw： 对RAM中的内容进行写操作， mw 32000000 ff 10000(把内存0x32000000开始的0x10000字节设为0xFF)；

14. md： 显示RAM中的内容, md 0x800000；

15. loadb： 准备用 KERMIT协议接收来自kermit或超级终端传送的文件。

16. nfs： nfs 32000000 192.168.0.2:aa.txt ， 把192.168.0.2(LINUX 的NFS文件系统)中的NFS文件系统中的aa.txt 读入内存0x32000000处。

17. fatls：列出DOS FAT文件系统， 如：fatls usb 0列出第一块U盘中的文件

18. fatload： 读入FAT中的一个文件，如：fatload usb 0:0 32000000 aa.txt

19. usb相关的命令：

usb start: 起动usb 功能

usb info: 列出设备

usb scan: 扫描usb storage(u 盘)设备

Uboot对SMDK2410板的NAND Flash初始化部分没有写，

 

即lib_arm/board.c中的start_armboot函数中有这么一句：

#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)

puts ("NAND:");

nand_init(); /* go init the NAND */

#endif

但是在board/smdk2410目录下任何源文件中都没有定义nand_init这个函数。

所以需要我们补充这个函数以及这个函数涉及的底层操作。

我们可以仿照VCMA9板的nand_init函数，VCMA9板是一款用S3C2410做CPU的DEMO Board，因此这部分操作和SMDK2410 Demo Board很相似。大部分代码可以照搬。

首先将board/mpl/vcma9/vcma9.c中下面代码拷贝到board/smdk2410/ smdk2410.c中来。

/*

* NAND flash initialization.

*/

#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)

extern ulong

nand_probe(ulong physadr);

 

static inline void NF_Reset(void)

{

int i;

NF_SetCE(NFCE_LOW);

NF_Cmd(0xFF); /* reset command */

for(i = 0; i < 10; i++); /* tWB = 100ns. */

NF_WaitRB(); /* wait 200~500us; */

NF_SetCE(NFCE_HIGH);

}

 

static inline void NF_Init(void)

{

#if 0 /* a little bit too optimistic */

#define TACLS 0

#define TWRPH0 3

#define TWRPH1 0

#else

#define TACLS 0

#define TWRPH0 4

#define TWRPH1 2

#endif

NF_Conf((1<<15)|(0<<14)|(0<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0));

/*nand->NFCONF = (1<<15)|(1<<14)|(1<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0); */

/* 1 1 1 1, 1 xxx, r xxx, r xxx */

/* En 512B 4step ECCR nFCE="H" tACLS tWRPH0 tWRPH1 */

NF_Reset();

}

void

nand_init(void)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

NF_Init();

#ifdef DEBUG

printf("NAND flash probing at 0x%.8lX\n", (ulong)nand);

#endif

printf ("%4lu MB\n", nand_probe((ulong)nand) >> 20);

}

#endif

再将board/mpl/vcma9/vcma9.h中下面代码拷贝到board/smdk2410/ smdk2410.c中来。

#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)

typedef enum {

NFCE_LOW,

NFCE_HIGH

} NFCE_STATE;

 

static inline void NF_Conf(u16 conf)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

nand->NFCONF = conf;

}

static inline void NF_Cmd(u8 cmd)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

nand->NFCMD = cmd;

}

static inline void NF_CmdW(u8 cmd)

{

NF_Cmd(cmd);

udelay(1);

}

static inline void NF_Addr(u8 addr)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

nand->NFADDR = addr;

}

static inline void NF_SetCE(NFCE_STATE s)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

switch (s) {

case NFCE_LOW:

nand->NFCONF &= ~(1<<11);

break;

case NFCE_HIGH:

nand->NFCONF |= (1<<11);

break;

}

}

static inline void NF_WaitRB(void)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

while (!(nand->NFSTAT & (1<<0)));

}

static inline void NF_Write(u8 data)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

nand->NFDATA = data;

}

static inline u8 NF_Read(void)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

return(nand->NFDATA);

}

static inline void NF_Init_ECC(void)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

nand->NFCONF |= (1<<12);

}

static inline u32 NF_Read_ECC(void)

{

S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();

return(nand->NFECC);

}

#endif

再将include/configs/vcma.9中下面代码拷贝到include/configs/smdk2410.h中来。

/*-----------------------------------------------------------------------

* NAND flash settings

*/

#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)

#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) NF_WaitRB()

#define NAND_DISABLE_CE(nand) NF_SetCE(NFCE_HIGH)

#define NAND_ENABLE_CE(nand) NF_SetCE(NFCE_LOW)

 

#define WRITE_NAND_COMMAND(d, adr) NF_Cmd(d)

#define WRITE_NAND_COMMANDW(d, adr) NF_CmdW(d)

#define WRITE_NAND_ADDRESS(d, adr) NF_Addr(d)

#define WRITE_NAND(d, adr) NF_Write(d)

#define READ_NAND(adr) NF_Read()

/* the following functions are NOP's because S3C24X0 handles this in hardware */

#define NAND_CTL_CLRALE(nandptr)

#define NAND_CTL_SETALE(nandptr)

#define NAND_CTL_CLRCLE(nandptr)

#define NAND_CTL_SETCLE(nandptr)

#define CONFIG_MTD_NAND_VERIFY_WRITE 1

#define CONFIG_MTD_NAND_ECC_JFFS2 1

#endif /* CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND */

在include/configs/smdk2410.h中下面命令定义部分将CFG_CMD_NAND开关放开。

/***********************************************************

* Command definition

***********************************************************/

#define CONFIG_COMMANDS \

(CONFIG_CMD_DFL | \

CFG_CMD_CACHE | \

/*CFG_CMD_NAND |*/ \

/*CFG_CMD_EEPROM |*/ \

/*CFG_CMD_I2C |*/ \

/*CFG_CMD_USB |*/ \

CFG_CMD_REGINFO | \

CFG_CMD_DATE | \

CFG_CMD_ELF)

U-BOOT源代码目录结构介绍

 

board：和一些已有开发板有关的文件，比如Makefile和u-boot.lds等都和具体开发板的硬件和地址分配有关。

common：与体系结构无关的文件，实现各种命令的C文件。

cpu： CPU相关文件，其中的子目录都是以U-BOOT所支持的CPU为名，比如有子目录arm926ejs、mips、mpc8260和nios等，每个特定的子目录中都包括cpu.c和interrupt.c，start.S。其中cpu.c初始化CPU、设置指令Cache和数据Cache等； interrupt.c设置系统的各种中断和异常，比如快速中断、开关中断、时钟中断、软件中断、预取中止和未定义指令等；start.S是U-BOOT 启动时执行的第一个文件，它主要是设置系统堆栈和工作方式，为进入C程序奠定基础。

disk：disk驱动的分区处理代码。

doc：uboot移植的技术支持文档。

drivers：通用设备驱动程序，比如各种网卡、支持CFI的Flash、串口和USB总线等。

fs:支持文件系统的文件，U-BOOT现在支持cramfs、fat、fdos、jffs2和registerfs。

include：头文件，还有对各种硬件平台支持的汇编文件，系统的配置文件和对文件系统支持的文件。

net：与网络有关的代码，BOOTP协议、TFTP协议、RARP协议和NFS文件系统的实现。

lib_arm：与ARM体系结构相关的代码。

lib_generic：与体系结构无关的通用例程的代码。

tools：创建S-Record格式文件 和U-BOOT images的工具的源代码。

U-BOOT的特点

U-BOOT支持SCC/FEC以太网、OOTP/TFTP引导、IP和MAC的预置功能， 这方面可能和其它BootLoader(如BLOB、RedBoot、vivi等)类似。但U-BOOT还具有一些特有的功能。

◆ 在线读写Flash、DOC、IDE、IIC、EEROM、RTC，其它的BootLoader根本不支持IDE和DOC的在线读写。

◆ 支持串行口kermit和S-record下载代码，U-BOOT本身的工具可以把ELF32格式的可执行文件转换成为 S-record格式，直接从串口下载并执行。

◆ 识别二进制、ELF32、uImage格式的Image，对Linux引导有特别的支持。U-BOOT对Linux 内核进一步封装为uImage。封装如下：

#{CROSS_COMPILE}-objcopy -O binary -R.note -R.comment -S vmlinux \ linux.bin

#gzip -9 linux.bin

#tools/mkimage -A arm -O linux -T kernel -C gzip -a 0xc0008000 –e 0xc0008000 -n “Linux-2.4.20” -d linux.bin.gz /tftpboot/uImage

即在Linux内核镜像vmLinux前添加了一个0x40个字节的特殊头，这个头在include/image.h中定义，包括目标操作系统的种类(比如 Linux，VxWorks等)、目标CPU的体系机构(比如ARM、PowerPC等)、映像文件压缩类型(比如gzip、bzip2等)、加载地址、入口地址、映像名称和映像的生成时间。当系统引导时，U-BOOT会对这个文件头进行CRC校验，如果正确，才会跳到内核执行。如下所示：

ARMer9# bootm 0xc1000000

## Checking Image at 0xc100000 ...

Image Name: Linux-2.4.20

Created: 2004-07-02 22:10:11 UTC

Image Type: ARM Linux Kernel Image (gzip compressed)

Data Size: 550196 Bytes = 537 kB = 0.55MB

Load Address: 0xc0008000

Entry Point: 0xc0008000

Verifying Checksum ... OK

Uncompressing Kernel Image ……… OK

◆ 单任务软件运行环境。U-BOOT可以动态加载和运行独立的应用程序，这些独立的应用程序可以利用U-BOOT控制台的I/O函数、内存申请和中断服务等。这些应用程序还可以在没有操作系统的情况下运行，是测试硬件系统很好的工具。

◆ 监控(minitor)命令集：读写I/O，内存，寄存器、内存、外设测试功能等。

◆ 脚本语言支持(类似BASH脚本)。利用U-BOOT中的autoscr命令，可以在U-BOOT中运行“脚本”。首先在文本文件中输入需要执行的命令，然后用tools/mkimage封装，然后下载到开发板上，用autoscr执行就可以了。

① 编辑如下的脚本example.script。

echo

echo Network Configuration:

echo ----------------------

echo Target:

printenv ipaddr hostname

echo

echo Server:

printenv serverip rootpath

echo

② 用tools/mkimage对脚本进行封装。

# mkimage -A ARM -O linux -T script -C none -a 0 -e 0 -n "autoscr example script" -d example.script /tftpboot/example.img

Image Name: autoscr example script

Created: Wes Sep 8 01:15:02 2004

Image Type: ARM Linux Script (uncompressed)

Data Size: 157 Bytes = 0.15 kB = 0.00 MB

Load Address: 0x00000000

Entry Point: 0x00000000

Contents:

Image 0: 149 Bytes = 0 kB = 0 MB

③ 在U-BOOT中加载并执行这个脚本。

ARMer9# tftp 100000 /tftpboot/example.img

ARP broadcast 1

TFTP from server 10.0.0.2; our IP address is 10.0.0.99

Filename '/tftpboot/TQM860L/example.img'.

Load address: 0x100000

Loading: #

done

Bytes transferred = 221 (dd hex)

ARMer9# autoscr 100000

## Executing script at 00100000

Network Configuration:

----------------------

Target:

ipaddr=10.0.0.99

hostname=arm

Server:

serverip=10.0.0.2

rootpath=/nfsroot

ARMer9#

◆ 支持WatchDog、LCD logo和状态指示功能等。如果系统支持splash screen，U-BOOT启动时，会把这个图像显示到LCD上，给用户更友好的感觉。

◆ 支持MTD和文件系统。U-BOOT作为一种强大的BootLoader，它不仅支持MTD，而且可以在MTD基础上实现多种文件系统，比如cramfs、fat和jffs2等。

◆ 支持中断。由于传统的BootLoader都分为stage1和stage2，所以在stage2中添加中断处理服务十分困难，比如BLOB；而U-BOOT是把两个部分放到了一起，所以添加中断服务程序就很方便。

◆ 详细的开发文档。由于大多数BootLoader都是开源项目，所以文档都不是很充分。U-BOOT的维护人员意识到了这个问题，充分记录了开发文档，所以它的移植要比BLOB等缺少文档的BootLoader方便。

编译uboot的时候，在processor.h中出错

解决办法：

修改processor.h中:

union debug_insn

{

u32 arm;

u16 thumb;

}

修改成：

union debug_insn

{

u32 arm_mode;

u16 thumb_mode;

}