U-boot移植--8步

时间:2021-06-28 04:26:31

u-boot移植到mini2440,u-boot版本2008.10 收藏
这篇文章写于2008.12.28日,主要记录了我移植u-boot-2008.10的过程,并附上了移植好的patch文件。移植好的u-boot-2008.10适用友善公司的mini2440和阳初公司的yc2410。其它的开发板,可能要根据相应的电路配置做稍许修改。我的移植是使用非nand-leagcy方法的,移植好的u-boot-2008.10功能除了基本功能外,加上了yaffs1映像的写入功能,加入了从nand flash启动的功能,改善了一些操作感受,往nand写入数据时,可以显示进度。在使用上要注意的是使用nand wirte.yaffs 命令写入yaffs1映像时,文

件长度参数一定要与yaffs1映像的大小完全一致,否则有可能产生假坏块。我的开发环境是vmware,kubuntu8.04。交叉编译是用crosstool0.43编译生成的arm-linux-gcc 4.1.0,libc 2.3.2。
   (本人也成功移植了linux2.6.27.9到mini2440开发板上,有需要源码的,可以和我联系。EMAIL:nanjinrat@sohu.com,映像文件在此下载http://blog.chinaunix.net/u2/75270/showart.php?id=1796658
    一直想自已移植一套u-boot,但因为工作忙,一直都没有做,最近时间比较多,买了一套友善之臂的mini2440开发板,此板电路与该公司之前的QQ2440基本一至。而该开发板自带的u-boot的移植的还不很完善,于是下决心自已移植u-boot。要移植就用最新版的u-boot移植,于是决定在u-boot.2008.10版上进行移植,此版是2008年10月的新版,于之前的版本有较大改动,所以版本号也没有延续以前的编号方式,而改为2008.10。我的移植目的,是要能同时持S3C2440,S3C2410(手中还有一块阳初公司出的S3C2410开发板),从nand flash启动u-boot,因为目前大多数应用都是只有nand flash的,所以没打算从nor flash启动。支持tftp的使用,也就说要移植网卡的驱动,mini2440和阳初的s3c2410自带的linux都是使用yaffs文件系统作为根文件系统的,因此,u-boot还要能支持yaffs映像的烧写。在此我将移植过程记录下来,以方便大家在移植此版u-boot时参考。为了方便整个移植过程中的调试,我把移植过程分为0~6共7个阶段。每个阶段完成时,u-boot都是可以正常运行的,因此,你可以根据自已的要求,决定移植工作做到哪一阶段。为了同时支持S3C2440和S3C2410,我在移植时,同时加入两种代码,使用config_s3c2440,config_s3c2410这样的宏定义来决定编译哪种代码。如果你不需要同时支持两个CPU,你可以只加入一种代码。所有代码不在此列出,大家可以看我上传的移植好的u-boot。我在下面给出针对S3C2440移植的详细说明,S3C2410的移植比较简单,参考2440的移植即可,不另说明了。不同阶段的详细代码可以阅读patch文件。
第0阶段:
本阶段任务,是在u-boot系统中,建立起自已的开发板体系。我先建立mini2440板的体系。方法如下。hugerat是我的网名,你可以根据需要更改。
1 打开u-boot主目录下的makefile,找到smdk2410_config,在其下,仿照它的格式加入如下语句
rat2440_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t rat2440 hugerat 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。
rat2440: 开发板的型号(BOARD),对应于board/hugerat/rat2440目录。
hugerat: 开发者/或经销商(vender)。
s3c24x0: 片上系统(SOC)。
此步是为了加入自已的开发板,非必须也可以在现有的开发板基础上修改。
2修改CROSS_COMPILE为自已的arm gcc编译器,我使用的是系统默认的arm-linux-gcc,故不必再修改相应的CROSS_COMPILE项。
3 在/board子目录中建立自己的开发板rat2440目录由于我在上一步板子的开发者/或经销商(vender)中填了 hugerat ,所以开发板rat2440目录一定要建在/board子目录中的hugerat
目录下 ,否则编译会出错。
然后,将smdk2410目录下的文件考入此目录中。
并将其中的smdk2410.c改名为rat2440.c

还要记得修改自己的开发板rat2440目录下的Makefile文件,不然编译时会出错:
COBJS    := rat2440.o flash.o
4 在include/configs/中建立配置头文件
将smdk2410的相应头文件复制一份在相同目录下。并改名为rat2440.h
5 回到u-boot主目录,make rat2440_config,再make,编译生成u-boot.bin成功。
建立S3C410板的方法同上,仅将2440改为2410即可。不重复了。
第0阶段完成。
第1阶段
本版u-boot依然没有提供对S3C2440的支持,因此本阶段任务是加入S3C2440相关的代码,使得u-boot可以在s3c2440上正常工作。但
没有增加任何附加功能。
在下列文件中加入标注为/*by hugerat,phase 1---*/的代码。其中,被注释掉的代码为原代码。
/cpu/arm920t/start.s (加入S3C2440的时钟相关的寄存器定义,加入时钟初始化代码,以使S3C2440工作在405MHz)
board/hugerat/rat2440/lowlevel_init.s(加入S3C2440内存控制寄存器的定义)
board/hugerat/rat2440/rat2440.c (修改GPIO,PLL的设置,应注意GPBCON的设置,不要让蜂鸣器响)
include/configs/rat2440.h(设定环境变量)
以下文件主要加入CONFIG_S3C2440宏定义以使得编译一些S3C2410的代码,和加入led灯的控制。以指示u-boot程序进程。
/inlcude/s3c24x0.h
cpu/arm920t/s3c24x0/interrupts.c(这里还要加入CONFIG_rat2440和CONFIG_rat2410)
/cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c
cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c
cpu/arm920t/s3c24x0/usb_ohci.c
/cpu/arm920t/s3c24x0/usb.c cpu/arm920t/s3c24x0/i2c.c
drivers/usb/usb_ohci.c
drivers/rtc/s3c24x0_rtc.c
/lib_arm/board.c
编译成功。将u-boot.bin烧入nor-flash即可运行。
但是为方便使用,同时,也是方便u-boot的调试。因此,我要将此u-boot代码再做一修改,使其可以在内存中运行。这样,可以用
开发板自带的vivi将其下载到内存中,再在内存中运行u-boot。要想它在内存中运行,方法很简单,将/root/u-boot-
1.3.1/cpu/arm920t中的start.s中
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
       bl       cpu_init_crit
#endif
此段代码中的bl cpu_init_crit注释掉,即不进行CPU的初始化工作(此工作,当前在板子上运行的vivi已完成,故不能再次进行)
,即改为
#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
       @bl       cpu_init_crit
#endif
修改/board/hugerat/rat2440/config.mk中text_base 值为0x33000000
使用vivi命令load ram 0x33000000 0x17ea8 x将u-boot.bin装入内存。再用go 0x33000000命令,即可。
至此,第1阶段工作完成。
第2阶段
本阶段任务,是给u-boot移植dm9000的网卡驱动。
u-boot自带网卡驱动,所以只要做些设置即可。
在下列文件中加入标志为/*by hugerat,phase 2----*/的代码.
/include/configs/rat2440.h (加入dm9000定义,加入ping命令定义)
此时,编译通过,但ping时,报`ethaddr' not set错误。
研究原代码,发现#define CONFIG_ETHADDR 08:00:3e:26:0a:5b被注释掉,恢复,并改变原来默认的IP地址。重新编译后,可以
ping通网络了。(也可以在u-boot启动后,修改相关参数,但因为现阶段还没有支持nandflash,参数无法保存,故在此改变较为方
便)
又发现,ping是能ping通了,但报could not establish link(不能建立链接)的错。不影响使用。参考网上的资料,发现这是因为
在网卡驱动中,/home/lijin/u-boot-rat/drivers/net/dm9000.c,有一段程序试图连接网卡的MII接口,而实际上MII接口并未使用
,所以有十秒的等待时间,且报错,将此段程序注释掉即可。
到此,本阶段任务完成。
第3阶段
本阶段任务,移植nand-flash驱动,注意此阶段工作仅是让u-boot可以操作读写nand flash。还不能让它从nand flash启动。
首先,要说明一下CFG_NAND_LEGACY的使用。在u-boot的/drivers/mtd/下有两个目录,分别是nand和nand_legacy。在nand目录下的
是nand的初始化函数和nand的操作读写函数,是使用linux的mtd构架的。此目录下的文件,只有在定义了CFG_CMD_NAND宏和没有定
义CFG_NAND_LEGACY宏的情况下才会被编译。在nand_leagcy目录下的文件也是是实现nand相关操作命令,如read,write等命令的功
能,但不是使用linux的mtd构架。此目录下的文件,只有在定义了CFG_CMD_NAND和定义了CFG_NAND_LEGACY宏的情况下才会定义。此
目录下的文件u-boot组织已不推荐使用。事实上,此版中,S3C2410构架已不支持对nand_leagcy,因此,我在移植中,是用的不定
义CFG_NAND_LEGACY的方式,即非nand_leagcy方式。
在/include/configs/rat2440.h中加标注为by hugerat,phase3的代码段,这段代码是让u-boot启用其自带nand flash驱动,并设置
相应的nand flash参数。
此时,试编译一下,通过。要说明的是,此版的u-boot已自带board_nand_init(),此函数在/cpu/arm920t/s3c24x0/nand.c中实现
。并且此版已不支持定义CFG_NAND_LEGACY,如定义此宏,则编译是会报 #error "U-Boot legacy NAND support not available
for S3C2410"的错误。故此版已不能使用网上流传非nand_leagcy方式的自加nand flash初始化函数的方法,只能用其自带的初始化
函数
下载到内存中运行,报None nand devices!!!,这是当然的。因为S3C2410和S3C2440在FLASH控制器上,差别较大,必须改写代码。
改写主要在/cpu/arm920t/s3c24x0/nand.c中进行。(此文件内是与芯片紧密相关的代码),一是board_nand_init函数,一是
s3c2410_hwcontrol,参照2440的手册,改写相关代码。还要在此文件的开始部分加入S3C2440 nand flash控制器相关寄存器的定义
。改写的代码标注同上。改写完毕后,u-boot可以识别出nand flash芯片是64MB的,但还不能识别是什么芯片。
在/driver/mtd/nand/nand_base.c中的nand_get_flash_type函数结尾,修改MTDDEBUG语句,改为printf,再编译,可以正常显示芯
片了。但nand write功能不正常,即没报错,实际上也没有写进去。
探讨原因后发现,原来是u-boot自带的nand-flash驱动(不定义nand_leagcy),是基于mtd驱动的。在默认情况下,不进行写入正
确与否的校验。要定义CONFIG_MTD_NAND_VERIFY_WRITE宏才能进行写入校验。关于ECC校验,mtd驱动默认是用sotf_ecc的。加入宏
定义后,u-boot报write error了。
在此我卡了很久,最后才发现是u-boot.2008.10自带的S3C2410的s3c2410_hwcontrol函数有错。在此函数中,把chip->IO_ADDR_W值
改写了,导致在写数据时出现错误。将此错误修正后,nand write正常了。修正方法是使用一全局变量替代chip->IO_ADDR_W。
接下来,在rat2440.h中加入#define CONFIG_ENV_IS_IN_NAND 1注掉原来的#define CONFIG_ENV_IS_IN_FLASH 1,加入
#define CONFIG_ENV_OFFSET 0x30000 注掉原来的#define CFG_ENV_OFFSET 0x30000。编译。saveenv功能也正常了。
至此,nand-flash驱动移植完成。
测试,nand write 0x30000000 0x40000 0x40000时,成功。用nand read也成功读出。此处要说明的,如果用vivi烧写信息到nand
中,再用u-boot读取,会报错,应该是ECC校验不是由同一软件产生所至。
此阶段完成。
第4阶段
本阶段任务是将u-boot改写为从nand-flash启动。
首先,将/cpu/arm920t/start.s中第一阶段中为了从内存中启动而屏蔽掉的语句恢复。加入标注为/*by hugerat,phase 4----*/的
语句,为了兼容S3C2410,同时也加入S3C2410 nand boot 相关代码。同时,在/board/hugerat/rat2440/lower_init.s中,根据开
发板电路,对内存相关的几个寄存器定义进行调整。整个启动代码参考了vivi的代码。因此,将vivi的nand_read.c(支持S3C2440
的vivi,此文件中的读nand函数是直接操作nand flash的,与u-boot自带,适合用于启动时用。)考入/board/hugerat/rat2440目
录下。并修改目录下的makefile,使nand_read.c被编译。
编译,成功,将u-boot烧入nand flash,能成功从nand启动了。
第5阶段
本阶段任务是实现u-boot通过nfs引导友善提供的linux2.6.13的内核。
友善的linux并没有提供make uImage命令,需要添加。将u-boot的tools目录下的mkimage拷到开发机linux系统下的/usr/bin目录下
。在linux的/arch/arm/makefile中和/arch/arm/boot/makefile中,可以找到zImage的项目,仿照它添加uImage项目。
这个问题解决后,就是要用u-boot引导linux内核了,我用的是扬创提供的linux2.6.13的内核,扬创提供的内核,loadaddress和
entry都是30008000,我用u-boot1.2中的bootcmd参数,u-boot1.3.1 bootm却不能引导,报bad magic number,看了bootm的相关资
料,得知,如果我们没用mkimage对内核进行处理的话,那直接把内核下载到0x30008000再运行就行,内核会自解压运行(不过内核
运行需要一个tag来传递参数,而这个tag建议是由bootloader提供的,在u-boot下默认是由bootm命令建立的)。

2)如果使用mkimage生成内核镜像文件的话,会在内核的前头加上了64byte的信息,供建立tag之用。bootm命令会首先判断bootm
xxxx 这个指定的地址xxxx是否与-a指定的加载地址相同。
(1)如果不同的话会从这个地址开始提取出这个64byte的头部,对其进行分析,然后把去掉头部的内核复制到-a指定的load地址中去
运行之
(2)如果相同的话那就让其原封不同的放在那,但-e指定的入口地址会推后64byte,以跳过这64byte的头部。
Bootm在没有参数时,是采用rat2440.h中的#define CFG_LOAD_ADDR 的地址的,而我用bootm就是没有使用参数,所以出错了。正确
的做法应该是用nand read命令将内核从nand flash中读到内存的某一地址中(注意不要与其它已分配的内存冲突),然后再用
bootm 加地址参数,即可引导,也可以在上述的文件中,将CFG_LOAD_ADDR的地址定义为此地址,再用bootm就可以了.
我设定bootcmd环境变量为tftp 0x31000000 uImage; bootm 0x31000000,注意地址不能为0x30008000,否则报错.
做完这此,内核可以引导了,但却停在starting kernel不动了,好在我以前做过vivi+linux2.6.22的移植,知道此问题多半是由于
mach_type不同而造成的。在u-boot中,此mach_type是由rat2440.c中的这段代码定义的
#if defined(CONFIG_S3C2440)
/* arch number of S3C2440 -Board */
       //gd->bd->bi_arch_number = 5244 ; //改为和内核的MACH_TYPE一至
       gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_MINI2440 ;
#endif
你可以直接在这里改数字,也可以在include/asm-arm/mach_types.h的文件中,改MACH_TYPE_S3C2440的数值。将数值改为和内核的
mach_type一至。至于内核的mach_type可以在内核linux源代码下的arch/arm/tools中的mach_types文件查看到。
此时,又发现内核不能通过nfs引导。查资料后得知是因为u-boot没有传递参数给内核。原来是rat2440.h中少定义了几个宏。补上

#define CONFIG_CMDLINE_TAG 1   /* enable passing of ATAGs */
#define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS 1
#define CONFIG_INITRD_TAG   1
至此,u-boot已能正常引导linux启动了。第5阶段完成。
第6阶段
本阶段任务,是给u-boot加入烧写yaffs映像文件的功能。
网上有很多文章已经有介绍如何加入此功能,方法也不复杂。但我移植的u-boot.2008.10版,在nand flash的操作上与之前的版本
有了很大的区别。这些文章介绍的方法已不能在此版中应用。于是我只好自已根据u-boot的源代码,yaffs映像文件的格式,自已编
修改了u-boot.2008.10的代码,让它可以实现yaffs的烧写,因为我用的开发板的nand flash是k9f1208,只能使用yaffs1,所以我
的修改代码暂时只能支持yaffs1格式的映像。(要支持yaffs2也不难,但因为无法验证,所以就没有做尝试。)
修改方法如下:
在/common/com_nand.c中do_nand函数中,加入三段/*by hugerat,phase6---*/标注的代码,实现对nand write.yaffs命令的支持。
此代码中,要用到mtd_info结构中的两个变量,这两个变量本来是没有的,所以要在include/linux/mtd/mtd.h的mtd_info结构体定
义中加入。
在/drivers/mtd/nand/nand_util.c的nand_write_skip_bad函数中,两段程序,一段是为了计算正常数据的长度,一段是为了在写
入一段数据后,数据指针能正常跳到下一段数据。
在/drivers/mtd/nand/nand_base.c的nand_write函数中,加入一段把正常数据与oob数据分离的代码,再加入页写时的模式设置为
MTD_OOB_RAW,使页写时,不进行ECC的校验和加入。(ECC的校验在yaffs的oob数据中已自带了,不能重写。)此模式下,写入正常
数据后,会把oob数据缓存的数据写入nand的oob区。
至此,u-boot.2008.10的移植工作全部完成。
最后说明一下,关于阳初2410的移植,因为上面的代码中已加入S3C2410相关代码,移植时,只需参考S3C2440,新建一个开发板体
系,新建时,将rat2440目录下的文件拷贝到rat2410下,将重命名S3C2440.c为S3C2410.c,修改makefile,加上s3c2410.o 去掉
s3c2440.o,拷贝rat2440.h为rat2410.h,将其中的CONFIG_S3C2440注掉,加上CONFIG_S3C2410。在u-boot总目录下的makefile中
rat2440_config下添加
rat2410_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t rat2410 hugerat s3c24x0
因为阳初的板用的是cs8900,因此要在rat2410.h中注掉DM9000的定义,添加CS8900的。
再make rat2410_config,再make,即可。
文章最后,为方便网友,我把patch文件附上。patch文件使用方法是下载u-boot-2008.10.tar.bz2,在这里下载ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/,用tar -xvf u-bot-
2008.19.tar.bz2解压到u-boot-2008.10目录,把u-boot-rat.patch文件拷贝到此目录所在同级目录下。执行patch -p0 < u-boot-
rat.patch。完成后,进u-boot-2008.10目录,执行make rat2440_config,再make即可生成u-boot.bin,如是2410,则执行make
rat2410_config即可,我在mini2440,阳初的2410上试过,功能正常。其它开发板的也可一试。
附patch文件:
可以在此下载全部补丁。

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