嵌入式Linux之我行，主要讲述和总结了本人在学习嵌入式linux中的每个步骤。一为总结经验，二希望能给想入门嵌入式Linux的朋友提供方便。如有错误之处，谢请指正。
一、移植环境
二、移植步骤
本次移植的功能特点包括：
- 支持Nand Flash读写
- 支持从Nor/Nand Flash启动
- 支持CS8900或者DM9000网卡
- 支持Yaffs文件系统
- 支持USB下载(还未实现)
1. 了解u-boot主要的目录结构和启动流程，如下图。
u-boot
的stage1
代码通常放在cpu/xxxx/start.S
文件中，他用汇编语言写成；
u-boot
的stage2代码通常放在lib_xxxx/board.c
文件中，他用C语言写成。
各个部分的流程图如下：
2. 建立自己的开发板项目并测试编译。
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my2440
| #tar -jxvf u-boot-2009.08.tar.bz2 //解压源码
#cd u-boot-2009.08/board/samsung/ //进入目录
#mkdir my2440 //创建my2440文件夹
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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/* my2440/ //将2410下所有的代码复制到2440下
#cd my2440 //进入my2440目录
#mv smdk2410.c my2440.c //将my2440下的smdk2410.c改名为my2440.c
#cd ../../../ //回到u-boot根目录
#cp include/configs/smdk2410.h include/configs/my2440.h //建立2440头文件
#gedit board/samsung/my2440/Makefile //修改my2440下Makefile的编译项，如下：
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| COBJS := my2440.o flash.o //因在my2440下我们将smdk2410.c改名为my2440.c
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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my2440_config的编译选项，另外还要指定交叉编译器
| 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) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0
my2440_config : unconfig //2440编译选项格式
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t my2440 samsung s3c24x0
*说明：arm ：CPU的架构(ARCH)
arm920t：CPU的类型
my2440 ：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
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4）测试编译新建的my2440开发板项目
| #make my2440_config //如果出现Configuring for my2440 board...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
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到此为止，u-boot对自己的my2440开发板还没有任何用处，以上的移植只是搭建了一个my2440开发板u-boot的框架，要使其功能实现，还要根据my2440开发板的具体资源情况来对u-boot源码进行修改。
3. 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my2440开发板（注：修改或添加的地方都用红色表示）。
1）my2440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my2440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）my2440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my2440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 GPBCON 0x56000010
#define GPBDAT 0x56000014
#define GPBUP 0x56000018
//以下对寄存器的操作参照S3C2440的DataSheet进行操作
ldr r0, =GPBUP
ldr r1, =0x7FF //即：二进制11111111111，关闭PB口上拉
str r1, [r0]
ldr r0, =GPBCON //配置PB5、6、7、8为输出口，对应PBCON寄存器的第10-17位
ldr r1, =0x154FD //即：二进制010101010011111101
str r1, [r0]
ldr r0, =GPBDAT
ldr r1, =0x1C0 //即：二进制111000000，PB5设为低电平，6、7、8为高电平
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/my2440.h头文件中添加CONFIG_S3C2440宏
| #gedit include/configs/my2440.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 my2440_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。终端运行结果如下：
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/my2440/my2440.c和cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c中修改或添加部分代码，如下：
| #gedit board/samsung/my2440/my2440.c //设置主频和USB时钟频率参数与start.S中的一致
|
| #define FCLK_SPEED 2 //设置默认等于2，即下面红色代码部分有效
#if FCLK_SPEED==0 /* Fout = 203MHz, Fin = 12MHz for Audio */
#define M_MDIV 0xC3
#define M_PDIV 0x4
#define M_SDIV 0x1
#elif FCLK_SPEED==1 /* Fout = 202.8MHz */
#define M_MDIV 0xA1
#define M_PDIV 0x3
#define M_SDIV 0x1
#elif FCLK_SPEED==2 /* Fout = 405MHz */
#define M_MDIV 0x7F //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置
#define M_PDIV 0x2
#define M_SDIV 0x1
#endif
#define USB_CLOCK 2 //设置默认等于2，即下面红色代码部分有效
#if USB_CLOCK==0
#define U_M_MDIV 0xA1
#define U_M_PDIV 0x3
#define U_M_SDIV 0x1
#elif USB_CLOCK==1
#define U_M_MDIV 0x48
#define U_M_PDIV 0x3
#define U_M_SDIV 0x2
#elif USB_CLOCK==2 /* Fout = 48MHz */
#define U_M_MDIV 0x38 //这三个值根据S3C2440芯片手册“PLL VALUE SELECTION TABLE”部分进行设置
#define U_M_PDIV 0x2
#define U_M_SDIV 0x2
#endif
|
| #gedit cpu/arm920t/s3c24x0/speed.c //根据设置的分频系数FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8修改获取时钟频率的函数
|
| static ulong get_PLLCLK(int pllreg)
{
S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
ulong r, m, p, s;
if (pllreg == MPLL)
r = clk_power->MPLLCON;
else if (pllreg == UPLL)
r = clk_power->UPLLCON;
else
hang();
m = ((r & 0xFF000) >> 12) + 8;
p = ((r & 0x003F0) >> 4) + 2;
s = r & 0x3;
#if defined(CONFIG_S3C2440)
if(pllreg == MPLL)
{ //参考S3C2440芯片手册上的公式：PLL=(2 * m * Fin)/(p * 2s)
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m * 2) / (p s));
}
#endif
return((CONFIG_SYS_CLK_FREQ * m) / (p s));
}
/* return HCLK frequency */
ulong get_HCLK(void)
{
S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
#if defined(CONFIG_S3C2440)
return(get_FCLK()/4);
#endif
return((clk_power->CLKDIVN & 0x2) ? get_FCLK()/2 : get_FCLK());
}
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好了！修改完毕后我们再重新编译u-boot，然后再下载到RAM中运行测试。结果终端有输出信息并且出现类似Shell的命令行，这说明这一部分移植完成。示意图如下：
下接：u-boot-2009.08在2440上的移植详解（二）
