实验六 u-boot-2013.01移植

news2024/12/26 23:15:39

【实验目的】

了解u-boot 的代码结构及移植的基本方法

【实验环境】

  1. ubuntu 14.04发行版
  2. FS4412实验平台
  3. 交叉编译工具arm-none-linux-gnueabi-

【注意事项】

  1. 实验步骤中以“$”开头的命令表示在 ubuntu 环境下执行

【实验步骤】

一、建立自己的平台

  1. 下载uboot源码
    在uboot官网下载uboot源码（这里我们选择u-boot-2013.01.tar.bz2）
    ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

  2. 解压uboot源码
    拷贝uboot源码包到ubuntu的家目录下，解压并进入其顶层目录

     $ tar  xvf  u-boot-2013.01.tar.bz2
 $ cd  u-boot-2013.01/

  3. 指定交叉编译工具信息
    uboot源码并不知道我们使用的处理器架构及交叉编译工具是什么，这里我们需要自己 在Makefile中指定

     $ vi  Makefile

    将

     ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
 CROSS_COMPILE ?=
 endif

    修改为如下内容（注意后边不要有多余的空格），然后保存退出

     ifeq (arm,arm)
 CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi-
 endif

  4. 添加Board信息
    因为uboot源码并不支持我们的开发板，这里我们需要从源码支持的开发板中找一个硬 件与我们最类似的，在其基础上进行修改，这里我们参考的是samsung公司的origen

     $ cp  -rf  board/samsung/origen/  board/samsung/fs4412
 $ mv  board/samsung/fs4412/origen.c  board/samsung/fs4412/fs4412.c

    因为修改了文件名，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  board/samsung/fs4412/Makefile

    将

     ifndef CONFIG_SPL_BUILD
 COBJS	+= origen.o
 endif

    修改为如下内容，然后保存退出

     ifndef CONFIG_SPL_BUILD
 COBJS	+= fs4412.o
 endif

    拷贝origen相关的头文件并将其重命名

     $ cp  include/configs/origen.h  include/configs/fs4412.h

    修改文件中的信息

     $ vi  include/configs/fs4412.h

    将

     #define CONFIG_SYS_PROMPT		"ORIGEN # "

    修改为如下内容

     #define CONFIG_SYS_PROMPT		"fs4412 # "

    再将

     #define CONFIG_IDENT_STRING		" for ORIGEN"

    修改为如下内容，然后保存退出

     #define CONFIG_IDENT_STRING		" for fs4412"

    打开uboot源码顶层目录下的boards.cfg文件

     $ vi  boards.cfg

    在

     origen			     arm	 armv7	     origen		 samsung	exynos

    后添加如下内容（FS4412的相关信息），然后保存退出

     fs4412			     arm	 armv7	     fs4412		 samsung	exynos

    至此我们在uboot源码中给我们的板子添加了“档案”，源码就支持我们的开发板了

  5. 编译uboot
    在uboot源码顶层目录下执行如下命令，指定当前使用的Board信息

     $ make  fs4412_config

    编译uboot

     $ make

    编译完成后会在源码顶层目录下生成u-boot.bin文件，但该文件还不能在我们的开发板 上运行，因为以上操作我们只是把origen相关的文件的名字改成了fs4412，使uboot能 识别fs4412开发板，但文件中的代码还是origen的，和我们的开发板不匹配，所以我 们还需要进一步进行修改和配置

二、添加三星加密引导方式

考虑芯片启动的安全性，Exynos4412需要三星提供的初始引导加密后我们的u-boot才 能被引导运行，所以我们需要在uboot源码中添加三星提供的加密处理代码

  1. 添加三星加密引导方式
    将资料中“移植相关文件”下的sdfuse_q和CodeSign4SecureBoot目录拷贝到uboot源 码的顶层目录下（这之后不要执行make clean或make distclean，这会将加密文件清除）
    在这里插入图片描述

    因为添加的加密文件也要编译，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  Makefile

    在

     $(obj)u-boot.bin:	$(obj)u-boot
 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
 $(BOARD_SIZE_CHECK)

    后添加如下内容（添加的内容需要tab键缩进，否则编译报错），然后保存退出

     @#./mkuboot
 @split -b 14336 u-boot.bin bl2
 @+make -C sdfuse_q/
 @#cp u-boot.bin u-boot-4212.bin
 @#cp u-boot.bin u-boot-4412.bin
 @#./sdfuse_q/add_sign
 @./sdfuse_q/chksum
 @./sdfuse_q/add_padding
 @rm bl2a*
 @echo

  2. 添加调试代码（点灯法）
    很多时候我们不确定uboot是否已经在板子上运行，所以我们在uboot源码中添加一段 代码使板子上的LED点亮，这样如果看到LED亮的话就表示uboot已经在运行了
    打开uboot启动后的第一段代码

     $ vi  arch/arm/cpu/armv7/start.S

    在第134行后添加如下代码（即点亮LED2），然后保存退出

     ldr r0, =0x11000c40
 ldr r1, [r0]
 bic r1, r1, #0xf0000000
 orr r1, r1, #0x10000000
 str r1, [r0]
 ldr r0, =0x11000c44
 mov r1, #0xff
 str r1, [r0]

  3. 添加编译脚本
    使用make命令编译时只链接uboot源码中的相关代码，而我们添加的初始引导加密的 代码不会被连接到u-boot.bin中，所以这里我们自己编写编译脚本build.sh，这个脚本 中除了对uboot源码进行配置和编译外还将初始引导加密代码链接到了u-boot.bin上， 最终生成一个完成的uboot镜像u-boot-fs4412.bin
    将资料中“移植相关文件”下的build.sh拷贝到uboot源码的顶层目录下
    在这里插入图片描述

    给编译脚本添加可执行权限

     $ chmod  777  build.sh

  4. 编译uboot
    通过脚本编译uboot源码

     $ ./build.sh

    编译完成后在源码的顶层目录下会生成“u-boot-fs4412.bin”
    在这里插入图片描述

  5. 测试uboot

    参照之前的实验（实验四 SD 卡启动盘制作）将生成的u-boot-fs4412.bin烧写到SD卡中，开发板选择SD卡启动， 然后上电查看现象，若LED2点亮则说明我自己移植的u-boot已经能够被加载运行

三、实现串口输出

虽然uboot已经能在开发板上加载运行，但是此时的uboot还不能在终端上打印信息， 原因在于uboot源码中对UART的配置与我们实际的硬件不匹配

  1. 修改UART源码

     $ vi  board/samsung/fs4412/lowlevel_init.S

    在

     lowlevel_init:

    后添加如下内容（初始化临时栈）

     	ldr  sp,=0x02060000

    在

     beq	wakeup_reset

    后添加如下内容（关闭看门狗）

     #if 1
 	ldr r0, =0x1002330c
 	ldr r1, [r0]
 	orr r1, r1, #0x300
 	str r1, [r0]
 	ldr r0, =0x11000c08
 	ldr r1, =0x0
 	str r1, [r0]
 /* Clear  MASK_WDT_RESET_REQUEST  */
 	ldr r0, =0x1002040c
 	ldr r1, =0x00
 	str r1, [r0]
 #endif

    在

     uart_asm_init:
 	/* setup UART0-UART3 GPIOs (part1) */
 	mov	r0, r7
 	ldr	r1, =EXYNOS4_GPIO_A0_CON_VAL
 	str	r1, [r0, #EXYNOS4_GPIO_A0_CON_OFFSET]
 	ldr	r1, =EXYNOS4_GPIO_A1_CON_VAL
 	str	r1, [r0, #EXYNOS4_GPIO_A1_CON_OFFSET]

    后添加如下内容（UART初始化）

     ldr	r0, =0x10030000
 ldr	r1, =0x666666
 ldr	r2, =CLK_SRC_PERIL0_OFFSET
 str	r1, [r0, r2]
 ldr	r1, =0x777777
 ldr	r2, =CLK_DIV_PERIL0_OFFSET
 str	r1, [r0, r2]

    注释掉

     bl uart_asm_init

    后的一条语句，然后保存退出

     #if 0
 	bl tzpc_init
 #endif

  2. 编译uboot
    通过脚本编译uboot源码

     $ ./build.sh

  3. 测试uboot
    参照之前的实验将生成的u-boot-fs4412.bin烧写到SD卡中，开发板选择SD卡启动， 然后上电查看现象，若终端有打印信息则说明UART移植成功
    在这里插入图片描述

四、 网卡移植

虽然可以通过终端输入命令，但此时的uboot还不能使用ping. tftp等命令，原因在于 命令都是操作网络的，而uboot源码中网卡的相关配置与我们当前的板子不匹配，所以 我们还要对网卡进行移植

  1. 修改网络初始化代码

     $ vi  board/samsung/fs4412/fs4412.c

    在

     struct exynos4_gpio_part2 *gpio2;

    后添加如下内容

     #ifdef  CONFIG_DRIVER_DM9000
 #define EXYNOS4412_SROMC_BASE 0X12570000
 
 #define DM9000_Tacs     (0x1) 
 #define DM9000_Tcos     (0x1) 
 #define DM9000_Tacc     (0x5) 
 #define DM9000_Tcoh     (0x1) 
 #define DM9000_Tah      (0xC) 
 #define DM9000_Tacp     (0x9)   
 #define DM9000_PMC      (0x1)  
 
 struct exynos_sromc {
 	unsigned int bw;
 	unsigned int bc[6];
 };
 
 void exynos_config_sromc(u32 srom_bank, u32 srom_bw_conf, u32 srom_bc_conf)
 {
 	unsigned int tmp;
 	struct exynos_sromc *srom = (struct exynos_sromc *)(EXYNOS4412_SROMC_BASE);
 
 	/* Configure SMC_BW register to handle proper SROMC bank */
 	tmp = srom->bw;
 	tmp &= ~(0xF << (srom_bank * 4));
 	tmp |= srom_bw_conf;
 	srom->bw = tmp;
 
 	/* Configure SMC_BC register */
 	srom->bc[srom_bank] = srom_bc_conf;
 }
 
 static void dm9000aep_pre_init(void)
 {
 	unsigned int tmp;
 	unsigned char smc_bank_num = 1;
 	unsigned int     smc_bw_conf=0;
 	unsigned int     smc_bc_conf=0;
        
 	/* gpio configuration */
 	writel(0x00220020, 0x11000000 + 0x120);
 	writel(0x00002222, 0x11000000 + 0x140);
 	/* 16 Bit bus width */
 	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x180);
 	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x188);
 	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1C0);
 	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1C8);
 	writel(0x22222222, 0x11000000 + 0x1E0);
 	writel(0x0000FFFF, 0x11000000 + 0x1E8);              
 	smc_bw_conf &= ~(0xf<<4);
 	smc_bw_conf |= (1<<7) | (1<<6) | (1<<5) | (1<<4);
 	smc_bc_conf = ((DM9000_Tacs << 28)
 				 | (DM9000_Tcos << 24)
 				 | (DM9000_Tacc << 16)
 				 | (DM9000_Tcoh << 12)
 				 | (DM9000_Tah  << 8)
 				 | (DM9000_Tacp << 4)
 				 | (DM9000_PMC));
 	exynos_config_sromc(smc_bank_num,smc_bw_conf,smc_bc_conf);
 }
 #endif

    在

     gd->bd->bi_boot_params = (PHYS_SDRAM_1 + 0x100UL);

    后添加如下内容

     #ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
 	dm9000aep_pre_init();
 #endif

    在文件末尾添加如下内容，然后保存退出

     #ifdef CONFIG_CMD_NET
 int board_eth_init(bd_t *bis)      
 {      
 	int rc = 0;
 #ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
 	rc = dm9000_initialize(bis);     
 #endif                      
 	return rc;                
 }  
 #endif

  2. 修改网络配置代码

     $ vi  include/configs/fs4412.h

    将

     #undef CONFIG_CMD_PING

    修改为

     #define CONFIG_CMD_PING

    再将

     #undef CONFIG_CMD_NET

    修改为

     #define CONFIG_CMD_NET

    在文件末尾

     #endif	/* __CONFIG_H */

    前添加如下内容，然后保存退出

     #ifdef  CONFIG_CMD_NET
 #define CONFIG_NET_MULTI
 #define CONFIG_DRIVER_DM9000	1
 #define CONFIG_DM9000_BASE	0x05000000
 #define DM9000_IO	CONFIG_DM9000_BASE
 #define DM9000_DATA	(CONFIG_DM9000_BASE + 4)
 #define CONFIG_DM9000_USE_16BIT
 #define CONFIG_DM9000_NO_SROM	1
 #define CONFIG_ETHADDR	11:22:33:44:55:66
 #define CONFIG_IPADDR	192.168.9.200
 #define CONFIG_SERVERIP	192.168.9.120
 #define CONFIG_GATEWAYIP	192.168.9.1
 #define CONFIG_NETMASK	255.255.255.0
 #endif

  3. 编译uboot
    通过脚本编译uboot源码

     $ ./build.sh

  4. 测试uboot
    参照之前的实验将生成的u-boot-fs4412.bin烧写到SD卡中，开发板选择SD卡启动， 然后上电查看现象；设置好相关的环境变量，使用网线连接开发板与开发主机，使用 ping命令连接ubuntu，若显示“host xxx.xxx.xxx.xxx is alive”则表示网卡移植成功
    在这里插入图片描述

五、EMMC移植

因为uboot源码中对EMMC的配置与我们的板子不匹配，这里还需要对EMMC相关的 代码进行修改和配置

  1. 修改EMMC初始化代码
    将资料中“移植相关文件”下的movi.c拷贝到uboot源码的arch/arm/cpu/armv7/exynos/ 目录下
    在这里插入图片描述

    因为添加的新文件也要编译，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  arch/arm/cpu/armv7/exynos/Makefile

    将

     COBJS	+= clock.o power.o soc.o system.o pinmux.o

    修改为如下内容，然后保存退出

     COBJS	+= clock.o power.o soc.o system.o pinmux.o movi.o

    修改板级文件

     $ vi  board/samsung/fs4412/fs4412.c

    在

     #include <asm/arch/mmc.h>

    后添加如下内容

     #include <asm/arch/clk.h>
 #include "origen_setup.h"

    在

     #ifdef CONFIG_GENERIC_MMC

    后添加如下内容

     u32 sclk_mmc4;  /*clock source for emmc controller*/
 #define __REGMY(x) (*((volatile u32 *)(x)))
 #define CLK_SRC_FSYS  __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE + CLK_SRC_FSYS_OFFSET)
 #define CLK_DIV_FSYS3 __REGMY(EXYNOS4_CLOCK_BASE + CLK_DIV_FSYS3_OFFSET)
 
 int emmc_init()
 {
 	u32 tmp;
 	u32 clock;
 	u32 i;
 	/* setup_hsmmc_clock */
 	/* MMC4 clock src = SCLKMPLL */
 	tmp = CLK_SRC_FSYS & ~(0x000f0000);
 	CLK_SRC_FSYS = tmp | 0x00060000;
 	/* MMC4 clock div */
 	tmp = CLK_DIV_FSYS3 & ~(0x0000ff0f);
 	clock = get_pll_clk(MPLL)/1000000;
 
 	for(i=0 ; i<=0xf; i++)  {
 		sclk_mmc4=(clock/(i+1));
 
 		if(sclk_mmc4 <= 160) //200
 		{
 			CLK_DIV_FSYS3 = tmp | (i<<0);
 			break;
 		}
 	}
 	emmcdbg("[mjdbg] sclk_mmc4:%d MHZ; mmc_ratio: %d\n",sclk_mmc4,i);
 	sclk_mmc4 *= 1000000;
 
 	/*
 	* MMC4 EMMC GPIO CONFIG
 	*
 	* GPK0[0]	SD_4_CLK
 	* GPK0[1]	SD_4_CMD
 	* GPK0[2]	SD_4_CDn
 	* GPK0[3:6]	SD_4_DATA[0:3]
 	*/
 	writel(readl(0x11000048)&~(0xf),0x11000048); //SD_4_CLK/SD_4_CMD pull-down enable
 	writel(readl(0x11000040)&~(0xff),0x11000040);//cdn set to be output
 
 	writel(readl(0x11000048)&~(3<<4),0x11000048); //cdn pull-down disable
 	writel(readl(0x11000044)&~(1<<2),0x11000044); //cdn output 0 to shutdown the emmc power
 	writel(readl(0x11000040)&~(0xf<<8)|(1<<8),0x11000040);//cdn set to be output
 	udelay(100*1000);
 	writel(readl(0x11000044)|(1<<2),0x11000044); //cdn output 1
 
 	writel(0x03333133, 0x11000040);
 
 	writel(0x00003FF0, 0x11000048);
 	writel(0x00002AAA, 0x1100004C);
 
 #ifdef CONFIG_EMMC_8Bit
 	writel(0x04444000, 0x11000060);
 	writel(0x00003FC0, 0x11000068);
 	writel(0x00002AAA, 0x1100006C);
 #endif
 
 #ifdef USE_MMC4
 	smdk_s5p_mshc_init();
 #endif 
 }

    将board_mmc_init函数中的内容修改为（之前的内容删除即可）如下内容

     int board_mmc_init(bd_t *bis)
 {
 	int i, err;
 #ifdef CONFIG_EMMC
 	err = emmc_init();
 #endif
 	return err;
 }

    在文件的最末尾添加如下内容，然后保存退出

     #ifdef CONFIG_BOARD_LATE_INIT
 #include <movi.h>
 int  chk_bootdev(void)//mj for boot device check
 {
 	char run_cmd[100];
 	struct mmc *mmc;
 	int boot_dev = 0;
 	int cmp_off = 0x10;
 	ulong  start_blk, blkcnt;
 
 	mmc = find_mmc_device(0);
 
 	if (mmc == NULL)
 	{
 		printf("There is no eMMC card, Booting device is SD card\n");
 		boot_dev = 1;
 		return boot_dev;
  	}
 	start_blk = (24*1024/MOVI_BLKSIZE);
 	blkcnt = 0x10;
 
 	sprintf(run_cmd,"emmc open 0");
 	run_command(run_cmd, 0);
 
 	sprintf(run_cmd,"mmc read 0 %lx %lx %lx",CFG_PHY_KERNEL_BASE,start_blk,blkcnt);
 	run_command(run_cmd, 0);
 
 	/* switch mmc to normal paritition */
 	sprintf(run_cmd,"emmc close 0");
 	run_command(run_cmd, 0);
 
 	return 0;
 }
 
 int board_late_init (void)
 {
 	int boot_dev =0 ;
 	char boot_cmd[100];
 	boot_dev = chk_bootdev();
 	if(!boot_dev)
 	{
 		printf("\n\nChecking Boot Mode ... EMMC4.41\n");
 	}
 	return 0;
 }
 #endif

  2. 添加EMMC命令
    将资料中“移植相关文件”下的cmd_movi.c. cmd_mmc.c. cmd_mmc_fdisk.c拷贝到uboot 源码的common/目录下
    在这里插入图片描述

    因为添加的新文件也要编译，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  common/Makefile

    在

     COBJS-$(CONFIG_CMD_MMC) += cmd_mmc.o

    后添加如下内容，然后保存退出

     COBJS-$(CONFIG_CMD_MMC) += cmd_mmc_fdisk.o
 COBJS-$(CONFIG_CMD_MOVINAND) += cmd_movi.o

    将资料中“移植相关文件”下的mmc.c. s5p_mshc.c拷贝到uboot源码的drivers/mmc/ 目录下
    在这里插入图片描述

    将资料中“移植相关文件”下的mmc.h. movi.h. s5p_mshc.h拷贝到uboot源码的include/ 目录下
    在这里插入图片描述

    因为添加的新文件也要编译，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  drivers/mmc/Makefile

    在

     COBJS-$(CONFIG_S5P_SDHCI) += s5p_sdhci.o

    后添加如下内容，然后保存退出

     COBJS-$(CONFIG_S5P_MSHC) += s5p_mshc.o

  3. 修改EMMC配置代码

     $ vi  include/configs/fs4412.h

    在文件的末尾

     #endif	/* __CONFIG_H */

    前添加如下内容，然后保存退出

     #define CONFIG_EVT1     1       /* EVT1 */
 #ifdef CONFIG_EVT1
 #define CONFIG_EMMC44_CH4 //eMMC44_CH4 (OMPIN[5:1] = 4)
 
 #ifdef CONFIG_SDMMC_CH2
 #define CONFIG_S3C_HSMMC
 #undef DEBUG_S3C_HSMMC
 #define USE_MMC2  
 #endif
 
 #ifdef CONFIG_EMMC44_CH4
 #define CONFIG_S5P_MSHC
 #define CONFIG_EMMC             1
 #define USE_MMC4  
 /* #define CONFIG_EMMC_8Bit */
 #define CONFIG_EMMC_EMERGENCY
 /*#define emmcdbg(fmt,args...) printf(fmt ,##args) */
 #define emmcdbg(fmt,args...)
 #endif
 
 #endif /*end CONFIG_EVT1*/
 #define CONFIG_CMD_MOVINAND
 #define CONFIG_CLK_1000_400_200
 #define CFG_PHY_UBOOT_BASE      CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x3e00000
 #define CFG_PHY_KERNEL_BASE     CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x8000
 
 #define BOOT_MMCSD      0x3
 #define BOOT_EMMC43     0x6
 #define BOOT_EMMC441    0x7
 #define CONFIG_BOARD_LATE_INIT

  4. 编译uboot
    通过脚本编译uboot源码

     $ ./build.sh

  5. 测试uboot
    参照之前的实验将生成的u-boot-fs4412.bin烧写到SD卡中，开发板选择SD卡启动， 然后上电查看现象；若显示EMMC的相关信息则表示EMMC移植成功
    在这里插入图片描述

六、电源管理移植

因为uboot源码中对电源管理芯片的配置与我们的板子不匹配，后续有可能会导致内核 启动卡死，这里还需要对电源管理芯片相关的代码进行修改和配置

  1. 修改电源管理相关代码
    将资料中“移植相关文件”下的pmic_s5m8767.c拷贝到uboot源码的drivers/power/pmic/ 目录下
    在这里插入图片描述

    因为添加的新文件也要编译，所以对应的Makefile也要修改

     $ vi  drivers/power/pmic/Makefile

    在

     COBJS-$(CONFIG_POWER_MAX77686) += pmic_max77686.o

    后添加如下内容，然后保存退出

     COBJS-$(CONFIG_POWER_S5M8767) += pmic_s5m8767.o

    将添加的函数在头文件中声明

     $ vi  include/power/pmic.h

    在

     int pmic_set_output(struct pmic *p, u32 reg, int ldo, int on);

    后添加如下内容，然后保存退出

     void pmic_s5m8767_init(void);

    修改配置文件

     $ vi  include/configs/fs4412.h

    在文件末尾

     #endif	/* __CONFIG_H */

    前添加如下内容，然后保存退出

     #define CONFIG_POWER_S5M8767

    修改板级文件

     $ vi  board/samsung/fs4412/fs4412.c

    在board_init函数中

     #ifdef CONFIG_DRIVER_DM9000
 	dm9000aep_pre_init();
 #endif

    后添加如下内容，然后保存退出

     #ifdef CONFIG_POWER_S5M8767
 	pmic_s5m8767_init();
 #endif

    注释原有的代码

     $ vi  drivers/power/Makefile

    将

     COBJS-$(CONFIG_POWER) += power_core.o

    修改为（即注释掉）

     #COBJS-$(CONFIG_POWER) += power_core.o

    修改架构文件

     $ vi  arch/arm/cpu/armv7/s5p-common/cpu_info.c

    在

     #include <asm/arch/clk.h>

    后添加如下内容，然后保存退出

     #include <power/pmic.h>

  2. 编译uboot
    通过脚本编译uboot源码

     $ ./build.sh

  3. 测试uboot
    参照之前的实验将生成的u-boot-fs4412.bin烧写到SD卡中，开发板选择SD卡启动，然后上电查看现象

在这里插入图片描述
至此，uboot移植完成

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