DM6446 uboot分析

1. 顶层目录下的Makefile

按照配置顺序：

davinci_config :    unconfig

@./mkconfig $(@:_config=) arm arm926ejs davinci

执行配置命令：

make  davinci_config

通过./mkconfig脚本会生成include/config.mk的配置头文件。

内容如下：

ARCH   = arm

CPU    = arm926ejs

BOARD  = davinci

因此，我们可以得知，该u-boot工程的目录路径。

board/davinci/下存放的是达芬奇的电路相关内容

cpu/arm926ejs存放CPU相关

lib_arm/

include/arm-asm/

include/configs/davinci.h  ------包含了基本所有的板子相关宏定义，默认的参数列表也在

在make davinci_config之后，再次查看最上层的Makefile，我们发现

include  include/config.mk

export    ARCH  CPU  BOARD ...

上述的内容就是将板子的配置内容导出设置为环境变量

Makefile的编译选项 和编译规则 都放在顶层目录的config.mk文件中定义。各种体系结构通用的规则直接在这个文件中定义

在Makefile中，包含了一些前缀

ifeq ($(ARCH),arm)

CROSS_COMPILE = arm_v5t_le-

endif

export  CROSS_COMPILE

接着是处理器相关的目标文件

根据上述的CPU=arm926ejs得知包含的路径为

OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o

。。。

LIBS=lib_generic/libgeneric.a   定义LIBS依赖目录，将目标文件链接成*.a文件(静态库)

u-boot生成镜像的Makefile生成目标

#########################################################################

ALL = u-boot.srec u-boot.bin System.map

all:            $(ALL)

u-boot.hex:     u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@

u-boot.srec:    u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@

u-boot.bin:     u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@

u-boot.img:     u-boot.bin

./tools/mkimage -A $(ARCH) -T firmware -C none \

-a $(TEXT_BASE) -e 0 \

-n $(shell sed -n -e 's/.*U_BOOT_VERSION//p' include/version.h | \

sed -e 's/"[     ]*$$/ for $(BOARD) board"/') \

-d $< $@

u-boot.dis:     u-boot

$(OBJDUMP) -d $< > $@

u-boot:         depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT)

UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed  -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\

$(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(OBJS) \

--start-group $(LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \

-Map u-boot.map -o u-boot

上述中Makefile缺省的编译目标为all, 包括u-boot.srec、u-boot.bin 、System.map。 u-boot就是通过ld命令按照u-boot.map地址表将目标组成u-boot

2. 开发板相关配置

除了编译过程Makefile以外， 还要在程序中为开发板定义配置选项或者参数。这个头文件就是include/configs/davinci.h.

如下：配置CPU

#define  CONFIG_ARM926EJS  /* This is an arm926ejs CPU core          */

#define CONFIG_SYS_CLK_FREQ   297000000 /* 时钟Arm Clock frequency */

…..

3. 编译结果

通过上面的了解，先执行 make davinci_config

然后执行make即可

(清除执行make clean或者make distclean)

4. 添加u-boot命令

5. U-boot启动过程分析

运行内存地址 定义：

board/davinci/config.mk

board/davinci/config.mk:26:TEXT_BASE = 0x81080000

.text           0x81080000    0x13504

cpu/arm926ejs/start.o(.text)

.text          0x81080000     0x3c0 cpu/arm926ejs/start.o

0x81080000    _start

上面是内存的运行起始地址

0x81098424                __bss_start = .

后面是代码段和堆栈段

.bss           0x810a0d1c        0x4 lib_arm/libarm.a(armlinux.o)

0x810a0d20                _end = .

由board/davinci/u-boot.lds看到

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

. = 0x00000000;

. = ALIGN(4);

.text   :

{

cpu/arm926ejs/start.o (.text)

*(.text)

}

。。。。。。。。。。。。。

该入口由start.o开始执行

cpu/arm926ejs/start.S

…..

_start_armboot: .word  start_armboot

….

该函数在lib_arm/board.c中实现

1. start_armboot(void)函数

__asm__ __volatile__("": : :"memory");   内存屏蔽：

__asm__ 用于在此处插入汇编语句

__volatile__用于告诉编译器，严禁将此处的汇编语句与其它的语句重组合优化。即，原原本本的按照原来的样子处理这里的汇编。

memory强制gcc编译器假设RAM所有内存单元均被汇编指令修改，这样cpu中的registers和cache中已缓存的内存单元中的数据将作废。cpu将不得不在需要的时候重新读取内存中的数据。这就阻止了cpu又将registers，cache中的数据用于去优化指令，而避免去访问内存。

"":::表示这是个空指令

注意：我们很多的配置都根据make davinci_config后，查看include/configs/davinci.h

如：配置#define CFG_MALLOC_LEN (0x10000 + 128*1024)  /* malloc () len */

该说明，我们u-boot占用flash的大小是128K+64K=192K

需要将u-boot写在从0开始到0x30000为止。

start_armboot入口进入后主要进行就是一些初始化的工作。

认识一些全局变量：

a.内存占用初始化大小

mem_malloc_start = dest_addr;

mem_malloc_end = dest_addr + CFG_MALLOC_LEN;  // 0x10000+128*1024=192k

信息：

mem_malloc_start=81050000, mem_malloc_end=81080000, monitor_flash_len=   18484

b. 初始化函数功能指针

init_sequence----(cpu_init, board_init, interrupt_init, env_init, init_baudrate,……..)

具体的查看达芬奇手册的96页的表： PSC寄存器映射表
电源和睡眠模式控制	#define PSC_ADDR	0x01C41000
后面还包含了电源管理命令和状态寄存器

cpu_init() -----------是否开启ARM的快速中断模式，如果开始，那么在起始内存前面的128byte加上中断向量表。

board_init()-----------主要是电源管理和睡眠模式管理，上电开启所有模块的电源。

目录

添加达芬奇NOR flash读写程序 5

(Flash init初始化第一步)发送命令读取厂商设备ID 7

（Flash初始化第二步）擦除Flash的某个块 10

(Flash初始化第三步) 写入数据Flash某个块 11

(Flash初始化第四步)读取Flash某个块的数据 12

添加新的命令 14

添加达芬奇NOR flash读写程序

关键代码文件

common/flash.c

board/davinci/flash.c

include /configs/davinci.h

先查看一下命令

NOR Flash(s29gxxxn_00_a6_e)的硬件电路接法是地址和数据分开的，类似于DDR的接法，但是和DDR不同的是，这个也是需要命令的形式来进行传输，

如下图：

NOR Flash的读写比NAND Flash的要简单许多。

我们这里达芬奇接的NOR Flash EMIF接口的基地址是0x0200 0000，并且是16bit的数据位宽度，读写如下：

(Flash init初始化第一步)发送命令读取厂商设备ID

设置flash_info_t信息中的ID, sector数量，以及flash size大小

1． NOR Flash读取生厂商ID和设备ID的步骤

a) 执行相应的命令序列：(参考 NOR Flash的数据手册，见71page)

=è向基地址发送命令

*(0x02000000 + 0x0555)=0x00AA;

*(0x02000000 + 0x02AA)=0x0055;

*(0x02000000 + 0x0555)=0x0090;

也可以定义一个基地址：volatile unsigned short *addr;

将addr变量赋值为0x02000000

上面相当于addr[0x0555]=0x00AA;

b) 当在基地址写了上面的3个命令后，就可以开始读取数据

上面的命令是读取生产商的ID:  manufacturer ID

(u16)mnfID=*(0x02000000+0x0);

这里我们读到的值为1

读到该值后，我们赋值一个初始值；

flash_info_t   info;

info->flash_id = 0x0000000; // (FLASH_MAN_AMD) AMD的flash产商

c) 读取Device ID：

(u16)devID=*(0x0C000000+0x1);

(u16)devID3=*(0x0C000000+0x0e);

(u16)devID4=*(0x0C000000+0x0F);

这里我们利用这个devID(switch ((FPW)addr[FLASH_ID2]))来判断信息

printf("DeviceID=%8x\n", (FPW)addr[FLASH_ID2]);

//这里我读到得是227e

好，看看下面的这些定义：

看来这个ID是一个家族，需要多个ID来识别

#define AMD_ID_MIRROR 0x227E227E /* 1st ID word for MirrorBit family */

#define AMD_ID_DL640G_2 0x22022202 /* 2nd ID word for AM29DL640G  at 0x38 */

#define AMD_ID_DL640G_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29DL640G  at 0x3c */

#define AMD_ID_LV640U_2 0x220C220C /* 2nd ID word for AM29LV640M  at 0x38 */

#define AMD_ID_LV640U_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV640M  at 0x3c */

#define AMD_ID_LV640MT_2 0x22102210 /* 2nd ID word for AM29LV640MT at 0x38 */

#define AMD_ID_LV640MT_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV640MT at 0x3c */

#define AMD_ID_LV640MB_2 0x22102210 /* 2nd ID word for AM29LV640MB at 0x38 */

#define AMD_ID_LV640MB_3 0x22002200 /* 3rd ID word for AM29LV640MB at 0x3c */

#define AMD_ID_LV128U_2 0x22122212 /* 2nd ID word for AM29LV128M  at 0x38 */

#define AMD_ID_LV128U_3 0x22002200 /* 3rd ID word for AM29LV128M  at 0x3c */

#define AMD_ID_LV256U_2 0x22122212 /* 2nd ID word for AM29LV256M  at 0x38 */

#define AMD_ID_LV256U_3 0x22012201 /* 3rd ID word for AM29LV256M  at 0x3c */

#define AMD_ID_GL064M_2 0x22132213 /* 2nd ID word for S29GL064M-R6 */

#define AMD_ID_GL064M_3 0x22012201 /* 3rd ID word for S29GL064M-R6 */

那么我们添加一个ID3 ,ID4

printf("DeviceID2=%4x , ID3=%4x,ID4=%4x\n", (FPW)addr[FLASH_ID2],(FPW)addr[FLASH_ID3],(FPW)addr[FLASH_ID4]);

//这里我读到得是227e ,后面的是 2210 ,2200

通过条件判断

flash_info_t   info;

info->flash_id

info->flash_id += FLASH_S29GL064A;

info->flash_id += FLASH_S29GL064A;   //iD

info->sector_count = 135; //135 sector

info->size = 0x00800000;   //8M

//前面8k*8=64K

for(i =0; i< 8; i++)

{

info->start[i] = (ulong)addr + i*0x2000;

}

//后面64K*(135-8)=64K*128=8M大小，每个sector是 64K

for (i = 8; i < info->sector_count; i++)

{

info->start[i] = (ulong)addr + 0x10000 * (i-7);

}

break;

d) 获得上面的信息后，flash复位，设置为读模式即可

static void flash_reset(flash_info_t *info)

{

FPWV *base = (FPWV *)(info->start[0]);

/* Put FLASH back in read mode */

if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_INTEL)

*base = (FPW)0x00FF00FF; /* Intel Read Mode */

else if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_AMD)

*base = (FPW)0x00F000F0; /* AMD Read Mode */

}

可以说，flash的信息是我们自己根据flash硬件连接的手册自行赋值设置的。

在上述中，读模式也就是NOR Flash的复位模式，向某个块地址写入0x00FF或者0x00F0就可以回到Read array模式。

手册中经常用Read Array Mode来表示读模式，要进入该模式只要

*base=(FPW)0x00F000F0;即可(intel 写入 0x00FF即可)

（Flash初始化第二步）擦除Flash的某个块

2． 以块为单位擦除NOR Flash的步骤

操作原理：NOR Flash也是按块sector来进行擦除的，该块大小是64K，先写命令到0x0555和0x02aa，然后检查该块的数据是否为0xFFFF

环境：  假设我们用的是8M大小的NOR flash, 那么根据64K大小来分，一共有135个sector，因此我们要擦除2620000~ 263FFFF的flash, 即 2个sector,105和106两个块(要注意到，最前面的64k，分为8个sector，每个sector大小是8k, 后面的从第9个sector开始才是64K大小的，并且用flinfo查看属性，可以看到前面的8K的8个sector是只读的，不能改的。8M=128*64k ， 但是这里，8K*8+ 127*64k=8M，因此一共135个sector.)

擦除的命令就是向该块地址写命令：(查看手册也可以知道)

*(0x02000000+0x0555)= (unsigned short)0x00AA00AA;

*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00550055

*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00800080   --擦除模式

*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00AA00AA

*baseaddr(要擦除的sector地址)= 0x00300x0030

while((*(volatile unsigned short int )baseaddr) != 0xFFFF);

printf(“擦除结束!\n”);

达芬奇代码：

FPWV *base; /* first address in bank */

base = (FPWV *)(info->start[0]);

base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00AA00AA; /* unlock */

base[FLASH_CYCLE2] = (FPW)0x00550055; /* unlock */

base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00800080; /* erase mode */

base[FLASH_CYCLE1] = (FPW)0x00AA00AA; /* unlock */

base[FLASH_CYCLE2] = (FPW)0x00550055; /* unlock */

*addr = (FPW)0x00300030; /* erase sector */

while (*((vHwdptr)addr) != AMD_ERASE_DONE);

printf("done.\n");

(Flash初始化第三步) 写入数据Flash某个块

*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD0_ADDR) = AMD_PROG_CMD0;

*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD1_ADDR) = AMD_PROG_CMD1;

*((vHwdptr)address_cs + AMD_CMD2_ADDR) = AMD_PROG_CMD2;

即

*(0x02000000+0x0555)= (unsigned short)0x00AA00AA;

*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00550055

*(0x02000000+0x02aa)= (unsigned short)0x00A000A0   --编程模式

将要写入的地址赋值数据

*psAddress = ulData;

这样其实就已经写入了，将ulData数据，写入了psAddress中

但是我们需要进行等待，判断是否已经写好了，写好后进行下个数据的写

While(1){

tmp = *psAddress; 用tmp变量来判断

if( (tmp & BIT7)  == (ulData & BIT7))

{

break;

}

}

上面的是最简单的判断，就是判断高位字节是否相等

(Flash初始化第四步)读取Flash某个块的数据

在软件复位后，直接读即可

手册中经常用Read Array Mode来表示读模式，要进入该模式只要

*base=(FPW)0x00F000F0;即可(intel 写入 0x00FF即可)

这样复位后，就可以读了。

看，添加打印信息：我们可以查看2020000开始放ENV环境变量参数开始的NOR Flash内容

添加代码：

addr=(FPW *)0x2020000;

printf("0x2020000=%4lx\n",*(addr));

printf("0x2020001=%4lx\n",*(addr+1));

---前面的这4个byte是无效的

printf("0x2020002=%4lx\n",*(addr+2));

printf("0x2020003=%4lx\n",*(addr+3));

printf("0x2020004=%4lx\n",*((addr+4)));

//printf("0x2020005=%4lx\n",*((addr+5)));

printf("0x2020006=%4lx\n",*((addr+6)));

printf("0x2020008=%4lx\n",*((addr+8)));

printf("0x202000a=%4lx\n",*((addr+0x0a)));

打印结果：

0x2020000=5e92

0x2020001=d070

0x2020002=6f62

0x2020003=746f

0x2020004=6564

0x2020005=616c

0x2020006=3d79

0x2020008=6162

0x202000a=6172

排放的顺序：

62 6f 6f 74 64 65 6c 61 79 3d

B  o o  t  d e  l  a  y =

有这几个我们可以看出参数开始排放了

自己写自己的命令

tftp  8000000  u-boot.bin

看到大小为1865C

protect  off all

或者一段段的将protect  off  2020000  2030000

cp.b  80800000  2020000  1865c(<=20000 ,128K的16进制)

等待done结束

Erase  2020000 202FFFF  一个段擦除

参考:NOR Flash读写

http://hi.baidu.com/liang888%BA%C3/blog/item/81e330191d35b54942a9add1.html

添加新的命令

关于命令的几个文件:

include /command.h

common/command.c

include/cmd_confdefs.h

common/cmd_*.c

先看一下添加命令的宏：

U_BOOT_CMD

定义在include/command.h中

#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help)  \

cmd_tbl_t  __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}

可以看到每一个命令定义一个cmd_tbl_t结构体，该结构体也定义在同个头文件中。

CFG_CMD_* 等的命令的配置定义在:

Include/cmd_confdefs.h中

只有定义了相关的配置，在common/cmd_*.c命令函数才会有效

我们现在不创建一个新的cmd_*.c，而是在原来的基础上添加一个命令

例如：添加flash的强制写命令

添加在common/cmd_flash.c文件中

int do_writeuboot (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])

{

int     rcode = 0;

printf("Add by jk for test the writeboot\n");

return 0;

}

这个宏中的字符串信息是帮助信息：当使用help的时候就会打印出来

U_BOOT_CMD(

writeboot, CFG_MAXARGS, 1, do_writeuboot,

"writeuboot   - update the davinci u-boot.bin in NOR flash\n"

"             argv[1] --start the NOR Flash Address'\n"

"             argv[2] --start the Memory Address'\n"

"             argv[3] --the u-boot.bin hex size'\n" ,

);

在do_writeboot函数中，仅仅就打印一条信息

因此在命令中，只要输入了writeboot，那么就打印这个信息

可以在程序中补充完整的是writeboot –help等信息