U-boot在S3C2440上的移植详解（四）

一、移植环境

• 主  机：VMWare--Fedora 9
• 开发板：Mini2440--64MB Nand,Kernel:2.6.30.4
• 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2.tgz
• u-boot：u-boot-2009.08.tar.bz2

二、移植步骤

在这一篇中，我们首先让开发板对CS8900或者DM9000X网卡的支持，然后再分析实现u-boot怎样来引导Linux内核启动。因为测试u-boot引导内核我们要用到网络下载功能。

7）u-boot对CS8900或者DM9000X网卡的支持。
u-boot-2009.08版本已经对CS8900和DM9000X网卡有比较完善的代码支持(代码在drivers/net/目录下)，而且在S3C24XX系列中默认对CS8900网卡进行配置使用。只是在个别地方要根据开发板的具体网卡片选进行设置，就可以对S3C24XX系列中CS8900网卡的支持使用。代码如下：

 

现在修改对我们开发板上DM9000X网卡的支持。
首先，我们看看drivers/net/目录下有关DM9000的代码，发现dm9000x.h中对CONFIG_DRIVER_DM9000宏的依赖，dm9000x.c中对CONFIG_DM9000_BASE宏、DM9000_IO宏、DM9000_DATA等宏的依赖，所以我们修改代码如下：

#gedit include/configs/my2440.h

/* * Hardware drivers */  屏蔽掉u-boot默认对CS8900网卡的支持
//#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1 /* we have a CS8900 on-board */
//#define CS8900_BASE          0x19000300
//#define CS8900_BUS16         1 /* the Linux driver does accesses as shorts */

 

//添加u-boot对DM9000X网卡的支持

#define CONFIG_DRIVER_DM9000    1 
#define CONFIG_NET_MULTI        1
#define CONFIG_DM9000_NO_SROM   1
#define CONFIG_DM9000_BASE      0x20000300  //网卡片选地址
#define DM9000_IO               CONFIG_DM9000_BASE
#define DM9000_DATA             (CONFIG_DM9000_BASE + 4)   //网卡数据地址

//#define CONFIG_DM9000_USE_16BIT 1

注意：
u-boot-2009.08 可以自动检测DM9000网卡的位数，根据开发板原理图可知网卡的数据位为16位，并且网卡位于CPU的BANK4上，所以只需在 board/samsung/my2440/lowlevel_init.S中设置 #define B4_BWSCON (DW16) 即可，不需要此处的 #define CONFIG_DM9000_USE_16BIT 1

 

//给u-boot加上ping命令，用来测试网络通不通

#define CONFIG_CMD_PING 

 

//恢复被注释掉的网卡MAC地址和修改你合适的开发板IP地址

#define CONFIG_ETHADDR   08:00:3e:26:0a:5b  //开发板MAC地址
#define CONFIG_NETMASK   255.255.255.0
#define CONFIG_IPADDR    192.168.1.105      //开发板IP地址

#define CONFIG_SERVERIP  192.168.1.103      //Linux主机IP地址

添加板载DM9000网卡初始化代码，如下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c

#include
#include

 

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

 

修改MD9000网卡驱动代码，如下：

#gedit drivers/net/dm9000x.c

#if 0  //屏蔽掉dm9000_init函数中的这一部分，不然使用网卡的时候会报“could not establish link”的错误
    i = 0;
    while (!(phy_read(1) & 0x20)) {    /* autonegation complete bit */
        udelay(1000);
        i++;
        if (i == 10000) {
            printf("could not establish link ");
            return 0;
        }
    }
#endif

然后重新编译u-boot，下载到Nand中从Nand启动，查看启动信息和环境变量并使用ping命令测试网卡，操作如下：

 

可以看到，启动信息里面显示了Net：dm9000，printenv查看的环境变量也和include/configs/my2440.h中设置的一致。但是现在有个问题就是ping不能通过。

 

经过一段时间在网上搜索，原来有很多人都碰到了这种情况。出现问题的地方可能是DM9000网卡驱动中关闭网卡的地方，如是就试着修改代码如下：

结果，只是第一次ping不通，以后都是可以ping通的(据网友们说这是正常的)，如下图：

 

好了，现在只剩下一个问题了，就是使用tftp进行下载。关于tftp服务器在Linux中的安装和配置，这里我就不讲了，在网上搜一下很多的。然而，在tftp下载时又遇到了问题，总是出现传送不完整又重新传送的现象，不断的循环，如下图：

 

困惑好久的tftp问题现在终于搞定啦，心情真是爽啊！！首先分析上面图中的现象，在下载过程中断断续续就说明是可以下载的，只是由于某种原因使网络出现超时从而重新下载，那我想出现这种情况的可能性有两种：1、u-boot中对网络的延时设置；2、就是我的物理网络结构。首先针对第一种，我修改了net/net.c中对网络延时的设置，结果还是不行。接着就试试第二种情况，因为之前我的网络是通过路由器来管理的，主机和开发板也是通过路由器来连接的，所以现在我就改用一条交叉网线直接把主机和开发板连接起来，一试，果然可以啦，哈哈哈哈....。至此，网络部分的移植总算完成了。

 

 

8）实现u-boot引导Linux内核启动。

 

在前面几节中，我们讲了u-boot对Nor Flash和Nand Flash的启动支持，那现在我们就再来探讨一下u-boot怎样来引导Linux内核的启动。

 

①、机器码的确定

通常，在u-boot和kernel中都会有一个机器码(即：MACH_TYPE)，只有这两个机器码一致时才能引导内核，否则就会出现如下mach的错误信息：

 

首先，确定u-boot中的MACH_TYPE。在u-boot的include/asm-arm/mach-types.h文件中针对不同的CPU定义了非常多的MACH_TYPE,可以找到下面这个定义：

 

②、准备能被u-boot直接引导的内核uImage

通常，kernel的启动需要u-boot提供一些参数信息，比如ramdisk在RAM中的地址。经过编译后的u-boot在根目录下的tools目录中，会有个叫做mkimage的工具，他可以给zImage添加一个header，也就是说使得通常我们编译的内核zImage添加一个数据头信息部分，我们把添加头后的image通常叫uImage，uImage是可以被u-boot直接引导的内核镜像。

 

mkimage工具的使用介绍如下：

使用: 中括号括起来的是可选的

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

选项：
-A：set architecture to 'arch'       //用于指定CPU类型，比如ARM
-O：set operating system to 'os'     //用于指定操作系统，比如Linux
-T：set image type to 'type'         //用于指定image类型，比如Kernel
-C：set compression type 'comp'      //指定压缩类型
-a：set load address to 'addr' (hex) //指定image的载入地址
-e：set entry point to 'ep' (hex)    //内核的入口地址，一般为image的载入地址+0x40（信息头的大小）
-n：set image name to 'name'         //image在头结构中的命名
-d：use image data from 'datafile'   //无头信息的image文件名
-x：set XIP (execute in place)       //设置执行位置

 

先将u-boot下的tools中的mkimage复制到主机的/usr/local/bin目录下，这样就可以在主机的任何目录下使用该工具了。现在我们进入kernel生成目录(一般是arch/arm/boot目录)，然后执行如下命令，就会在该目录下生成一个uImage.img的镜像文件，把他复制到tftp目录下，这就是我们所说的uImage。

mkimage -n 'linux-2.6.30.4' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -d zImage uImage.img

 

③、Nand Flash的分区。我们查看内核在arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c中的分区情况如下：

         起始地址      结束地址

uboot : 0x00000000    0x00030000
param : 0x00030000    0x00040000 //注意这个环境变量的地址范围要与上一节补充内容中配置的CONFIG_ENV_OFFSET一致
kernel: 0x00050000    0x00200000
root  : 0x00250000    0x03dac000

 

 

④、设置修改u-boot的启动参数，在u-boot命令行下输入：

//设置启动参数，意思是将nand中0x50000-0x00200000(和kernel分区一致)的内容读到内存0x31000000中，然后用bootm命令来执行

set bootcmd 'nand read 0x31000000 0x50000 0x00200000;bootm 0x31000000'

saveenv  //保存设置

 

⑤、把uImage.img用tftp下载到内存中，然后再固化到Nand Flash中，操作和执行图如下：

tftp 0x30000000 uImage.img  //将uImage.img下载到内存0x30000000处

nand erase 0x50000 0x200000 //擦除nand的0x50000-0x200000的内容

nand write 0x30000000 0x50000 0x200000 //将内存0x30000000处的内容写入到nand的0x50000处

 

 

最后，我们重新启动开发板，可以看到，内核被u-boot成功引导起来了，如图：

 

 

#define MACH_TYPE_SMDK2440 1008  //针对2440的MACH_TYPE码的值定义为1008

 

那么我们就修改u-boot的MACH_TYPE代码引用部分，确定u-boot的MACH_TYPE。如下：

#gedit board/samsung/my2440/my2440.c   //修改board_init函数

/* arch number of SMDK2410-Board */
//gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410;
改为：
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2440;

 

其次，确定kernel中的MACH_TYPE。在kernel的arch/arm/tools/mach-types文件中也针对不同的CPU定义了非常多的MACH_TYPE,也可以找到下面这个定义：

smdk2440  MACH_SMDK2440   SMDK2440   1008

 

那么我们就修改kernel的MACH_TYPE代码引用部分，确定kernel的MACH_TYPE。如下：

#gedit arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c   //修改文件最后面

//MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
改为：
MACHINE_START(SMDK2440, "SMDK2440")

 

#gedit arch/arm/kernel/head.S  //在ENTRY(stext)下添加如下代码(红色部分)

ENTRY(stext)

    mov    r0, #0
    mov    r1, #0x3f0   //上面的MACH_TYPE值1008换成十六进制就是0x3f0
    ldr    r2, =0x30000100
 
    msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE

    .......

 

分别重新编译u-boot和kernel。u-boot下载后，记得要saveenv；kernel用tftp下载到内存后使用go命令来测试引导内核，结果可以引导了，如下：

#gedit drivers/net/dm9000x.c  //屏蔽掉dm9000_halt函数中的内容

/*
  Stop the interface.
  The interface is stopped when it is brought.
*/
static void dm9000_halt(struct eth_device *netdev)
{
    //DM9000_DBG("%sn", __func__);

    ///* RESET devie */
    //phy_write(0, 0x8000);    /* PHY RESET */
    //DM9000_iow(DM9000_GPR, 0x01);    /* Power-Down PHY */
    //DM9000_iow(DM9000_IMR, 0x80);    /* Disable all interrupt */
    //DM9000_iow(DM9000_RCR, 0x00);    /* Disable RX */
}

 

 

#gedit include/configs/my2440.h

/*
 * Hardware drivers
 */
#define CONFIG_DRIVER_CS8900  1        /* we have a CS8900 on-board */
#define CS8900_BASE           0x19000300 //注意：对不同的开发板就是要修改这个片选地址参数，这个参数值就看开发板上网卡的片选引脚是接到ARM芯片存储控制器的哪个Bank上
#define CS8900_BUS16          1        /* the Linux driver does accesses as shorts */