uboot源码分析及移植下（转）

山里有山

四、U-boot在ST2410的移植，基于NOR FLASH和NAND FLASH启动。
    1、从smdk2410到ST2410:
       ST2410板子的核心板与FS2410是一样的。我没有整到smdk2410的原理图，从网上得知的结论总结如下，
fs2410与smdk2410 RAM地址空间大小一致(0x30000000~0x34000000=64MB);
NOR FLASH型号不一样，FS2410用SST39VF1601系列的，smdk2410用AMD产LV系列的;
网络芯片型号和在内存中映射的地址完全一致（CS8900，IO方式基地址0x19000300）

   2、移植过程：
   移植u-boot的基本步骤如下
     (1) 在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项，使用已有的配置项目为例。
     smdk2410_config       :       unconfig
     @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24×0
     参考上面2行，添加下面2行。
     fs2410_config        :       unconfig
     @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t fs2410 NULL s3c24×0
   
     (2) 创建一个新目录存放开发板相关的代码，并且添加文件。
     board/fs2410/config.mk
     board/fs2410/flash.c
     board/fs2410/fs2410.c
     board/fs2410/Makefile
     board/fs2410/memsetup.S
     board/fs2410/u-boot.lds
     注意将board/fs2410/Makefile中smdk2410.o全部改为fs2410.o
     (3) 为开发板添加新的配置文件
     可以先复制参考开发板的配置文件，再修改。例如：
     $cp include/configs/smdk2410.h include/configs/fs2410.h
     如果是为一颗新的CPU移植，还要创建一个新的目录存放CPU相关的代码。
   
     (4) 配置开发板
     $ make fs2410_config
   
    3、移植要考虑的问题：
    　从smdk2410到ST2410移植要考虑的主要问题就是NOR flash。从上述分析知道，u-boot启动时要执行flash_init() 检测flash的ID号，大小，secotor起始地址表和保护状态表,这些信息全部保存在flash_info_t flash_info[CFG_MAX_FLASH_BANKS]中。
   　 另外，u-boot中有一些命令如saveenvt需要要擦写flash，间接调用两个函数：flash_erase和write_buff。在board/smdk2410/flash.c
      实现了与smdk2410板子相关的nor flash函数操作。由于write_buffer中调用了write_hword去具体写入一个字到flash中，这个函数本身是与硬件无关的，
      所以与硬件密切相关的三个需要重写的函数是flash_init, flash_erase,write_hword；
    4、SST39VF1601:
      FS2410板nor flash型号是SST39VF1601，根据data sheet,其主要特性如下：
      16bit字为访问单位。2MBTYE大小。
      sector大小2kword=4KB,block大小32Kword=64KB;这里我按block为单位管理flash,即flash_info结构体变量中的sector_count是block数，起始地址表保存也是所有block的起始地址。
      SST Manufacturer ID = 00BFH ;
      SST39VF1601 Device ID = 234BH；
      软件命令序列如下图。


    5、我实现的flash.c主要部分：
     
//相关定义：
    # define CFG_FLASH_WORD_SIZE unsigned short   //访问单位为16b字
    #define MEM_FLASH_ADDR1   (*(volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(CFG_FLASH_BASE + 0x000005555flash_id = FLASH_MAN_SST;
     else
     {
        panic("NOT expected FLASH FOUND!\n");return 0;
     }
     value=READ_ADDR1;   //read device ID
   
     if(value==(CFG_FLASH_WORD_SIZE)SST_ID_xF1601)
     {
        info->flash_id += FLASH_SST1601;
         info->sector_count = 32;   //32 block
         info->size = 0x00200000; // 2M=32*64K
     }
     else
     {
        panic("NOT expected FLASH FOUND!\n");return 0;  
     }
     
     //建立sector起始地址表。
     if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_SST )
     {
      for (i = 0; i sector_count; i++)
      info->start = CFG_FLASH_BASE + (i * 0x00010000);
     }
   
     //设置sector保护信息，对于SST生产的FLASH，全部设为0。
     for (i = 0; i sector_count; i++)
     {
      if((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_SST)
       info->protect = 0;
     }
   
     //结束读ID状态：
     *((CFG_FLASH_WORD_SIZE *)&info->start[0])= (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00F0;
   
     //设置保护，将u-boot镜像和环境参数所在的block的proctect标志置1
     flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
            CFG_FLASH_BASE,
            CFG_FLASH_BASE + monitor_flash_len - 1,
            &flash_info[0]);
   
     flash_protect (FLAG_PROTECT_SET,
            CFG_ENV_ADDR,
            CFG_ENV_ADDR + CFG_ENV_SIZE - 1, &flash_info[0]);
     return info->size;
    }
　　　
//flash_erase实现
   　这里给出修改的部分，s_first，s_last是要擦除的block的起始和终止block号.对于protect[]置位的block不进行擦除。
擦除一个block命令时序按照上面图示的Block-Erase进行。
for (sect = s_first; sectprotect[sect] == 0)
     { /* not protected */
        addr = (CFG_FLASH_WORD_SIZE *)(info->start[sect]);
        if ((info->flash_id & FLASH_VENDMASK) == FLASH_MAN_SST)
        {
         MEM_FLASH_ADDR1 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
         MEM_FLASH_ADDR2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
         MEM_FLASH_ADDR1 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080;
         MEM_FLASH_ADDR1 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x00AA;
         MEM_FLASH_ADDR2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0055;
         addr[0] = (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0050; /* block erase */
         for (i=0; istart[l_sect]);//查询DQ7是否为1，DQ7=1表明擦除完毕
   while ((addr[0] & (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) != (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) {
    if ((now = get_timer(start)) > CFG_FLASH_ERASE_TOUT) {
     printf ("Timeout\n");
     return 1;
   }
   ................
  
//write_word操作，这个函数由write_buff一调用，完成写入一个word的操作，其操作命令序列由上图中Word-Program指定。
   static int write_word (flash_info_t *info, ulong dest, ulong data)
   {
    volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *dest2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE *)dest;
    volatile CFG_FLASH_WORD_SIZE *data2 = (CFG_FLASH_WORD_SIZE *)&data;
    ulong start;
    int flag;
    int i;
  
    /* Check if Flash is (sufficiently) erased */
    if ((*((volatile ulong *)dest) & data) != data) {
     return (2);
    }
    /* Disable interrupts which might cause a timeout here */
    flag = disable_interrupts();
  
    for (i=0; ita2;
  
       /* re-enable interrupts if necessary */
       if (flag)
         enable_interrupts();
  
       /* data polling for D7 */
       start = get_timer (0);
       while ((dest2 & (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080) !=
       (data2 & (CFG_FLASH_WORD_SIZE)0x0080)) {
         if (get_timer(start) > CFG_FLASH_WRITE_TOUT) {
     return (1);
         }
       }
     }
    return (0);
   }
  
   这些代码在与nor flash相关的命令中都会间接被调用。所以u-boot可移植性的另一个方面就是规定一些函数调用接口和全局变量，这些函数的实现是硬件相关的，移植时只需要实现这些函数。
   而全局变量是具体硬件无关的。u-boot在通用目录中实现其余与硬件无关的函数，这些函数就只与全局变量和函数接口打交道了。 通过编译选项设置来灵活控制是否需要编译通用部分。
  
  
6、增加从Nand 启动的代码：
FS2410板有跳线，跳线短路时从NAND启动，否则从NOR启动。根据FS2410 BIOS源码，我修改了start.s加入了可以从两种FLASH中启动u-boot的
代码。原理在于：在重定位之前先读BWSCON寄存器，判断OM0位是0（有跳线，NAND启动）还是1（无跳线，NOR启动），采取不同的重定位代码
分别从nand或nor中拷贝u-boot镜像到RAM中。这里面也有问题，比如从Nand启动后，nor flash的初始化代码和与它相关的命令都是不能使用的。
这里我采用比较简单的方法，定义一个全局变量标志_boot_flash保存当前启动FLASH标志，_boot_flash=0则表明是NOR启动，否则是从NAND。
在每个与nor flash 相关的命令执行函数一开始就判断这个变量，如果为1立即返回。flash_init()也必须放在这个if(!_boot_flash)条件中。
这里方法比较笨，主要是为了能在跳线处于任意状态时都能启动u-boot。
修改后的start.s如下。
.......
   //修改1
   .globl _boot_flash
   _boot_flash:    //定义全局标志变量，0:NOR FLASH启动，1：NAND FLASH启动。
   .word 0x00000000   
.........
   ///修改2：
   ldr r0,=BWSCON
   ldr r0,[r0]
   ands r0,r0,#6
   beq nand_boot   //OM0=0,有跳线，从Nand启动。nand_boot在后面定义。
   ............
  
   //修改4,这里在全局变量_boot_flash中设置当前启动flash设备是NOR还是NAND
   //这里已经完成搬运到RAM的工作，即将跳转到RAM中_start_armboot函数中执行。
   adr r1,_boot_flash //取_boot_flash的当前地址，这时还在NOR FLASH或者NAND 4KB缓冲中。
   ldr r2,_TEXT_BASE
   add r1,r1,r2    //得到_boot_flash重定位后的地址，这个地址在RAM中。
   ldr r0,=BWSCON
   ldr r0,[r0]
   ands r0,r0,#6    //
   mov r2,#0x00000001
   streq r2,[r1]    //如果当前是从NAND启动，置_boot_flash为1
  
   ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word start_armboot
........
//////// 修改4，从NAND拷贝U-boot镜像（最大128KB），这段代码由fs2410 BIOS修改得来。
nand_boot:
    mov r5, #NFCONF
    ldr r0, =(1>8)
    strb     r1,[r5,#8]
    cmp      r6,#0     //if(NandAddr)  
    movne    r0,r0,lsr #16 //WrNFAddr(addr>>16)
    strneb   r0,[r5,#8]
   
    bl   WaitNandBusy //WaitNFBusy()
  
    ldrb r0, [r5,#0xc] //RdNFDat()
    sub   r0, r0, #0xff
   
    mov      r1,#0    //WrNFCmd(READCMD0)
    strb     r1,[r5,#4]
   
    ldr      r1,[r5,#0]   //NFChipDs()
    orr      r1,r1,#0x800
    str      r1,[r5,#0]
   
    mov   pc, r7
  
   ReadNandPage:
    mov     r7,lr
    mov      r4,r1
    mov      r5,#NFCONF
  
    ldr      r1,[r5,#0]   //NFChipEn()
    bic      r1,r1,#0x800
    str      r1,[r5,#0]
  
    mov      r1,#0    //WrNFCmd(READCMD0)
    strb     r1,[r5,#4]
    strb     r1,[r5,#8]   //WrNFAddr(0)
    strb     r0,[r5,#8]   //WrNFAddr(addr)
    mov      r1,r0,lsr #8 //WrNFAddr(addr>>8)
    strb     r1,[r5,#8]
    cmp      r6,#0    //if(NandAddr)  
    movne    r0,r0,lsr #16 //WrNFAddr(addr>>16)
    strneb   r0,[r5,#8]
   
    ldr      r0,[r5,#0]   //InitEcc()
    orr      r0,r0,#0x1000
    str      r0,[r5,#0]
   
    bl       WaitNandBusy //WaitNFBusy()
   
    mov      r0,#0    //for(i=0; i


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