基于S5PV210的uboot移植

1. 获取主线uboot源码

1.1 进入uboot wiki

通过链接uboot-wiki进入wiki页面，在其Obtaining the source中给出了获取uboot的方法，如下图所示。

通过git命令从官网服务器或github上拉取源码，如果git拉取速度较慢，则可以直接进入uboot链接地址，通过迅雷或者其他下载工具下载。
拉取完成后，通过git tag来查看各个版本情况，如下所示。

然后使用git checkout 来切换版本，例如这里使用git checkout v2019.01来切换到2019版本，如下所示。

当然，这里为了演示方便，在windows下操作git的，最好是直接在linux环境下操作。

1.2 尝试编译uboot源码

下载好交叉工具链后，进入到uboot的顶层目录，然后再进入configs目录中，通过ls或ll来查看当前所支持的板级配置，如下所示。

图中的s5p_goni_defconfig即为s5pv210的配置文件，该配置文件是有三星官方提供的goni评估板，通过修改该评估板来适配自己的s5pv210板子。

2.了解S5PV210启动过程

2.1 分析大致启动过程

S5PV210的启动过程说明在S5PV210_iROM_ApplicationNote_Preliminary.pdf文档中有详细说明，下面简要分析下大致启动过程。

启动过程大致如下（略过secure boot安全启动项）：

芯片上电后，S5PV210运行BL0代码并根据OM来选择启动介质；
从启动介质中拷贝BL1（最大16KB）到片内SRAM中，同时对BL1进行校验；
如果校验成功，则并运行BL1代码，否则跳到2nd boot阶段；
验证成功后，在BL1中拷贝BL2代码到片内SRAM中，然后运行BL2代码，BL2代码应该做好DDR初始化相关操作，最后将OS加载至DDR中，并启动OS。

以上是三星官方推荐的启动步骤，主要分为3步，首先是运行BL0，负责拷贝BL1到SRAM中，然后运行BL1并负责拷贝BL2到SRAM中，最后运行BL2初始化DDR并将OS加载到DDR中。由于整个uboot镜像较大，无法直接存到片内SRAM中，需要将uboot分为两个部分，即SPL部分和uboot主体部分。uboot-spl镜像主要负责DDR初始化，uboot主体部分则负责kernel的引导和启动。

这里为了简化启动流程，笔者将按照如下方式来启动uboot并引导kernel：

芯片上电后，S5PV210运行BL0代码并根据OM来选择启动介质；
从启动介质中拷贝BL1（最大16KB）到片内SRAM中，同时对BL1进行校验；
如果校验成功，则并运行BL1代码，BL1中负责初始化串口，DDR，初始化栈指针SP；
将uboot拷贝只DDR中，并跳转到DDR中运行uboot，由uboot来引导启动kernel。

2.2 启动镜像内存布局

通过查看之前的手册，可以看到S5PV210中SD卡启动方式的各镜像的内存布局如下：

从上面可以看到BL1的镜像需要放到SD卡的第一扇区，且BL1中包16B的校验头，如果使用安全启动模式，则在末尾需要添加512B的签名。

3. 制作BL1启动镜像

在制作BL1启动镜像前首先需要了解下BL0镜像的主要工作，根据官方数据手册，BL0的主要工作如下：

关闭看门狗；
初始化I-Cache;
初始化stack栈指针SP；
初始化heap堆；
初始化设备块拷贝功能；
初始化PLL并设置sys-clk系统时钟(设置成400MHz)；
拷贝BL1到片内SRAM；
检查BL1的校验和，如果失败则到2nd boot阶段；
进行安全启动，若没有启动该模式，则跳过该步；
跳到BL1并运行之。

从上面可知，BL1的主要目标是完成时钟初始化（将系统时钟设置为1GHz），串口初始化、DDR初始化和uboot镜像的拷贝。

这里为了简洁起见，直接使用天嵌QT210提供的裸机代码，如下所示：

这里只需要BL1的部分代码，并在main.c文件中修改数据拷贝位置和大小，如下所示：

因为uboot的镜像大小差不多400KB左右，这里直接从SD卡第20扇区开始拷贝500KB的数据到DDR。然后再修改start.S文件，指定在DDR中的栈指针SP，如下所示：

这里QT210的DDR为1GB，从0x2000_0000 ~ 0x6000_0000,可以将SP设置为最顶位置。
当然，如果板载的DDR为512MB，则需要将其设置为0x4000_0000,如果板载的DDR内存空间不连续（典型的如飞凌OK210）则可将其设置为任意一块的最高地址（OK210可设置为0x3000_0000或0x5000_0000）。

最后是修改Makefile文件，指定交叉工具链，如下所示：

笔者的交叉工具链为arm-linux-，故无需修改，若为其他的名称的交叉工具链，则修改指定的arm-linux-即可。最后在BL1目录中直接make即可生成相应的bl1.bin文件。

由于S5PV210在运行BL前需要进行校验，故需要在bl1.bin文件前添加校验和，为了间接起见，这里直接使用QT210提供校验和计算代码，当然也可参考三星提供的代码，QT210提供的代码如下所示：

/* mkimg.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define IMG_SIZE	16 * 1024
#define HEADER_SIZE	16

int main (int argc, char *argv[])
{
	FILE  *fp;
	unsigned  char *buffer;
	int	  bufferLen;
	int	  nbytes, fileLen;
	unsigned int  checksum, count;
	int  i;

	if (argc != 3)
	{
		printf("Usage: %s <source file> <destination file>\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	/* 分配16KByte的buffer,BL1最大为16KByte,并初始化为0 */
	buffer = calloc(1, IMG_SIZE);
	if (!buffer)
	{
		perror("Alloc buffer failed!");
		return -1;
	}

	/* 打开源bin文件 */
	fp = fopen(argv[1], "rb");
	if( fp == NULL)
	{
		perror("source file open error");
		free(buffer);
		return -1;
	}
	
	/* 获取源bin文件的长度 */
	fseek(fp, 0L, SEEK_END);
	fileLen = ftell(fp);
	fseek(fp, 0L, SEEK_SET);
	
	/* 源bin文件不得超过(16K-16)Byte */
	if (fileLen > (IMG_SIZE - HEADER_SIZE))
	{
		fprintf(stderr, "Source file is too big(> 16KByte)\n");
		free(buffer);
		fclose(fp);
	}
	
	/* 计算校验和 */
	i = 0;
	checksum = 0;
	while (fread(buffer + HEADER_SIZE + i, 1, 1, fp))
	{
		checksum += buffer[HEADER_SIZE + i++];
	}
	fclose(fp);
	

	/* 计算BL1的大小(BL1的大小包括BL1的头信息),并保存到buffer[0~3]中 */
	fileLen += HEADER_SIZE;
	memcpy(buffer, &fileLen, 4);

	// 将校验和保存在buffer[8~15]
	memcpy(buffer + 8, &checksum, 4);

	/* 打开目标文件 */
	fp = fopen(argv[2], "wb");
	if (fp == NULL)
	{
		perror("destination file open error");
		free(buffer);
		return -1;
	}
	// 将buffer拷贝到目标bin文件中
	nbytes	= fwrite(buffer, 1, fileLen, fp);
	if (nbytes != fileLen)
	{
		perror("destination file write error");
		free(buffer);
		fclose(fp);
		return -1;
	}

	free(buffer);
	fclose(fp);

	return 0;
}

在终端中输入gcc mkimg.c -o mkimg.exe,后生成mkimg.exe可执行文件，最后使用mkimg.exe bl1.bin bl1_img.bin后即可生成完整的bl1镜像文件。

为了方便查看BL1的运行情况，可以在bl1代码中添加一些串口打印信息。将制作好的bl1_img.bin文件烧录到SD卡中，然后选择从SD卡启动，如果BL1工作正常，则会打印出一些信息。这里可以使用dd命令来将bl1_img.bin烧录到SD卡的第1扇区（参考官方文档）。

4. 移植uboot

移植uboot相对较为简单，这里使用主线uboot中提供的s5p_goni_defconfig配置文件，同时修改dts和相应文件中的设备信息。

4.1 修改s5pc1xx-goni.dts文件

在arch/arm/dts中修改s5pc1xx-goni.dts文件，将其串口改为uart0，如下所示：

4.2 修改include/configs/s5p_goni.h文件

此文件定义了一系诶板级信息，这里需要按照自己的开发板进行修改，如下所示：

这里按照飞凌OK210的DDR来配置的，简要说明下，OK210的有两块DDR bank，分别使用DMC0和DMC1，其中一块的地址是0x2000_0000,大小为256MB，另一块的地址为0x4000_0000,大小为256MB，总共512MB内存。

当然，如果使用的是友善之臂的tiny210，则只需使用一个bank即可，因为tiny210只使用了DMC0，地址从0x2000_0000 ~ 0x4000_0000,即只需要PHYS_SDRAM_1，其他的可以直接删除。

4.3 修改board/samsung/goni/goni.c 文件

因为修改了s5p_goni.h文件，相应的源文件也需要修改，这里主要修改DDR的bank个数和大小，如下所示：

这里根据自己的板子进行配置，由这里OK210有块BANK，而友善之臂的tiny210有1块bank，则只需要使用PHYS_SDRAM_1_SIZE和gd->bd->bi_dram[0]即可。

4.4 defconfig & menuconfig

先在uboot顶层目录中make ARCH=arm s5p_goni_defconfig来载入默认配置信息。

然后在uboot顶层目录中make ARCH=arm menuconfig后，出现配置窗口，如下所示：

（1）修改General setup --->Number of DRAM banks为2；
（2）设置Boot images --->(0x20000000) Text Base为0x2000_0000,即为DRAM的起始地址。
（3）关闭Command line interface --->Device access commands --->[ ] onenand - access to onenand device选项，因为uboot中onenand的驱动暂时不完整。

最后编译make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- -j4，将生成的u-boot.bin文件使用
sudo dd if=u-boot.bin of=/dev/sdb bs=512 seek=20 iflag=dsync oflag=dsync烧录到SD卡的第20扇区。至此，基于S5PV210的uboot移植完毕。

posted @ 2023-02-12 00:11 凌空破天阅读(391) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

凌空破天