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文件名称: linux系统移植开发文档

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详细说明： Linux系统移植目录第一部分前言...................................................................................................................................8 1 硬件环境.....................................................................................................................................8 1.1主机硬件环境.......................................................................................................................8 1.2 目标板硬件环境.................................................................................................. .................8 1.3工具介绍...............................................................................................................................8 2软件环境......................................................................................................................................8 2.1主机软件环境.......................................................................................................................8 2.1.1 Windows 操作系统.......................................................................................................8 2.1.2 Linux操作系统 .......................................................................................................8 2.1.3 目标板最后运行的环境...............................................................................................9 2.2 Linux下工作用户及环境....................................................................................................9 2.2.1 交叉工具的安装...........................................................................................................9 2.2.2 uboot 移植工作目录....................................................................................................9 2.2.3 内核及应用程序移植工作...........................................................................................9 2.3 配置系统服务.....................................................................................................................10 2.3.1 tftp服务器的配置.......................................................................................................10 2.4 工具使用.............................................................................................................................12 2.4.1 minicom的使用..........................................................................................................12 3 作者介绍...................................................................................................................................13 3.1 策划, 组织, 指导, 发布者...................................................................................................13 3.2 ADS bootloader部分..........................................................................................................13 3.3 交叉工具部分.....................................................................................................................13 3.4 uboot部分...........................................................................................................................13 3.5 内核部分.............................................................................................................................13 3.6 应用程序部分.....................................................................................................................13 3.7 网卡驱动部分.....................................................................................................................13 3.8 Nand Flash 驱动部分.........................................................................................................13 第二部分系统启动bootloader的编写(ADS).................................................................................14 1 工具介绍...................................................................................................................................14 1.1 ADS 命令行命令介绍........................................................................................................14 1.1.1 armasm........................................................................................................................14 1.1.2 armcc, armcpp.............................................................................................................14 1.1.3 armlink........................................................................................................................14 2 基本原理...................................................................................................................................15 2.1 可执行文件组成及内存映射.............................................................................................15 2.1.1 可执行文件的组成.....................................................................................................15 2.1.2 装载过程.....................................................................................................................16 2.1.3 启动过程的汇编部分.................................................................................................17 2.1.4 启动过程的C部分.....................................................................................................17 3 AXD的使用以及源代码说明...................................................................................................18 3.1 源代码说明.........................................................................................................................18 3.1.1 汇编源代码说明.........................................................................................................18 3.1.2 C语言源代码说明......................................................................................................23 3.1.3 源代码下载.................................................................................................................23 3.2 AXD的使用.......................................................................................................................23 3.2.1 配置仿真器.................................................................................................................23 3.2.2 启动AXD 配置开发板...............................................................................................23 第三部分 GNU交叉工具链.............................................................................................................25 1 设置环境变量，准备源码及相关补丁...................................................................................25 1.1 设置环境变量.....................................................................................................................25 1. 2 准备源码包............................................................................................................................25 1.2.1 binuils.........................................................................................................................25 1.2.2 gcc..............................................................................................................................25 1.2.3 glibc............................................................................................................................25 1.2.4 linux kernel..................................................................................................................26 1.3 准备补丁.............................................................................................................................26 1.3.1 ioperm.c.diff................................................................................................................26 1.3.2 flow.c.diff....................................................................................................................26 1.3.3 tlinux. diff....................................................................................................................26 1.4 编译 GNU binutils...........................................................................................................26 1.5 准备内核头文件.................................................................................................................26 1.5.1 使用当前平台的gcc编译内核头文件......................................................................26 1.5.2 复制内核头文件.........................................................................................................27 1.6 译编glibc头文件.............................................................................................................27 1.7 编译gcc第一阶段............................................................................................................27 1.8 编译完整的glibc..............................................................................................................27 1.9 编译完整的gcc.................................................................................................................28 2 GNU交叉工具链的下载...........................................................................................................28 2.1 ARM官方网站...................................................................................................................28 2.2 本文档提供的下载.............................................................................................................28 3 GNU交叉工具链的介绍与使用...............................................................................................29 3.1 常用工具介绍.....................................................................................................................29 3.2.1 armlinuxgcc 的使用.................................................................................................29 3.2.2 armlinuxar 和 armlinuxranlib 的使用..................................................................30 3.2.3 armlinuxobjdump 的使用.........................................................................................30 3.2.4 armlinuxreadelf 的使用............................................................................................31 3.2.6 armlinuxcopydump 的使用......................................................................................32 4 ARM GNU常用汇编语言介绍.................................................................................................32 4.1 ARM GNU常用汇编伪指令介绍.....................................................................................32 4.2 ARM GNU专有符号.........................................................................................................33 4.3 操作码................................................................................................................................33 5 可执行生成说明........................................................................................................................33 5.1 lds文件说明.......................................................................................................................33 5.1.1 主要符号说明.............................................................................................................33 5.1.2 段定义说明.................................................................................................................34 第四部分 uboot 的移植...................................................................................................................35 1 uboot 的介绍及系统结构.........................................................................................................35 1.1 uboot 介绍.........................................................................................................................35 1.2 获取uboot......................................................................................................................... 35 1.3 uboot 体系结构.................................................................................................................35 1.3.1 uboot 目录结构..........................................................................................................35 2 uboot的启动过程及工作原理...................................................................................................36 2.1 启动模式介绍.....................................................................................................................36 2.2 阶段1介绍.........................................................................................................................36 2.2.1 定义入口.....................................................................................................................36 2.2.2 设置异常向量.............................................................................................................37 2.2.3 设置CPU的模式为SVC模式..................................................................................37 2.2.4 关闭看门狗.................................................................................................................37 2.2.5 禁掉所有中断.............................................................................................................37 2.2.6 设置以CPU的频率....................................................................................................37 2.2.7 设置CP15...................................................................................................................37 2.2.8 配置内存区控制寄存器.............................................................................................38 2.2.9 安装UBOOT 使的栈空间........................................................................................38 2.2.10 BSS段清0................................................................................................................38 2.2.11 搬移Nand Flash代码...............................................................................................39 2.2.12 进入C代码部分.......................................................................................................39 2.3 阶段2的C语言代码部分　.............................................................................................39 2.3.1调用一系列的初始化函数.........................................................................................39 2.3.2 初始化网络设备.........................................................................................................41 2.3.3 进入主UBOOT命令行..............................................................................................41 2.4 代码搬运.............................................................................................................................41 3 uboot的移植过程.......................................................................................................................42 3.1 环境....................................................................................................................................42 3.2 步骤....................................................................................................................................42 3.2.1 修改Makefile..............................................................................................................42 3.2.2 在board子目录中建立crane2410.............................................................................42 3.2.3 在include/configs/中建立配置头文件......................................................................42 3.2.4 指定交叉编译工具的路径.........................................................................................42 3.2.5 测试编译能否成功.....................................................................................................42 3.2.6 修改lowlevel_init.S文件...........................................................................................43 3.2.9 UBOOT的Nand Flash移植......................................................................................45 3.2.8重新编译uboot.......................................................................................................... 45 3.2.9 把uboot 烧入flash....................................................................................................45 4 UBOOT 命令的使用................................................................................................................46 4.1 UBOOT 命令的介绍.........................................................................................................46 4.1.1 获得帮助信息.............................................................................................................46 4.2 常用命令使用说明.............................................................................................................47 4.2.1 askenv(F).....................................................................................................................47 4.2.2 autoscr........................................................................................................................47 4.2.3 base ...........................................................................................................................47 4.2.4 bdinfo..........................................................................................................................47 4.2.5 bootp...........................................................................................................................47 4.2.8 tftp(tftpboot)................................................................................................................48 4.2.9 bootm..........................................................................................................................48 4.2.10 go..............................................................................................................................48 4.2.11 cmp .........................................................................................................................48 4.2.12 coninfo .....................................................................................................................48 4.2.13 cp..............................................................................................................................48 4.2.14 date...........................................................................................................................49 4.2.15 erase(F)......................................................................................................................49 4.2.16 flinfo(F).....................................................................................................................49 4.2.17 iminfo........................................................................................................................49 4.2.18 loadb..........................................................................................................................49 4.2.19 md.............................................................................................................................49 4.2.20 mm ............................................................................................................................50 4.2.21 mtest .......................................................................................................................50 4.2.22 mw.............................................................................................................................50 4.2.23 nm ...........................................................................................................................50 4.2.24 printenv......................................................................................................................50 4.2.25 ping ..........................................................................................................................51 4.2.26 reset..........................................................................................................................51 4.2.27 run ...........................................................................................................................51 4.2.28 saveenv(F).................................................................................................................51 4.2.29 setenv.........................................................................................................................51 4.2.30 sleep..........................................................................................................................51 4.2.31 version.......................................................................................................................51 4.2.32 nand info....................................................................................................................51 4.2.33 nand device ........................................................................................................51 4.2.34 nand bad....................................................................................................................51 4.2.35 nand read...................................................................................................................52 4.2.36 nand erease................................................................................................................52 4.2.37 nand write..................................................................................................................52 4.3 命令简写说明.....................................................................................................................52 4.4 把文件写入NandFlash.......................................................................................................53 4.5 下载提供.............................................................................................................................53 5 参考资料...................................................................................................................................53 第五部分 linux 2.6内核的移植.......................................................................................................53 1 内核移植过程............................................................................................................................53 1.1 下载linux内核...................................................................................................................53 1.2 修改Makefile.....................................................................................................................53 1.3 设置flash分区...................................................................................................................54 1.3.1指明分区信息.............................................................................................................54 1.3.2 指定启动时初始化.....................................................................................................56 1.3.3 禁止Flash ECC校验 ................................................................................................56 1.4 配置内核.............................................................................................................................56 1.4.1 支持启动时挂载devfs................................................................................................56 1.4.2配置内核产生.config文件.........................................................................................57 1.4.3编译内核.....................................................................................................................58 1.4.4 下载zImage到开发板................................................................................................58 2 创建uImage...............................................................................................................................61 2.1 相关技术背景介绍.............................................................................................................61 2.2 在内核中创建uImage的方法...........................................................................................61 2.2.1 获取mkimage工具.....................................................................................................61 2.2.2 修改内核的Makefile文件.........................................................................................61 3追加实验记录.............................................................................................................................62 3.1移植linux2.6.15.7.............................................................................................................. 62 3.2移植linux2.6.16.21............................................................................................................ 62 3.3 移植linux2.6.17................................................................................................................ 62 4 参考资料...................................................................................................................................62 第六部分应用程序的移植..............................................................................................................63 1构造目标板的根目录及文件系统.............................................................................................63 1.1 建立一个目标板的空根目录.............................................................................................63 1.2 在my_rootfs中建立Linux目录树...................................................................................63 1.3 创建linuxrc文件................................................................................................................63 2 移植Busybox............................................................................................................................64 2.1 下载busybox......................................................................................................................64 2.3 编译并安装Busybox..........................................................................................................65 3 移植TinyLogin..........................................................................................................................66 3.1 下载....................................................................................................................................66 3.2 修改tinyLogin的Makefile................................................................................................66 3.3 编译并安装.........................................................................................................................66 4 相关配置文件的创建................................................................................................................66 4.1 创建帐号及密码文件.........................................................................................................66 4.2 创建profile文件................................................................................................................67 4.4 创建fstab文件...................................................................................................................67 4.5 创建inetd.conf配置文件...................................................................................................67 5 移植inetd...................................................................................................................................67 5.1 inetd的选择及获取............................................................................................................67 5.1.1 获取inetd....................................................................................................................67 5.2 编译inetd...........................................................................................................................67 5.2.1 修改configure文件....................................................................................................67 5.2.2 编译 ...........................................................................................................................68 5.3 配置inetd...........................................................................................................................68 5.3.1 拷贝inetd到根文件系统的usr/sbin目录中.............................................................68 6 移植thttpd Web服务器.............................................................................................................69 6.1 下载....................................................................................................................................69 6.2 编译thttpd..........................................................................................................................69 6.3 配置....................................................................................................................................69 6.3.1 拷贝thttpd二进制可执行文件到根文件系统/usr/sbin/目录中...............................69 6.3.2 修改thttpd配置文件..................................................................................................69 6.3.3 转移到根文件系统目录，创建相应的文件.............................................................69 7 建立根目录文件系统包............................................................................................................70 7.1 建立CRAMFS包...............................................................................................................70 7.1.1 下载cramfs工具........................................................................................................70 7.1.2 制作cramfs包............................................................................................................70 7.1.3 写cramfs包到Nand Flash.........................................................................................70 8 参考资料...................................................................................................................................70 第七部分 Nand flash驱动的编写与移植........................................................................................71 1 Nand flash工作原理..................................................................................................................71 1.1 Nand flash芯片工作原理..................................................................................................71 1.1.1 芯片内部存储布局及存储操作特点.........................................................................71 1.1.2 重要芯片引脚功能.....................................................................................................71 1.1.3 寻址方式.....................................................................................................................71 1.1.4 Nand flash主要内设命令详细介绍...........................................................................72 1.2 Nand Flash 控制器工作原理.............................................................................................72 1.2.1 Nand Flash控制器特性..............................................................................................72 1.2.2 Nand Flash控制器工作原理......................................................................................72 1.3 Nand flash 控制器中特殊功能寄存器详细介绍 ............................................................72 1.4 Nand Flash 控制器中的硬件ECC介绍............................................................................73 1.4.1 ECC产生方法............................................................................................................73 1.4.2 ECC生成器工作过程................................................................................................74 1.4.3 ECC的运用................................................................................................................74 2 在ADS下flash烧写程序.........................................................................................................74 2.1 ADS下flash烧写程序原理及结构...................................................................................74 2.2 第三层实现说明.................................................................................................................74 2.1.1 特殊功能寄存器定义.................................................................................................74 2.1.2 操作的函数实现.........................................................................................................74 2.3 第二层实现说明.................................................................................................................75 2.3.1 Nand Flash 初始化......................................................................................................75 2.3.3 获取Nand flash ID......................................................................................................75 2.3.4 Nand flash写入...........................................................................................................76 2.3.5 Nand flash读取...........................................................................................................77 2.3.6 Nand flash标记坏块...................................................................................................78 2.3.7 Nand Flash检查坏块..................................................................................................79 2.3.8 擦除指定块中数据.....................................................................................................79 2.4 第一层的实现....................................................................................................................80 3 在UBOOT 对Nand Flash的支持............................................................................................82 3.1 UBOOT 对从Nand Flash启动的支持.............................................................................82 3.1.1 从Nand Flash启动UBOOT 的基本原理................................................................82 3.1.2 支持Nand Flash启动代码说明.................................................................................82 3.2 UBOOT 对Nand Flash命令的支持.................................................................................84 3.2.1 主要数据结构介绍.....................................................................................................84 3.2.2 支持的命令函数说明.................................................................................................85 4 在Linux对Nand Flash的支持.................................................................................................87 4.1 Linux下Nand Flash调用关系..........................................................................................87 4.1.1 Nand Flash设备添加时数据结构包含关系..............................................................87 4.1.2 Nand Flash设备注册时数据结构包含关系..............................................................87 4.2 Linux下Nand Flash驱动主要数据结构说明..................................................................88 4.2.1 s3c2410专有数据结构...............................................................................................88 4.2.2 Linux 通用数据结构说明..........................................................................................89 4.3.1 注册driver_register....................................................................................................94 4.3.2 探测设备probe...........................................................................................................94 4.3.3 初始化Nand Flash控制器.........................................................................................94 4.3.4 移除设备.....................................................................................................................94 4.3.5 Nand Flash芯片初始化..............................................................................................94 4.3.6 读Nand Flash............................................................................................................95 4.3.7 写Nand Flash.............................................................................................................95 第八部分 Cs8900a网卡驱动的编写与移植...................................................................................95 1 Cs8900a工作原理......................................................................................................................95 2 在ADS下cs8900a的实现........................................................................................................95 2.1 在cs8900a下实现的ping 工具.........................................................................................95 3 在uboot 下cs8900a的支持......................................................................................................96 3.1 uboot 下cs8900a的驱动介绍...........................................................................................96 3.2 uboot 下cs8900a的移植说明...........................................................................................96 4 在linux下cs8900a驱动的编写与移植....................................................................................96 4.1 Linux下cs8900a的驱动说明............................................................................................96 4.2 Linux 下cs8900a的移植说明...........................................................................................96 4.2.1 为cs8900a建立编译菜单..........................................................................................96 4.2.2 修改S3C2410相关信息............................................................................................97 序该文档的目的是总结我们在工作中的一些经验，并把它们分享给喜欢ARM和Linux的朋友, 如有错误之处,请大家多多指点. 同样, 我们也希望更多人能把自己的工作经验和体会加入该文档,让大家共同进步. 该文档是一份交流性文档, 只供个人学习与交流,不允许公司和企业用于商业行为. 第一部分前言 1 硬件环境 1.1主机硬件环境开发机：Pentium-4 CPU 内存: 512MB 硬盘: 60GB 1.2 目标板硬件环境 CPU: S3C2410 SDRAM: HY57V561620 Nand flash: K9F1208U0B（64MB）以太网芯片：CS8900A （10M/100MB） 1.3工具介绍仿真器：Dragon-ICE 电缆：串口线，并口线 2软件环境 2.1主机软件环境 2.1.1 Windows 操作系统 ADS编译工具：ADS1.2 仿真器软件: Dragon-ICE daemon程序 2.1.2 Linux操作系统 GNU交叉编译工具： 2.95.3: 作用：编译u-boot 3.3.2, 3.4.4: 作用：编译内核和应用程序其它工作： tree工具：作用：查看文件目录树下载：从ftp://mama.indstate.edu/linux/tree/下载编译 2.1.3 目标板最后运行的环境启动程序: u-boot-1.1.4 内核: linux-2.6.14.1 应用程序: 1. busybox-1.1.3 2. TinyLogin-1.4 3. Thttpd-2.25 2.2 Linux下工作用户及环境 2.2.1 交叉工具的安装工具链的编译过程请参考第三部分. 1. 下载交叉工具 2.95.3 下载地址：ftp://ftp.arm.linux.org.uk/pub/armlinux/toolchain/cross- 2.95.3.tar.bz2 3.3.4 下载地址： 2. 编译交叉工具 [root@localhost ~]mkdir /usr/local/arm [root@localhost ~]cd /usr/local/arm 把cross-2.95.2.tar.bz2, cross-3.4.4.tar.gz 拷贝到/usr/local/arm目录中。解压这两个包。 [root@localhost ~]tar -xjvf cross-2.95.2.tar.bz2 [root@localhost ~]tar -xzvf cross-3.4.4.tar.gz 2.2.2 u-boot移植工作目录 1. 添加工作用户 [root@localhost ~]#useradd -G root -g root -d/home/uboot uboot 2. 建立工作目录 [uboot@localhost ~]$mkdir dev_home [uboot@localhost ~]$cd dev_home [uboot@localhost dev_home]$mkdir doc mybootloader uboot . |-- doc |-- mybootloader `-- uboot 3. 建立环境变量 [uboot@localhost ~]vi ~/.bashrc export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH 2.2.3 内核及应用程序移植工作 1. 添加工作用户 [root@localhost ~]#useradd -G root -g root -d/home/arm arm 2. 建立工作目录 [arm@localhost arm]$mkdir dev_home [arm@localhost arm]$cd dev_home [arm@localhost arm]$mkdir bootldr btools debug doc images kernel localapps \ rootfs sysapps tmp tools [arm@localhost arm]$tree -L 1 . |-- bootldr |-- btools |-- debug |-- doc |-- images |-- kernel |-- localapps |-- rootfs |-- sysapps |-- tmp `-- tools 可以看到如上树形结构。注：tree命令 3. 建立环境变量设置脚本 [arm@localhost arm]$vi env_sh #!/bin/bash PRJROOT=~/dev_home KERNEL=$PRJROOT/kernel ROOTFS=$PRJROOT/rootfs LAPP=$PRJROOT/localapps DOC=$PRJROOT/doc TMP=$PRJROOT/tmp export PRJROOT KERNEL LAPP ROOTFS export PATH=/usr/local/arm/3.4.4/bin:$PATH 4. 登陆时启动环境变量 [arm@localhost arm]$vi ~/.bashrc . ~/dev_home/env_sh 重新登陆arm用户，环境变量生效 [arm@localhost arm]$su arm 2.3 配置系统服务 2.3.1 tftp服务器的配置如果用下面一条命令能够看到服务已经启动, 则不用安装, 否则需要按1或2点安装tftp-server服务器. [arm@localhost arm]#netstat -a | grep tftp udp 0 0 *:tftp *:* 1. 从RPM包安装tftp-server 从对应Linux操作系统版本的安装光盘上找到tftp-server的安装包. 下面tftp-server-0.32-4.i386.rpm包为例,把rpm包拷贝到dev_home/btools/下. [arm@localhost arm]#cp tftp-server-0.32-4.i386.rpm /home/arm/dev_home/btools/ [arm@localhost arm]#su root [root@localhost arm]#rpm -q tftp-server 如果没有安装tftp-server,就要用下面命令安装,否则,直接进入第2步配置服务. [root@localhost arm]#cd /home/arm/dev_home/btools/ [root@localhost btools]#rpm -ivh tftp-server-0.32-4.i386.rpm 建立tftp的主工作目录 [root@localhost btools]#mkdir /tftpboot 2. 修改配置文件并启动服务备份配置文件 [root@localhost btools]#if [ -f /etc/xinetd.d/tftp ] > then > cp /etc/xinetd.d/tftp /etc/xinetd.d/tftp.old > fi 修改配置文件 [root@localhost btools]#vi /etc/xinetd.d/tftp service tftp { disable = no socket_type = dgram protocol = udp wait = yes user = root server = /usr/sbin/in.tftpd server_args = -s /tftpboot per_source = 11 cps = 100 2 flags = IPv4 } 检查tftp服务是否打开 [root@localhost btools]#chkconfig --list 如果tftp的服务没有打开,则用下面命令打开tftp服务开关 [root@localhost btools]#chkconfig tftp on 重启服务 #/etc/init.d/xinetd restart #netstat -a | grep tftp udp 0 0 *:tftp *:* 2.3.2 NFS服务器的配置 1. 安装NFS服务器 [root@localhost btools]#rpm -q nfs-utils 如果没有安装,从对应Linux操作系统版本的安装光盘上找到nfs-utils的安装包.Fedora 5中的安装包名称为nfs-utils-1.0.8.rc2-4.FC5.2.i386.rpm。下面以该安装包为例说明： [root@localhost btools]#rpm -ivh nfs-utils-1.0.8.rc2-4.FC5.2.i386.rpm 2. 配置NFS服务器 [root@localhost btools]#vi /etc/exports #加入要允许被另外计算机mount的目录: #/home/arm/dev_home/tmp 为被另外计算机mount的目录 #192.168.1.134 允许另外计算机mount的IP #rw,sync,no_root_squash表示访问限制,更详细说明见相关手册. /home/arm/dev_home/tmp 192.168.1.134(rw,sync,no_root_squash) 3. 启动NFS服务器第一启动NFS服务器时用下面命令. [root@localhost btools]#/etc/init.d/nfs start 如果你已经启动了NFS服务器时,并且重新修改了/etc/exports文件,用如下命令使新加入的目录生效： [root@localhost btools]#/etc/init.d/nfs reload 4. 测试NFS服务器 [root@localhost btools]#netstat -a | grep nfs 5. 显示被export出的目录列表 [root@localhost btools]#exportfs 2.4 工具使用 2.4.1 minicom的使用 1.切换到root用户. [root@localhost btools]#su - 2. 查找有效的串设备. [root@localhost ~]#cat /proc/devices ... 4 ttyS ... 188 ttyUSB ... 如果是普通串口设备, 设备名前缀为ttyS, 第一串口为ttyS0, 第二串口为ttyS1,依次类推. 如果是USB转串口的设备, 设备名前缀为ttyUSB, 第一串口为ttyUSB0. 3. 配置ttyUSB设备 [root@localhost ~]#minicom -s ttyUSB0 会出现一个configuration窗口, ┌──[configuration]────┐ │ Filenames and paths │ │ File transfer protocols │ │ Serial port setup │ │ Modem and dialing │ │ Screen and keyboard │ │ Save setup as ttyUSB0 │ │ Save setup as.. │ │ Exit │ │ Exit from Minicom │ └───────────────┘ 选择Serial port setup配置. 会出现如下窗口: ┌────────────────────────────────────────────┐ │ A - Serial Device : /dev/ttyUSB0 │ │ B - Lockfile Location : /var/lock │ │ C - Callin Program : │ │ D - Callout Program : │ │ E - Bps/Par/Bits : 115200 8N1 │ │ F - Hardware Flow Control : No │ │ G - Software Flow Control : No │ │ │ │ Change which setting? │ └───────────────────────────────────────────┘ 我的设置如上所示, 设置完成后, Change which setting?项上按回车退出当前窗口, 回到第一个窗口.按 Save setup as ttyUSB0保存设置. 再按Exit from Minicom退出Minicom. 4. 启动minicom [root@localhost ~]#minicom 3 作者介绍 3.1 策划, 组织, 指导, 发布者刘勇 email: littlegenius2008@163.com 如果您有新的内容,请发到这个电子邮件,我们会把您的内容加入文档,并在作者列表中加入您的名字. 3.2 ADS bootloader部分作者：刘勇 email: littlegenius2008@163.com 3.3 交叉工具部分作者：孙贺 email: msunhe@gmail.com 3.4 uboot部分作者：聂强 email: wolfwind9779@yahoo.com.cn 作者：孙贺 email: msunhe@yahoo.com.cn 3.5 内核部分作者：聂大鹏 email：dozec@mail.csdn.net 作者:牛须乐(8900a网卡移植部分) email：clizniu@hotmail.com 3.6 应用程序部分作者：聂大鹏 email：dozec@mail.csdn.net 3.7 Nand Flash 驱动部分作者：孙磊,刘勇 email：sunlei3448@yahoo.com.cn 4 支持企业 4.1 尚观科技为我们提供统许多套远峰公司的ARM开发板, 才能让我们做出统一的文档. 第部分系统启动bootloader的编写(ADS) 1 工具介绍 1.1 ADS 命令行命令介绍 1.1.1 armasm 1. 命令：armasm [选项] -o 目标文件源文件 2. 选项说明 -Errors 错误文件名 ;指定一个错误输出文件 -I 目录[,目录] ;指定源文件搜索目录 -PreDefine 预定义宏 ;指定预定义的宏 -NOCache ;编译源代码时禁止使用Cache进行优化 -MaxCache ;编译源代码时使用Cache进行优化 -NOWarn ;关闭所有的警告信息 -G ;输出调试表 -keep ;在目标文件中保存本地符号表 -LIttleend ;生成小端(Little-endian) ARM代码 -BIgend ;生成大端(Big-endian) ARM代码 -CPU ;设立目标板ARM核类型,如: arm920t. -16 ;建立16位的thumb指令. -32 ;建立32位的ARM指令. 3. 编译一个汇编文件 c:\adsloader>armasm -LIttleend -cpu ARM920T -32 bdinit.s 把汇编语言编译成小端, 32位, ARM920T CPU. 1.1.2 armcc, armcpp 1. 命令：armcc [选项] 源文件1 源文件2 ... 源文件n 2. 选项说明 -c ;编译但是不连接 -D ;指定一个编译时使用的预定义宏常量 -E ;仅仅对C源文件做预处理 -g ;产生调试信息表 -I ;指头文件的搜索路径 -o ;指定一个输出的目标文件 -O[0/1/2] ;指定源代码的优化级别 -S ;输出汇编代码来代替目标文件 -CPU ;设立目标板ARM核类型,如: arm920t. 3.编译一个C程序 c:\adsloader>armcc -c -O1 -cpu ARM920T bdisr.c 编译不连接, 二级优化, ARM920T CPU. 1.1.3 armlink 1. 命令：armlink [选项] 输入文件 2. 选项说明 -partial ;合并目标文件 -Output 文件 ;指定输出文件名 -scatter 文件 ;按照指定的文件为可执行文件建立内存映射 -ro-base 地址值 ;只读代码段的起始地址 -rw-base 地址值 ;RW/ZI段的起始地址 3. 把多个目标文件合并成一个目标文件 c:\adsloader>armlink -partial bdmain.o bdport.o bdserial.o bdmmu.o bdisr.o -o bd.o 4. 把几个目标文件编译一个可执地文件 c:\adsloader>armlink bd.o bdinit.o -scatter bdscf.scf -o bd.axf 1.1.4 fromelf 1. 命令：fromelf [选项] 输入文件 2. 选项说明 -bin 二进制文件名 ;产生的二进制文件 -elf elf文件名 ;产生一个elf文件 -text text文件名 ;产生text文件 3. 产生一个可执行的二进制代码 c:\adsloader>fromelf bd.axf bin o bd.bin 2 基本原理 2.1 可执行文件组成及内存映射 2.1.1 可执行文件的组成在ADS下,可执行文件有两种,一种是.axf文件,带有调试信息,可供AXD调试工具使用.另一种是.bin 文件,可执行的二进制代码文件。我们重点是讲描.bin文件的组成。我们把可执行文件分为两种情况：分别为存放态和运行态。 1. 存放态存放态是指可执行文件通过fromelf产生后,在存储介质(flash或磁盘)上的分布. 此时可执行文件一般由两部分组成：分别是代码段和数据段。代码段又分为可执行代码段(.text)和只读数据段(.rodata), 数据段又分为初始化数据段(.data)和未初始化数据段(.bss)。可执行文件的存放态如下： +-------------+----------- | .bss | +-------------+-- 数据段 | .data | +-------------+----------- | .rodata | |_____________| 代码段 | .text | +-------------+----------- 2. 运行态可执行文件通过装载过程, 搬入到RAM中运行, 这时候可执行文件就变成运行态。在ADS下对可执行代码各段有另一个名称： | ... | +-------------+----------- | .bss | ZI 段 +-------------+-- 数据段 | .data | RW 段 +-------------+----------- | .rodata | |_____________| 代码段(RO 段) | .text | +-------------+----------- | ... | 装载前当可执行文件装载后, 在RAM中的分布如下： | ... | +-------------+-- ZI段结束地址 | ZI 段 | +-------------+-- ZI段起始地址 | 保留区2 | +-------------+-- RW段结束地址 | RW 段 | +-------------+-- RW段起始地址 | 保留区1 | +-------------+-- RO段结束地址 | RO 段 | +-------------+-- RO段起始地址 | ... | 装载后所以装载过程必须完成把执行文件的各个段从存储介质上搬到RAM指定的位置。而这个装载过程由谁来完成呢？由我们的启动程序来完成. 2.1.2 装载过程在ADS中,可以通过两种方式来指定可执行代码各段在RAM中的位置,一个是用armlink来指定,一种是用scatter文件来指定.RAM区的起始地址:0x30000000. 1. armlink指定代码段地址我们通常的代码,只用指定两个段开始地址, RO段的起始地址和RW段的起始地址, ZI段紧接在RW段之后.示例见该部分的1.1.3. 2. scatter指定代码段地址我们也可以通过scatter文件指定可执行文件各段的详细地址. Scatter文件如下: MYLOADER 0x30000000 ;MYLOADER: 为可执行文件的名称, 可自定义 ;0x3000000: 起始地址 { RO 0x30000000 ;RO 只读代码段的名称 ;0x30000000: 只读代码段的起始地址 { init.o (Init, +First) ; Init代码段为可执行文件的第一部分. * (+RO) ;所有其它的代码段和只读数据段放在该部分 } RW +0 ;RW: RW段的名称 ;+0: 表示RW段紧接着RO段 { * (+RW) ;所有RW段放在该部分 } ZI +0 ;ZI: ZI段的名称 ;+0: 表示ZI段紧接着RW段 { *(+ZI) ;所有ZI段放在该部分 } } 3. ADS产生的各代码段宏 |Image$$RO$$Base| /* RO代码段起始地址 */ |Image$$RO$$Limit| /* RO 代码段结束地址 */ |Image$$RW$$Base| /* RW代码段起始地址 */ |Image$$RW$$Limit| /* RW 代码段结束地址 */ |Image$$ZI$$Base| /* ZI 代码段起始地址 */ |Image$$ZI$$Limit| /* ZI 代码段结束地址 */ 注意:在两个$$之间的名称, 与scatter中指定的段的名称相同. 4. 装载过程说明当从NorFlash启动时, 要把flash芯片的首地址映射到0x00000000位置, 系统启动后, 启动程序本身把自己从 flash中搬到RAM中运行. 搬移后的各段起始地址, 由以上宏来确定. 当从NandFlash启动时, S3C2410会自动把前NandFlash的前4k搬到S3C2410的内部RAM中,并把内部 RAM的首地址设为0x00000000，CPU从0x00000000开始执行. 所以, 在nandFlash的前4k程序中,必须包含从 NandFlash把BootLoader的其余部分装入RAM的程序. 2.1.3 启动过程的汇编部分当系统启动时, ARM CPU会跳到0x00000000去执行。一般BootLoader都包括如下几个部分： 1. 建立中断向量异常表 2. 显示的切换到SVC且32指令模式 3. 关闭S3C2410的内部看门狗 4. 禁止所有的中断 5. 配置系统时钟频率和总线频率 6. 设置内存区的控制寄存器 7. 初始化中断 8. 安装中断向表量 9. 把可执行文件的各个段搬到运行态的各个位置 10. 跳到C代码部分执行 2.1.4 启动过程的C部分 1. 初始化MMU 2.初始化外部端口 3. 中断处理程序表初始化 4. 串口初始化 5. 其它部分初始化(可选) 6. 主程序循环 3 AXD的使用以及源代码说明 3.1 源代码说明 3.1.1 汇编源代码说明 ;=============================================================================== ; 引用头文件 ;=============================================================================== get bdinit.h ;=============================================================================== ; 引用标准变量 ;=============================================================================== IMPORT |Image$$RO$$Base| ; Base address of RO section IMPORT |Image$$RO$$Limit| ; End address of RO section IMPORT |Image$$RW$$Base| ; Base address of RW section IMPORT |Image$$RW$$Limit| ; End address of RW section IMPORT |Image$$ZI$$Base| ; Base address of ZI section IMPORT |Image$$ZI$$Limit| ; End addresss of ZI section IMPORT bdmain ; The entry function of C program ;=============================================================================== ; 宏定义 ;=============================================================================== ; macro HANDLER MACRO $HandlerLabel HANDLER $HandleLabel $HandlerLabel sub sp,sp,#4 ;Decrement sp (to store jump address) stmfd sp!,{r0} ;PUSH the work register to stack ldr r0,=$HandleLabel;Load the address of HandleXXX to r0 ldr r0,[r0] ;Load the contents(service routine start address) of HandleXXX str r0,[sp,#4] ;Store the contents(ISR) of HandleXXX to stack ldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR) MEND ;=============================================================================== ; 汇编语言的入口代码 ;=============================================================================== AREA Init,CODE,READONLY CODE32 ENTRY ;===================== ; 建立中断向量表 ;===================== b reset_handler ;0x00000000: Reset (SVC) b undef_handler ;0x00000004: Undefined instruction (Undef) b swi_handler ;0x00000008: Software Interrupt (SVC) b iabr_handler ;0x0000000C: Instruction Abort (Abort) b dabr_handler ;0x00000010: Data Abort (Abort) b no_handler ;0x00000014: b irq_handler ;0x00000018: IRQ (IRQ) b fiq_handler ;0x0000001C: FIQ (FIQ) LTORG undef_handler HANDLER HandleUndef swi_handler HANDLER HandleSWI iabr_handler HANDLER HandlePabort dabr_handler HANDLER HandleDabort no_handler HANDLER HandleReserved irq_handler HANDLER HandleIRQ fiq_handler HANDLER HandleFIQ ;============================= ; 复位时运行的主程序 ;============================= reset_handler ;Set the cpu to SVC32 mode mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr_cxsf,r0 ;Turn off watchdog ldr r0,=WTCON ldr r1,=0x0 str r1,[r0] ;Disable all the first level interrupts ldr r0,=INTMSK ldr r1,=0xffffffff str r1,[r0] ;Disable all the second level interrupts ldr r0,=INTSUBMSK ldr r1,=0x7ff str r1,[r0] ;Configure MPLL ldr r0,=MPLLCON ldr r1,=((M_MDIV<<12)+(M_PDIV<<4)+M_SDIV) ;Fin=12MHz,Fout=200MHz str r1,[r0] ;Set FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 ldr r0, =CLKDIVN mov r1, #3 str r1, [r0] ;Set memory control registers ldrr0,=SMRDATA ldr r1,=BWSCON add r2, r0, #52 ;End address of SMRDATA 0 ldr r3, [r0], #4 str r3, [r1], #4 cmp r2, r0 bne %B0 ;Initialize stacks bl InitStacks ;Setup IRQ handler ldr r0,=HandleIRQ ;This routine is needed ldr r1,=IsrIRQ str r1,[r0] ;Copy RW/ZI section into RAM ldr r0, =|Image$$RO$$Limit|;Get pointer to ROM data ldr r1, =|Image$$RW$$Base| ;and RAM copy ldr r3, =|Image$$ZI$$Base| cmp r0, r1 ; Check that they are different beq %F2 1 cmp r1, r3 ; Copy init data ldrcc r2, [r0], #4 ;--> LDRCC r2, [r0] + ADD r0, r0, #4 strcc r2, [r1], #4 ;--> STRCC r2, [r1] + ADD r1, r1, #4 bcc %B1 2 ldr r1, =|Image$$ZI$$Limit| ; Top of zero init segment mov r2, #0 3 cmp r3, r1 ; Zero init strcc r2, [r3], #4 bcc %B3 bl bdmain ;Jump to the main function ;Dead loop 1 nop b %B1 ;=============================================================================== ; 初始中断处理程序 ;=============================================================================== IsrIRQ sub sp,sp,#4 ;reserved for PC stmfd sp!,{r8-r9} ldr r9,=INTOFFSET ldr r9,[r9] ldr r8,=HandleEINT0 add r8,r8,r9,lsl #2 ldr r8,[r8] str r8,[sp,#8] ldmfd sp!,{r8-r9,pc} ;=============================================================================== ; 初始化各个模式下堆栈 ;=============================================================================== InitStacks mrs r0,cpsr bic r0,r0,#MODEMASK orr r1,r0,#UNDEFMODE|NOINT msr cpsr_cxsf,r1 ;UndefMode ldr sp,=UndefStack orr r1,r0,#ABORTMODE|NOINT msr cpsr_cxsf,r1 ;AbortMode ldr sp,=AbortStack orr r1,r0,#IRQMODE|NOINT msr cpsr_cxsf,r1 ;IRQMode ldr sp,=IRQStack orr r1,r0,#FIQMODE|NOINT msr cpsr_cxsf,r1 ;FIQMode ldr sp,=FIQStack bic r0,r0,#MODEMASK|NOINT orr r1,r0,#SVCMODE msr cpsr_cxsf,r1 ;SVCMode ldr sp,=SVCStack mov pc,lr ;Return the call routine LTORG ;=============================================================================== ; 内存区控制寄存器值表; 你可根据需要修改bdinit.h文件, 下面代码不用做任何改动 ;=============================================================================== SMRDATA DATA DCD (0+(B1_BWSCON<<4)+(B2_BWSCON<<8)+(B3_BWSCON<<12)+(B4_BWSCON<<16)+(B5_BWSCON<<20)+(B6_BWSCON<<24)+( B7_BWSCON<<28)) DCD ((B0_Tacs<<13)+(B0_Tcos<<11)+(B0_Tacc<<8)+(B0_Tcoh<<6)+(B0_Tah<<4)+(B0_Tacp<<2)+(B0_PMC)) ;GCS0 DCD ((B1_Tacs<<13)+(B1_Tcos<<11)+(B1_Tacc<<8)+(B1_Tcoh<<6)+(B1_Tah<<4)+(B1_Tacp<<2)+(B1_PMC)) ;GCS1 DCD ((B2_Tacs<<13)+(B2_Tcos<<11)+(B2_Tacc<<8)+(B2_Tcoh<<6)+(B2_Tah<<4)+(B2_Tacp<<2)+(B2_PMC)) ;GCS2 DCD ((B3_Tacs<<13)+(B3_Tcos<<11)+(B3_Tacc<<8)+(B3_Tcoh<<6)+(B3_Tah<<4)+(B3_Tacp<<2)+(B3_PMC)) ;GCS3 DCD ((B4_Tacs<<13)+(B4_Tcos<<11)+(B4_Tacc<<8)+(B4_Tcoh<<6)+(B4_Tah<<4)+(B4_Tacp<<2)+(B4_PMC)) ;GCS4 DCD ((B5_Tacs<<13)+(B5_Tcos<<11)+(B5_Tacc<<8)+(B5_Tcoh<<6)+(B5_Tah<<4)+(B5_Tacp<<2)+(B5_PMC)) ;GCS5 DCD ((B6_MT<<15)+(B6_Trcd<<2)+(B6_SCAN)) ;GCS6 DCD ((B7_MT<<15)+(B7_Trcd<<2)+(B7_SCAN)) ;GCS7 DCD ((REFEN<<23)+(TREFMD<<22)+(Trp<<20)+(Trc<<18)+(Tchr<<16)+REFCNT) DCD 0x32 ;SCLK power saving mode, BANKSIZE 128M/128M DCD 0x30 ;MRSR6 CL=3clk DCD 0x30 ;MRSR7 ALIGN ;=============================================================================== ; 异常及中断向量表空间; 安装异常或中断处理程序在bdisr.c中,isr_setup()来完成. ;=============================================================================== AREA RamData, DATA, READWRITE ^ _ISR_STARTADDRESS ;表示下面数据区从_ISR_STARTADDRESS指定的位置开始 HandleReset # 4 HandleUndef # 4 HandleSWI # 4 HandlePabort # 4 HandleDabort # 4 HandleReserved # 4 HandleIRQ # 4 HandleFIQ # 4 ;============================= ; The Interrupt table ;============================= HandleEINT0 # 4 HandleEINT1 # 4 HandleEINT2 # 4 HandleEINT3 # 4 HandleEINT4_7 # 4 HandleEINT8_23 # 4 HandleRSV6 # 4 HandleBATFLT # 4 HandleTICK # 4 HandleWDT # 4 HandleTIMER0 # 4 HandleTIMER1 # 4 HandleTIMER2 # 4 HandleTIMER3 # 4 HandleTIMER4 # 4 HandleUART2 # 4 HandleLCD # 4 HandleDMA0 # 4 HandleDMA1 # 4 HandleDMA2 # 4 HandleDMA3 # 4 HandleMMC # 4 HandleSPI0 # 4 HandleUART1 # 4 HandleRSV24 # 4 HandleUSBD # 4 HandleUSBH # 4 HandleIIC # 4 HandleUART0 # 4 HandleSPI1 # 4 HandleRTC # 4 HandleADC # 4 END 3.1.2 C语言源代码说明 void bdmain(void) { /* 禁止Cache 和MMU */ cache_disable(); mmu_disable(); /* 端口初始化 */ port_init(); /* 中断处理程序 */ isr_init(); /* 串口初始化 */ serial_init(0, 115200); /* 输出信息进行主循环 */ serial_printf("is ok!\n"); while(1) { } } 通常基本ADS的测试程序都可以在这个架构上加入自己的代码. 3.2 AXD的使用 3.2.1 配置仿真器 1. 为仿真器安装Server 一般的仿真器都对应有一个Server程序，所以在使用在线仿真之前，必须先安装这个Server程序。我使用是DragonICE 仿真器, 所以先要安装DragonICE Server程序。 2. 连接仿真器把dragonICE 仿真器的JTAG口连接上ARM板(注意：ARM板要断电连接), 另一端通过并口连接到PC上, 有的仿真器是通过USB口连接到PC上, 这与仿真器的硬件相关。连接好后, 打开ARM电源，启动ARM板。当ARM通电启动后，启动DragonICE Server检测ARM板，详细步骤及设置参见对应的仿真器手册。我的 dragonICE Server启动, 按”自动检测”可以检测到ARM920T。 3.2.2 启动AXD 配置开发板 1. 启动AXD 先启动DragonICE Server程序. 按如下步聚启动AXD：开始> 所有程序> ARM Developer Suite v1.2> AXD Debugger 2. 装载仿真器库文件从AXD菜单的Options> Configure Target...启动”Choose Target”目标板配置窗口. 在”Choose Target”窗口中,点击”Add”按钮,选择仿真器的库文件. 我的仿真器服务器程序安装在 c:\DragonICE 下,所以选择项c:\DragonICE\ dragonice. dll文件. 3. 为AXD在线仿真配置仿真器在"Target Environments"中选中DragonICE 中,点击右边的"Configure"按钮. 在”FJB DragonICE Release v1.2”窗口点击"This computer..."按钮，再点击"OK"按钮。回到”Choose Target”窗口,点击"OK"按钮。完成配置. 回到主界面, 在右边的”Target”窗口会出现ARM920T_0.这表明AXD已经进入ARM板的在线仿真状态. 点击菜单"System Views">" Controls Monitors".会出现"ARM920TRegister" 窗口.此时，会显示当前ARM板上所有寄存器的状态。 4. 配置ARM板如果ARM板通电后,没有程序运行并把内存区控制寄存器配置好的说,外部RAM是不能使用的. 所以必须通过仿真器来设置这些寄存器. 如果ARM板已经有启动程序并且已经配置好, 这一步可以省略. 首先把2410cfg.txt拷贝到c:\下. 回到AXD主界面, 从菜单”System Views” > “Command Line Interface”。会出现一个Command Line Interface的调试命令行窗口，并显示如下提示符: Debug > 输入obey c:\2410cfg.txt装载所有配置命令. Debug >obey c:\2410cfg.txt 5. 2410cfg.txt文件说明 sreg psr, 0x00000013 ;设置当前CPSR的值, 把CPU的模式切换到SVC模式和32位指令集, 关闭IRQ和FIQ。 smem 0x53000000,0,32 ;设置看门狗控制寄存器WTCON ;禁止看门狗定时器 smem 0x4C000004,((0x74<<12)+(0x3<<4)+0x1),32 ;设置主频率设置寄存器MPLLCON ;目前CPU的工作频率FCLK是124.00MHz smem 0x4C000014,0x3,32 ;设置时钟分频寄存器CLKDIVN ;设置FCLK/HCLK/PCLK 的频率比例1:2:4 smem 0x48000000,((2<<28)+(2<<24)+(1<<20)+(1<<16)+(1<<12)+(1<<8)+(1<<4)+0),32 ;设置内存总线控制BWSCON ;SDRAM BANK 6&7 is 32位 ;其它BANK is 16位 smem 0x48000004,((3<<13)+(3<<11)+(7<<8)+(3<<6)+(3<<4)+(3<<2)+3),32 ;设置寄存器区0控制寄存器:BANKCON0 smem 0x4800001c,((3<<15)+(1<<2)+1),32 ;设置寄存器区6控制寄存器: BANKCON6(SDRAM) ;RAS to CAS 延时3 时钟周期 ;列地址是9位 smem 0x48000020,((3<<15)+(1<<2)+1),32 ;设置寄存器区7控制寄存器: BANKCON7(SDRAM) ;RAS to CAS 延时 3 时钟周期 ;列地址是9位 smem 0x48000024,((1<<23)+(3<<18)+(2<<16)+1113),32 ;set 外部RAM刷新寄存器:REFRESH ;允许自刷新 ;HCLK=FCLK/2, 60MHz,刷新计算器是1113 smem 0x48000028,0x31,32 ;设置寄存器的大小 ;禁止burst操作 ;允许SDRAM power down模式 ;SCLK在访问期间仍在活动状态 ;SDRAM模式寄存器设置 smem 0x4800002c,0x30,32 smem 0x48000030,0x30,32 3.2.3 使用AXD在线仿真调试程序 1. 装载可执行的文件 AXD只支持.axf格式的可执行文件. 启动AXD, 在菜单的File中,选择Load Image..., 选择c:\adsbloadter\prj\prj_Data\

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