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U-boot原廠版本移植流程

今天開始移植三星原廠的U-boot，做一下筆記，以備日後所需
移植的時候有一點感想，就是最好別注釋掉不對的源碼，定義的地方千萬別動，盡量修改調用的地方，這樣可以極大的避免出錯

1. 先燒錄看現象

先燒到板子裡試試看，看看有什麼現象，再做分析
解壓源碼後，先看看Makefile中的交叉編譯工具鏈有沒有問題。根據 U-boot配置及編譯階段流程宏觀分析可知，交叉編譯工具鏈配置在主Makefile的前端。查看後發現裡面的工具鏈和我裝的一樣，沒有問題
正式開始編譯之前需要配置，那麼Makefile中關於配置的偽目標是什麼呢？根據 U-boot配置及編譯階段流程宏觀分析可知，偽目標在主Makefile的非常後面，而且名字應該是開發板的名字。但是問題來了，三星原廠的評估板叫smdkv210，但是Makefile後面的偽目標有5個名字差不多的，這樣的話，相應的.h文件也有5個…..怎麼辦？

先不管了，選第一個吧，第一個名字看上去最正常，那以後頭文件就要選smdkv210single.h了….然後開始配置階段了，輸入make smdkv210single_config
配置完之後直接make，發現並沒有報錯，編譯一切順利
燒錄前，先看看燒錄腳本有沒有錯，打開sd_fusing目錄下的sd_fusing.sh，重點關注

這兩行，確定BL1和U-boot整體的燒錄扇區無誤，其中，U-boot的燒錄扇區由smdkv210single.h中的宏MOVI_BL2_POS指定。然後保險起見，防止原廠編譯出來的sd_fdisk不能用，先在sd_fusing目錄make clean一下，再make，得到全新的sd_fdisk。最後執行 ./sd_fusing.sh /dev/sdb 燒錄一切順利
插入SD卡，開機，發現

，此外，開發板供電鎖存成功了
根據現象分析可知，我們並不能證明SD卡中U-boot徹底失敗，因為SD卡正常引導的時候也會輸出SD checksum Error，因為x210這塊板開機後inand通道的檢測優先級是大於SD卡所在的通道的所以這句話指的是inand中校驗失敗。此外本應在lowlevel_init中最先打印的”OK“卻沒有正常打印，但是lowlevel_init中的供電鎖存卻成功了
所以得出結論，可能有兩種情況：1.程序在供電鎖存和打印”OK”之間的某處掛掉了；2.串口進行了錯誤的初始化(可能性不大，因為BL0中初始化過了)

2.解決串口的問題

由於串口打印對於調試非常重要，所以重點先要把串口問題解決
根據之前分析，先去lowlevel_init中檢查串口的初始化是否正確，結果發現串口的寄存器設置完全符合我們板子，所以能排除掉串口初始化錯誤的可能性了
如果原廠的選用的串口不是我們板子上的串口,那麼就需要修改了，一般來說，選用哪一個串口還是使用宏定義來決定的，通常沒有硬編碼，以210為例，只需要將smdkv210single.h中 #define CONFIG_SERIAL3 改為需要的串口即可
然後檢查供電鎖存和打印”OK”之間的代碼

發現問題會在 PMIC、時鐘、內存初始化中。由於時鐘是SOC內部的，和板級無關，故不會有問題。同樣，lowlevel_init中的代碼還沒重定位，用不到DDR，故也不會有問題。那麼問題可能出在設置PMIC中。另外此處也可以利用連續點燈定位bootloader的錯誤這個方法定位錯誤
查資料可知， PMIC是一種電源管理芯片，而我們板子上沒用到；再看看PMIC_InitIp這個函數，發現裡面都是I2C的通信代碼….果然是在這裡掛掉了….由於我們沒有用PMIC，I2C的通信便會失敗，一直處在某一個while(1)中
燒錄，嘗試，發現整個U-boot居然啟動起來了，但是裡面的初始化有挺多的錯誤

可知，DRAM、SD、網卡、fastboot之類的全部有問題，接下來開始根據U-boot初始化階段流程的順序來整改

3.檢查供電鎖存、時鐘、內存、串口配置

這幾部分的初始化都在lowlevel_init中
關於供電鎖存，由現象可知並沒有問題
關於時鐘，由U-boot打印信息可知，沒有問題。不過如果要修改的話，直接改smdkv210single.h中的宏即可，無需修改代碼
關於內存，由U-boot打印信息可知，內存大小是有問題的，板子上只有512M（每片256，一片位於0x20000000，一片位於0x40000000），打印出來總共卻有1G。那麼內存本身的初始化（即時序、驅動強度等）有沒有問題呢？輸入md命令查看內存信息

發現內存可以正常工作，則內存本身的初始化（即時序、驅動強度等）是正確的，錯誤是在內存的部署上面。那麼進入smdkv210single.h修改DDR相關的宏

將SDRAM_BANK_SIZE（單片SDRAM大小） 改為0x10000000 ，即256MB。改為再檢查檢查後面幾行，SDRAM1起始物理地址是正確的；單片SDRAM大小也是正確的；但是，SDRAM2的物理地址是有問題的，其值為MEMORY_BASE_ADDRESS + SDRAM_BANK_SIZE，即SDRAM1起始物理地址加上單片SDRAM的大小，這樣算下來就不對了。我們根據板子上的部署，將其改成0x40000000

上電後，發現打印出來的DDR相關的設置都正確了~
關於串口，由現象可知並沒有問題

4.檢查虛擬地址映射

默認的原廠U-boot的虛擬地址映射是不用改的，除非修改了內存從部署和配置
（可選步驟）接下來嘗試修改內存的部署和配置，把內存的部署改為0x30000000~0x4FFFFFFF，目的是為了熟悉並演示修改U-boot的參數的流程。首先，我們假設原廠的代碼寫的都挺好的，不存在硬編碼，那麼只需要修改smdkv210single.h內的宏即可。進入查看和內存有關的宏，首先根據條件編譯確定了我們使用的宏為



分析可知，內存本身的初始化（即時序、驅動強度等）應該不用改，需要改的是DMC0控制器的起始位置，仔細查詢寄存器可知，只需修改DMC0_MEMCONFIG_0 值為 0x30F01323；此外，還需修改MEMORY_BASE_ADDRESS 值為 0x30000000，這個宏被引用了多次，指導了很多代碼的運行。
然後來檢查和內存有關的虛擬地址映射表，進入lowlevel_init

發現0xc0000000被映射到了0x20000000，而我們內存的起始地址為0x30000000，故把第一行改為.set __base,0x300即可
此外，還需要檢查一下smdkv210single.h內有關虛擬地址的宏，發現

看來必須要修改這個虛擬地址轉換為物理地址的函數，定位後發現

這個函數寫的也是無語，居然硬編碼…..我們直接把0x20000000改成0x30000000即可…..
上電，發現修改成功

5.檢查MMC配置

由U-boot打印信息可知，mmc的配置是有問題的

但是由於mmc的初始化利用了linux的驅動，比較龐大，排查起來較為不便。所以，U-boot的打印信息是定位問題的關鍵，我們可以利用編輯器的搜索功能來搜索打印信息中的關鍵字。
我們在源碼中搜索 EXT_CSD，在此我用了slickedit的搜素功能，操作如下

搜索可得結果在mmc.c中

由此定位了錯誤之所在，但是還是不明白發生了什麼……
先觀察這幾句的上下文，發現整個函數是在讀取所謂的“拓展CSD寄存器”，從拓展CSD寄存器讀取到了mmc的版本號信息，但是版本號大於5，就導致了程序錯誤並退出。問題的根節就在於我們用的mmc太新式，而這個U-boot並不認得太新潮的mmc……
解決之道只有兩種，要麼換mmc，要麼強行改代碼。換mmc不現實，至於怎麼改，因為太難，就只能上網查了。上網查了之後發現解決方法倒是很簡單，直接把判斷的數字5改為8，跳過這個錯誤即可。修改，上電，測試，發現確實解決了這個問題
問題解決了，但還有一個問題，此處U-boot初始化的是接在通道0的inand還是接在通道1的SD卡呢？其實還是函數int mmc_initialize(bd_t *bis)初始化的時候 有一句代碼：mmc = find_mmc_device(0); 所指定的，故此處初始化的不是SD而是inand，並且我們可以通過把0改成1來改為初始化SD卡

6.檢查環境變量配置

首先，在U-boot命令行下嘗試環境變量的設置，設置後發現能斷電保存，說明環境變量功能成功，但是我們還是要檢查一下，環境變量存放的扇區是否安全，會不會和其他內容發生沖突
關於環境變量分區的檢查，以及默認環境變量的修改詳見U-boot對啟動介質的空間分配

7.檢查網卡配置

根據U-boot打印信息可知，網卡初始化顯然是失敗的。由於網卡驅動是從linux驅動拿過來的，所以無需修改，只需要確保U-boot中網卡初始化成功即可。
關於這個網卡，其實是通過s5pv210的SROM接口來直接掛載在總線上的，所謂的SROM接口其實是一種對外部開放總線的方式，通過這個接口，網卡芯片內的寄存器可以直接通過總線訪問，對於程序員來說就仿佛在訪問SOC內部的SFR，網卡芯片與SOC直接的通信過程就可以不用關心了。簡而言之，這個網卡芯片就像集成在SOC內部一樣。s5pv210的內存映射表有關SROM的部分：

接下來看看我們板子上網卡的具體接法：

首先，要清楚一點，dm9000的地址接口和數據接口是復用的！CMD接在了ADDR2（一根地址總線），當CMD為1時data0-data15傳輸的是數據，而當CMD為0時傳輸的是地址，也就是說，如果要訪問dm9000的寄存器，data0-data15要先傳輸地址再傳輸數據。由接口data0-data15可知，SROM接口使用了16位寬度。由接口CSn1可知，網卡接了SROM的bank1的片選腳，所以網卡處在SROM的bank1。
關於網卡的初始化，具體是在U-boot初始化第二階段的board_init函數中，裡面有調用網卡初始化函數（和SROM接口有關），我們板子上的網卡是dm9000，所以真正的初始化函數是dm9000_pre_init，我們需要檢查
1.初始化函數
2.smdkv210single.h中網卡相關的宏定義
具體修改需要根據網卡芯片的接法（SROM接口）來定，以x210為例，板載的是dm9000，先來看看原廠代碼的初始化流程

上來先根據宏來配置SROM_BW_REG，查手冊得知SROM_BW寄存器主要負責各個bank的數據總線的寬度設置，不同的位分別設置不同的bank，由於定義了宏DM9000_16BIT_DATA，故此寄存器配置為16位模式，並且配置的是bank5，byteenable位設置成0（不使用UB/LB），waitenable位設成0（禁止等待），addrmode設為0（半字對齊）。我們修改為bank1，此外，原廠的很多設置都是有問題的，必須修改為byteenable位設置成1（使用UB/LB），waitenable位設成1（使能等待），addrmode設為1（字節對齊），至於這些參數到底怎麼選擇，其實都是一些約定俗成的套路，特別是dm9000作為一款歷史悠久的老芯片，很多設置的方法都已經固化了，通過網絡可以很輕松查到。綜上所述，我們把代碼修改為：SROM_BW_REG &= ~(0xf << 4); SROM_BW_REG |= (0<<7) | (0<<6) | (0<<5) | (1<<4);
隨後原廠設置了SROM_BC5_REG，查手冊得知SROM_BC*寄存器負責第*個bank的控制，寄存器的內容本身倒是不用改，只需把SROM_BC5_REG改為SROM_BC1_REG即可。
最後原廠配置了MP01CON_REG這個寄存器，利用了臨時變量tmp先讀後改，這個寄存器其實就是配置了引腳MP01，原廠將其設為復用功能————SROM接口中的bank5片選引腳，而我們應將其改為bank1片選引腳，查詢手冊後，將其改為tmp &=~(0xf<<4); tmp |=(2<<4);
接下來看看smdkv210single.h中相關宏定義：

由s5pv210的內存映射表可知，宏 CONFIG_DM9000_BASE將dm9000地址接口的基地址設置在了bank5（0xA8000000），我們應將其改為bank1，根據內存映射理論上是0x88000000但此處有坑，很玄學，居然有可能不工作，需要改成0x88000300才行，至於原因的話網上眾說紛纭，一種比較合理的說法是：DM9000有不同的版本，其中有的內部自帶0x300的偏移量…故只用bank的基地址是不行的，需要加上0x300。接下來看後面，DM9000_DATA（數據接口）的地址應改為CONFIG_DM9000_BASE+4，這是因為CMD接在了ADDR2（地址總線），當CMD為1時data0-data15傳輸的是數據，而當CMD為0時傳輸的是地址。修改後上電，測試，發現網卡成功運行，可以ping通主機

8.檢查內核引導部分

當前U-boot還無法啟動內核，但是首先需要確定到底是U-boot的問題還是kernel的問題，如果手頭存在著其他確定正確的U-boot或者kernel，那麼就有可能排除掉一種情況。但是一般來說，手頭是沒有這個條件的，那麼就需要多方位的去診斷
首先，在U-boot命令行設置正確的環境變量bootcmd和bootargs，具體詳見 U-boot引導內核流程分析 ，設置完發現無法啟動
接著，試試看使用tftp導入內核鏡像至內存，發現仍然無法啟動
根據 U-boot引導內核流程分析 末尾的論述，我們來做基本的檢測，首先懷疑機器碼不對，此處要對比U-boot和kernel源碼中的機器碼，U-boot的部分在smdkv210single.h中的#define
MACH_TYPE，對比kernel源碼中的機器碼發現相同，說明機器碼沒問題。再來看看和傳參有關的宏是否正確定義，發現好像#define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS #define CONFIG_CMDLINE_TAG #define CONFIG_INITRD_TAG 這三個宏沒有定義，定義完之後上電發現能夠正常運行
至此，整個移植過程正式結束，總體來說，原廠的U-boot需要修改的地方不是很多