Escriba el cargador de arranque usted mismo ------ escriba la primera etapa

contenido

1. El papel del gestor de arranque

2. Escribe el código

2.1 inicio.S

2.2 secuencia de comandos de enlace boot.lds

2.3 init.c

2.3.1 nand_init

2.3.2 nand_read

---

1. El papel del gestor de arranque

El objetivo del gestor de arranque: iniciar el kernel ,

2. Escribe el código

2.1 inicio.S

#define S3C2440_MPLL_200MHZ     ((0x5c<<12)|(0x01<<4)|(0x02))
#define MEM_CTL_BASE    0x48000000

.text
.global _start
_start:

/* 1. 关看门狗 */
	ldr r0, =0x53000000
	mov r1, #0
	str r1, [r0]

/* 2. 设置时钟 */
	ldr r0, =0x4c000014
	mov r1, #0x03;            // FCLK:HCLK:PCLK=1:2:4, HDIVN=1,PDIVN=1
	str r1, [r0]

	/* 如果HDIVN非0，CPU的总线模式应该从“fast bus mode”变为“asynchronous bus mode” */
	mrc	p15, 0, r1, c1, c0, 0		/* 读出控制寄存器 */ 
	orr	r1, r1, #0xc0000000			/* 设置为“asynchronous bus mode” */
	mcr	p15, 0, r1, c1, c0, 0		/* 写入控制寄存器 */

	/* MPLLCON = S3C2440_MPLL_200MHZ */
	ldr r0, =0x4c000004
	ldr r1, =S3C2440_MPLL_200MHZ
	str r1, [r0]

/* 3. 初始化SDRAM */
	ldr r0, =MEM_CTL_BASE
	adr r1, sdram_config     /* sdram_config的当前地址 */
	add r3, r0, #(13*4)
1:
	ldr r2, [r1], #4
	str r2, [r0], #4
	cmp r0, r3
	bne 1b

/* 4. 重定位 : 把bootloader本身的代码从flash复制到它的链接地址去 */
	ldr sp, =0x34000000

	bl nand_init

	mov r0, #0
	ldr r1, =_start
	ldr r2, =__bss_start
	sub r2, r2, r1
	
	bl copy_code_to_sdram
	bl clear_bss
	
/* 5. 执行main */
	ldr lr, =halt
	ldr pc, =main
halt:
	b halt

sdram_config:
	.long 0x22011110	 //BWSCON
	.long 0x00000700	 //BANKCON0
	.long 0x00000700	 //BANKCON1
	.long 0x00000700	 //BANKCON2
	.long 0x00000700	 //BANKCON3  
	.long 0x00000700	 //BANKCON4
	.long 0x00000700	 //BANKCON5
	.long 0x00018005	 //BANKCON6
	.long 0x00018005	 //BANKCON7
	.long 0x008C04F4	 // REFRESH
	.long 0x000000B1	 //BANKSIZE
	.long 0x00000030	 //MRSRB6
	.long 0x00000030	 //MRSRB7

2.2 secuencia de comandos de enlace boot.lds

SECTIONS {
    . = 0x33f80000;
    .text : { *(.text) }
    
    . = ALIGN(4);
    .rodata : {*(.rodata*)} 
    
    . = ALIGN(4);
    .data : { *(.data) }
    
    . = ALIGN(4);
    __bss_start = .;
    .bss : { *(.bss)  *(COMMON) }
    __bss_end = .;
}

2.3 init.c

Cuando nos mudamos, necesitamos juzgar si se inicia norflash o nandflash.Utilizamos el siguiente método para juzgar.

• Si se inicia norflash, entonces la dirección 0 está por encima de norflash, norflash se puede leer como memoria pero no se puede escribir como memoria.
• Si se inicia con nandflash, entonces la dirección 0 está por encima del sram 4k en el chip, y el sram se puede leer y escribir.

Además, la operación de limpieza del segmento bss también se realiza en init.c.

Luego está la operación de inicialización y lectura de nandflash.

2.3.1 nand_init

 Los ajustes de temporización de la inicialización de nandflash tienen principalmente tres valores,

• TACLS: Después de emitir CLE/ALE, cuánto tiempo esperar para que la señal de escritura baje.
• TWRPH0: ¿Cuánto tiempo mantiene nWE este nivel bajo?
• TWRPH1: ¿Cuánto tiempo permanecerá este CLE/ALE después de que nWE suba?

2.3.2 nand_read

 A través del controlador nandflash de 2440, debemos configurar ALE en un nivel alto antes de enviar la dirección y configurar CLE en un nivel alto antes de enviar el comando.

1 página tiene 2Kbyte y 64byte OBB (fuera del banco). La razón por la que se introduce OOB es porque nandflash tiene un defecto de inversión de bits. Por ejemplo, cuando leemos una determinada página, la mayoría de ellos son correctos, pero un cierto bit puede estar invertido. ¿Cómo podemos evitar la inversión de bits, por lo que estamos en Al escribir datos de página, además de escribir datos, también se genera el código de verificación ECC. ECC se escribe en OOB. Al leer, se debe leer el ECC en OOB y los datos leídos se deben regenerar para verificar el código. Luego compare, si no es igual, descubrirá qué bit está invertido por algún algoritmo.

Tenga en cuenta que oob no participa en el direccionamiento de direcciones de nandflash, entonces, ¿cómo accedemos a oob? Podemos decir el byte 0 en oob, o el 2049 en esta página.

Cuando leemos, emitimos un comando de lectura, emitimos una dirección y nandflash obtendrá toda la página de datos en el registro de página, y luego, cuando emitimos una operación de lectura, podemos leer los datos del registro de página.

Cuando enviamos una dirección, contiene un total de cinco ciclos de dirección, de los cuales los dos primeros indican qué página en esta página y los tres últimos indican qué página. 

Del diagrama de secuencia de operación de lectura anterior, podemos ver que primero tenemos que emitir 00 comandos, luego 5 direcciones, luego 30 comandos, luego esperar a que los datos estén listos y luego leer los datos.

1. selección de chips
2. Emitir comando de lectura 00h
3. Dirección de emisión (emitida en 5 pasos)
4. Emita un comando de lectura 30h
5. Estado del juicio
6. leer datos

//init.c

/* NAND FLASH控制器 */
#define NFCONF (*((volatile unsigned long *)0x4E000000))
#define NFCONT (*((volatile unsigned long *)0x4E000004))
#define NFCMMD (*((volatile unsigned char *)0x4E000008))
#define NFADDR (*((volatile unsigned char *)0x4E00000C))
#define NFDATA (*((volatile unsigned char *)0x4E000010))
#define NFSTAT (*((volatile unsigned char *)0x4E000020))

/* GPIO */
#define GPHCON              (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#define GPHUP               (*(volatile unsigned long *)0x56000078)

/* UART registers*/
#define ULCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#define UCON0               (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#define UFCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#define UMCON0              (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
#define UTRSTAT0            (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#define UTXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
#define URXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
#define UBRDIV0             (*(volatile unsigned long *)0x50000028)

#define TXD0READY   (1<<2)


void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len);


int isBootFromNorFlash(void)
{
	volatile int *p = (volatile int *)0;
	int val;

	val = *p;
	*p = 0x12345678;
	if (*p == 0x12345678)
	{
		/* 写成功, 是nand启动 */
		*p = val;
		return 0;
	}
	else
	{
		/* NOR不能像内存一样写 */
		return 1;
	}
}

void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len)
{	
	int i = 0;
	
	/* 如果是NOR启动 */
	if (isBootFromNorFlash())
	{
		while (i < len)
		{
			dest[i] = src[i];
			i++;
		}
	}
	else
	{
		//nand_init();
		nand_read((unsigned int)src, dest, len);
	}
}

void clear_bss(void)
{
	extern int __bss_start, __bss_end;
	int *p = &__bss_start;
	
	for (; p < &__bss_end; p++)
		*p = 0;
}

void nand_init(void)
{
#define TACLS   0
#define TWRPH0  1
#define TWRPH1  0
	/* 设置时序 */
	NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
	/* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
	NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);	
}

void nand_select(void)
{
	NFCONT &= ~(1<<1);	
}

void nand_deselect(void)
{
	NFCONT |= (1<<1);	
}

void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
	volatile int i;
	NFCMMD = cmd;
	for (i = 0; i < 10; i++);
}

void nand_addr(unsigned int addr)
{
	unsigned int col  = addr % 2048;
	unsigned int page = addr / 2048;
	volatile int i;

	NFADDR = col & 0xff;
	for (i = 0; i < 10; i++);
	NFADDR = (col >> 8) & 0xff;
	for (i = 0; i < 10; i++);
	
	NFADDR  = page & 0xff;
	for (i = 0; i < 10; i++);
	NFADDR  = (page >> 8) & 0xff;
	for (i = 0; i < 10; i++);
	NFADDR  = (page >> 16) & 0xff;
	for (i = 0; i < 10; i++);	
}

void nand_wait_ready(void)
{
	while (!(NFSTAT & 1));
}

unsigned char nand_data(void)
{
	return NFDATA;
}

void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
	int col = addr % 2048;
	int i = 0;
		
	/* 1. 选中 */
	nand_select();

	while (i < len)
	{
		/* 2. 发出读命令00h */
		nand_cmd(0x00);

		/* 3. 发出地址(分5步发出) */
		nand_addr(addr);

		/* 4. 发出读命令30h */
		nand_cmd(0x30);

		/* 5. 判断状态 */
		nand_wait_ready();

		/* 6. 读数据 */
		for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
		{
			buf[i] = nand_data();
			i++;
			addr++;
		}
		
		col = 0;
	}

	/* 7. 取消选中 */		
	nand_deselect();
}

#define PCLK            50000000    // init.c中的clock_init函数设置PCLK为50MHz
#define UART_CLK        PCLK        //  UART0的时钟源设为PCLK
#define UART_BAUD_RATE  115200      // 波特率
#define UART_BRD        ((UART_CLK  / (UART_BAUD_RATE * 16)) - 1)

/*
 * 初始化UART0
 * 115200,8N1,无流控
 */
void uart0_init(void)
{
    GPHCON  |= 0xa0;    // GPH2,GPH3用作TXD0,RXD0
    GPHUP   = 0x0c;     // GPH2,GPH3内部上拉

    ULCON0  = 0x03;     // 8N1(8个数据位，无较验，1个停止位)
    UCON0   = 0x05;     // 查询方式，UART时钟源为PCLK
    UFCON0  = 0x00;     // 不使用FIFO
    UMCON0  = 0x00;     // 不使用流控
    UBRDIV0 = UART_BRD; // 波特率为115200
}

/*
 * 发送一个字符
 */
void putc(unsigned char c)
{
    /* 等待，直到发送缓冲区中的数据已经全部发送出去 */
    while (!(UTRSTAT0 & TXD0READY));
    
    /* 向UTXH0寄存器中写入数据，UART即自动将它发送出去 */
    UTXH0 = c;
}

void puts(char *str)
{
	int i = 0;
	while (str[i])
	{
		putc(str[i]);
		i++;
	}
}

void puthex(unsigned int val)
{
	/* 0x1234abcd */
	int i;
	int j;
	
	puts("0x");

	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		j = (val >> ((7-i)*4)) & 0xf;
		if ((j >= 0) && (j <= 9))
			putc('0' + j);
		else
			putc('A' + j - 0xa);
		
	}
	
}