【致敬青春】小静的ARM学习日志04_U-Boot移植+S5PV210处理器简介
本帖最后由 jing-jing 于 2013-6-19 08:26 编辑Hello，大家好，视频跳票N久，都不知道该用怎样的开场白了。小小的尴尬。有时候真觉得越长大越忙碌，前段时间回学校忙着毕业的事情，见导师、修改论文、答辩、毕业照、毕业典礼、同学聚会等等一系列的事情。U-Boot的视频没能及时更新，估计已经有不少朋友都记不得小静了吧。
这次回学校看了两部电影，《致青春》和《中国合伙人》。因为在学校考四六级的时候看过新东方的教材，所以对《中国合伙人》更有感觉。很喜欢结尾王阳说的那句话：如果皱纹终将刻上额头，你只能做到不让皱纹刻到你的心上。
好了，毕业了，也准备好了与青春分手。小静的分享还是要继续，继续坚持记录我的ARM学习历程~
这一次，主要和大家分享一下uboot2011.06在S5PV210处理器上的移植过程。在录这期视频的时候纠结了好久~原本打算用自己之前做的那个6410的小板子来进行移植，不过，最近正在跟师傅做的项目用到了210处理器，感觉这是一个很不错的东东，所以就从师父那里借了一个210的板子，软磨硬泡，让师傅提供了一个U-Boot在210平台上的移植思路。然后自己一路磕磕绊绊，最终在师傅的指导下完成了这个移植过程。现在想想，这个过程对U-Boot大致的移植思路还是挺有参考意义的，所以就记录下来，希望我的帖子可以和网络上其他前辈的资料一起给正在研究U-Boot的朋友提供帮助~
还是先把视频发上来：
S5PV210处理器简述优酷版地址
U-Boot总述优酷版地址
U-Boot CPU级相关文件介绍优酷版地址
U-Boot board级相关文件介绍优酷版地址
U-Boot 编译与烧写优酷版地址
S5PV210处理器启动过程优酷版地址
第四期片尾视频，送给大家一首轻松的旋律：星星小夜曲，希望大家开心快乐
百度网盘版下载地址
U-Boot移植相关文件和S5PV210手册百度网盘下载
在进行U-Boot移植之前，我们会用到一些有关S5PV210的知识，在这里简单的给大家介绍一下~
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一部分-----------------------------------------------------------------------------------------------
S5pv210是一个32位精简指令集、低功耗、高性能的cortex-a8处理器，它属于armv7架构。
上边的这张图，显示了S5PV210处理器的整体框图。从这张图中我们可以了解到210的主要功能，这些小的模块共同构成了210处理器。
首先说一说CPU核心部分，CPU的主频可以达到800M或1GHz，我们可以通过配置U-Boot源码中对应控制主频的宏来进行主频的选择。U-boot默认的主频是1GHz。CPU的核心部分还有512KB的高速缓存。还有NEON，NEON它是ARM内部集成的可以实现复杂算法的模块，比如说图像的智能分析，数学上的运算等都是通过NEON来实现的。
左上角是系统外设，这一部分主要是一些低速设备。其中：
RTC是实时时钟，负责系统时间的控制；
PLL是锁相环，主要起倍频作用；
Timer with PWM是定时器模块；
Watching Timer是看门狗，看门狗主要是在应用程序跑飞或者系统死机一段时间之后，将系统重启。看门狗在实际的项目中是要打开的。
DMA（24ch）是24通道的DMA控制器。如果没有DMA的话，数据是通过CPU传给内存，再由内存传给系统外设的；有了DMA之后，数据可以不通过CPU。比如音频数据通过DMA控制通道直接传到内存中。DMA可以控制外设数据与外设数据、外设数据与内存数据、内存数据与内存数据之间的传输，这样可以有效的提升系统的工作效率。6410中也有DMA，只是没有210的多；
Keypad（14x8）：14ｘ8的键盘接口；
TS-ADC（12Bit／10ch）：12位的数模转换，有些电阻屏的触摸功能就是由他来实现的；
左下角是外部总线模块。从这个模块可以看到210支持IIS、AC97和PCM这样的音频标准接口；
HSMMC/SDx4：４路MMC总线，可以接SD卡、TF卡和SDIO接口；
USB Host2.0/OTG2.0：210支持USB Host 2.0，和师傅实际测试了一下，USB Host2.0的传输速度大概是12~16M/s；
UARTx4:4路串口；
IICx3：3路IIC总线，一些常用的电容屏的触摸芯片，重力传感器就是接在了IIC总线上；
HS-SPIx2：2路SPI总线；
GPIO：GPIO接口；
下边中间的是电源管路模块，如果在做手机或者平板电脑类的产品的话，一般会用到，他的作用是通过软件动态调节CPU功耗，一般是通过升高或降低，打开或者关闭电压的方式来调节功耗的；
右下角是存储接口模块，以前听到Memory总会幼稚的认为是内存的意思，其实并不是这样，Memory其实是存储的意思；
S5PV210的NAND支持SLC和MLC两种，SLC的稳定性由于MLC，同等容量的SLC价格高于MLC；
它还支持16位硬件ECC。由于nand flash的工艺问题，在数据读取的过程中可能会出现位错误，这时就需要Ecc来检查和纠正了；
210 常用的芯片是LPDDR2和DDR2，这里的LP就是low power的意思，就是低功耗~
右上角部分就是210强大的多媒体功能模块了；
首先是摄像头接口；
MFC多媒体格式转换模块，主要的任务就是视频文件的编解码；具有30帧/s的处理能力，支持H.263/H.264/MPEG4编码和解码；
支持2D/3D图形引擎；
HDMI，高清数字多媒体接口；
JPEG主要用于图片文件的硬件编码，原始数据通过JPEG编码生成jpg格式文件；
最后是LCD控制器；
中间的Multi layer AHB/AXI Bus是高速总线，CPU内部各个模块与CPU就是通过这个高速总线来实现通讯的。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二部分----------------------------------------------------------------------------------------------------------
简单的了解了210处理器之后呢，就开始进行U-Boot的移植了。说到U-Boot，肯定会有不少朋友产生疑问，什么是U-Boot？U-Boot的功能是什么呢？其实啊，这个U-Boot它就是universal bootloader，也就是通用的bootloader。它存在于nandflash或者SD卡中，它是在开机上点之后，操作系统起来之前用来引导的一个程序。U-boot 的主要作用是进行内存的初始化、CPU的初始化、串口初始化等一系列的初始化工作，完成这些之后，再将操作系统加载到内存中，从而运行起来。
U-Boot 源码文件下包括一些目录文件和文本文件，这些文件可分为”与平台相关的文件”和”与平台无关的文件”，其中common文件夹下的文件就是与平台无关的文件；与平台相关的文件又分为CPU级相关的文件和与板级相关的文件：arch目录下的文件就是与CPU级相关的文件，而board、drivers、include等文件夹下的文件都是与板级相关的文件。我们在移植的过程中，需要修改的文件也就是这些与平台相关的文件。
U-Boot 的移植过程主要包括以下四个步骤：
1.下载U-Boot源码
2.修改相应的文件代码
3.编译U-Boot
4.烧写到开发板上，运行
下面是移植2011.06版本到210处理器上时修改（或添加）的文件：
以下文件均为与CPU级相关的文件
uboot2011.06/arch/arm/cpu/armv7/start.s
uboot2011.06/arch/arm/cpu/armv7/Makefile
uboot2011.06/arch/arm/include/asm/arch-s5pc1xx/hardware.h
uboot2011.06/arch/arm/lib/board.c
uboot2011.06/arch/arm/lib/Makefile
uboot2011.06/arch/arm/config.mk
以下文件均为与板级相关的文件
uboot2011.06/board/samsung/OK210/tools/mkv210_image.c
uboot2011.06/board/samsung/OK210/lowlevel_init.S
uboot2011.06/board/samsung/OK210/mem_setup.S
uboot2011.06/board/samsung/OK210/OK210.c
uboot2011.06/board/samsung/OK210/OK210_val.h
uboot2011.06/board/samsung/OK210/mmc_boot.c
uboot2011.06/board/samsung/OK210/Makefile
uboot2011.06/drivers/mtd/nand/s5pc1xx_nand.c
uboot2011.06/drivers/mtd/nand/Makefile
uboot2011.06/include/configs/OK210.h
uboot2011.06/include/s5pc110.h
uboot2011.06/include/s5pc11x.h
uboot2011.06/spl/Makefile
uboot2011.06/boards.cfg
uboot2011.06/config.mk
uboot2011.06/Makefile
在这里简单的说明一下我选择2011.06版本的uboot 进行移植的原因，在自己平时在各个论坛、贴吧中的了解，发现大家对2011.06版本的讨论相对来说多一些，所以选择的这个版本。在这里我想自己试一下U-Boot移植的过程也希望能给大家有一些帮助。
另外呢，附件提供的移植参考目录是在原始U-boot-2011.06版本基础上进行的修改，把修改的文件单独拿出来，方便大家使用对比工具查看我修改了哪些内容，当然移植参考目录里面，并不是所有的文件都是从U-boot-2011.06拷贝出来的，有些文件是从U-boot-1.3.4拷贝的：目录board/samsung/OK210下面的mmcboot.c 文件，从SD启动U-Boot必须含有该文件，三星官方提供的U-boot-1.3.4源码包含有该文件，我们直接拷贝过来就可以了。
下面的内容是我在移植uboot的时候师傅给我总结的移植思路（贴出来和大家一起分享一下~~）：
移植过程就是在新的U-Boot代码中增加CPU级和Board级代码，使之能够在开发板上面运行。
1.看一下源代码里面是否有CPU级相关代码，比如S5PV210是ARMV7架构，看一下CPU目录下面是否有ARMV7的目录，因为U-Boot已经是嵌入式平台里面应用很广泛的Bootloader了，所以基本上都已经有了CPU级相关代码。
2.下一步就是查看板级相关代码了。一款主流CPU发布的时候，厂商一般都会提供官方开发板，比如S5PV210发布的时候三星公司提供了官方开发板，使用的U-Boot是1.3.4版本，三星在U-Boot官方提供的1.3.4基础上面进行了改进，比如增加SD卡启动和NandFlash启动相关代码 等等。在移植新版本的U-Boot到开发板的时候，我们需要看一下U-Boot代码里面是否已经含有了板级代码，如果已经有了，就不需要自己改动了，编译以后就可以使用，而有的时候在较新的U-Boot代码里面，是不含有这些板级支持包的，这个时候就需要增加自己的板级包了。
3.板级包的增加需要参考CPU官方提供的U-Boot代码，因为我们移植的是最小功能的U-Boot，让U-Boot能够运行起来即可，所以只需要抓最关键的代码，比如系统时钟的配置，DDR2内存的初始化代码，调试串口的初始化等，这些代码是需要参考U-Boot1.3.4的，不需要我们自己去写每一行，但是需要我们知道U-Boot 能够在S5PV210上面运行起来，必须做的工作。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三部分--------------------------------------------------------------------------------------------------------
下面开始切入主题：进行我们U-Boot的移植过程吧~
首先进行第一步，下载工作：输入U-Boot下载的地址，找到自己要下载的U-Boot版本，点击开始下载，下载完成之后开始解压。
U-Boot下载之后压缩包的压缩方式是.tar.bz2的，所以解压命令为tar jzvf **.tar.bz2
而我们平时经常解压的压缩包为.tar.gz格式的，所以它的解压命令为tar zxvf **.tar.gz。
这两个解压命令只有一个参数的差别，容易搞混的友友们需要重点注意喽~！
解压之后进入文件夹，可以看到之前给大家介绍的目录结构类似的文件夹和文本文件，然后就按照板子的配置进行相应文件的修改了~
在修改的过程中，用到最多的一个宏定义就是CONFIG_SPL_BUILD，这个宏定义的主要作用就是生成BL1文件，提到BL1文件肯定又会有朋友产生疑问，在这里就这个BL1文件给大家简单的介绍一下：
BL1文件是一段外部代码，存放在SD卡或者nandflash上，大小为8K；
除了BL1文件，还有BL0和BL2文件。
BL0文件是存放在CPU内部IROM中的一段固化代码，CPU上点之后，首先去运行BL0文件。
BL2文件是完整的U-Boot代码。
这三个文件之间的关系就是：BL0运行时会将BL1拷贝到CPU的IRAM中，然后执行BL1；BL文件执行起来之后会先进行内存的初始化，之后将BL2文件拷贝到外部内存中，也就是我现在手中这个210 板子的DDR2中。
SPL宏定义的来源：
移植过程最主要的就是代码的修改与文件的配置了，大家可以根据我所提供的这些内容进行代码的完善与修改。
修改完成之后开始编译工作，两个命令：
make OK210_config
make
编译的过程中会生成两个重要的文件，一个是BL1文件，另一个就是uboot文件。编译完成之后将这些内容烧写到SD卡中，烧写的命令如下：
1.dd bs=512 seek=1 if=/dev/zero of=/dev/sdb count=2048
2.dd bs=512 iflag=dsync oflag=dsyncif=spl/OK210-spl.binof=/dev/sdbseek=1
3.dd bs=512 iflag=dsync oflag=dsyncif=u-boot.bin of=/dev/sdbseek=49
在这里值得说明几点：
dd命令是linux下非常有用的一个命令，作用就是用指定大小的块拷贝一个文件，并在拷贝的同时进行指定的转换；
命令中的sdb是SD卡的设备名称，在不同的电脑上可能名称是不一样的，所以大家在烧写的过程中一定要注意这个设备名称；
烧写到SD卡中，一定要了解一下SD卡的分区，下面是我自己画的一张有关SD卡分区的图，大家可以简单了解一下它的分区情况：
Sdcard 分区介绍：
在这里可以看到，SD卡一块的大小为512B，第一块为保留块，紧接着的8K存放BL1，所以BL1烧写的起始块标号为1，这也就是第二条烧写命令中seek=1的来源了；接下来存放环境变量，有的资料中将环境变量与BL1文件总结为BL1文件，不过这是的BL1文件就不再是8K大小了，而是加上环境变量的大小共24K了，也就是48块；之后存放BL2文件，也就是uboot.bin，起始块标号49。最后的部分是我们自己的拷贝空间了。
大概了解了这个分区之后，这个烧写命令想必大家也了解的差不多了。然后输入这些烧写命令进行文件烧写，注意这里的命令是在源码的目录文件下输入的，不然的话找不到对应的文件。
烧写完成，将SD卡插到开发板上，设置板子为SD卡启动，然后打开超级终端，配置好之后将板子上电，如果板子正常启动了，说明我们的移植工作顺利完成了。如果没有启动起来，那么就要检查一下哪一步出现了问题，然后继续开始回去查看相应的U-Boot源码。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------第四部分---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
在这一部分，主要给大家介绍一下210的启动方式。
首先了解一下s5pv210支持的启动方式：
其中我们用的最多的是nandflash启动和SD卡启动。
首先启动的是第一启动方式，启动流程如下：
在上图中可以看出，第一启动方式中先工作的是IROM，他做了一些初始化工作，之后就是启动方式的选择，通过设置拨码开关的状态来确定启动方式。这里以SD卡启动为例，选择了SD卡启动，进入下一个流程：校验和，也就是检验文件传输过程中是否有数据传输错误，如果有的话第一启动就失败了，进入第二启动；如果传输无误，那么第一启动继续，BL1开始工作，初始化内存，加载BL2到外部内存等等，之后BL2运行起来，初始化内存、CPU、串口等等，加载操作系统，最后操作系统运行起来。第一启动方式启动成功。
如果第一启动方式启动失败，那么进入第二启动方式，来看一下第二启动方式的启动流程：
IROM的工作和第一启动方式相同，第一启动在文件传输过程中出现错误之后进入第二启动方式，如果校验和检验无误，那么接下来就是BL1，BL2和操作系统依次运行起来，最终板子启动成功；如果启动第二启动方式之后检查校验和有误，那么第二启动方式失败，进入串口启动，串口启动如果还是白，就进入USB启动，如果USB启动还失败的话，那么启动就失败了。
在这里我只是简单的给大家描述一下，要想具体了解的话，还是要看手册的，一会儿我会上传附件给大家分享这些手册的内容，有兴趣的朋友们可以仔细研究一下的~
写到这里，帖子的内容也就差不多了，这一次的文字好多啊，码字码的手都快僵了，可能会有不太准确的地方，还请各位前辈多多指教。小女子在此先谢过啦*^__^*
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小静的ARM学习日志01期--裸机环境搭建与程序调试 楼主霸气，顶 哎呀，我坐沙发了，大姑娘上花轿头一回呀 小静的帖子，要顶！ 这个要顶 本帖最后由 zgxcom123 于 2013-6-19 08:12 编辑
哇！又见小静的帖子！！
必须要顶一下{:lol:}
PS：声音挺萌的哈 本帖最后由 qietingfy 于 2013-6-19 14:00 编辑
小静的帖子必须顶！
片尾视频最后机器猫的那串数字代表什么意思啊，求解？？
哈哈哈,ARM版块第一美女,要的要的 呀~各位前辈早~ 楼主挺好耐心的，不错，顶一个。 顶，没210的板子，记号之，日后再学 skynet 发表于 2013-6-19 08:25 static/image/common/back.gif
哈哈哈,ARM版块第一美女,要的要的
谢谢懒羊羊前辈上次发的帖子，那段时间一直加班一直加班，没有上论坛，看到的时候是好几天之后了，没有及时回复您，抱歉~ HoldMyARM 发表于 2013-6-19 08:28 static/image/common/back.gif
顶，没210的板子，记号之，日后再学
哥们是你邪恶了还是我不纯洁了？ 这个不错的说 一路同行，感谢有你！ 这个必须顶了!我这个年龄的时候还在到处打酱油呢,楼主前途无量啊!{:lol:} 小静的帖子，前排留名，等广告。 Mark.. 小静的贴从来都是很火的！ mark 电工心中的女神哇{:lol:} {:lol:}{:lol:}{:lol:} 首页留名！顶静姐！！ 路过帮顶~~~ 终于等到小静出视频了，想知道小静公司是搞什么的？消费电子？都用到A8了 本帖最后由 stm8s 于 2013-6-19 09:16 编辑
第一时间顶，
致敬青春 顶的好快啊，我也来顶！ S5PV210啊，很高端的感嚼，学习一下，楼主很有心，多谢了。
btw，这贴又是要火的节奏啊
最近几天一直在关注小静的帖子，呵呵，终于出来了，收藏先，晚上回去看。呵呵{:smile:} 都上A8了，让人佩服哦。 请问小静，你的图表是用什么软件绘制的。看起来很专业，也很漂亮。
致敬青春 帮顶 呵呵，还没有和青春彻底分手。
永远保留青春的一角在心里。 小静又见小静 好厉害的女生！！！！佩服一个先 必顶小静，好妹子，谁娶了就赚大了！{:lol:} 能不能提供一下三星官方的uboot1.3.4源码 yueqia1988 发表于 2013-6-19 10:05 static/image/common/back.gif
能不能提供一下三星官方的uboot1.3.4源码
附件里面提供了一个samsung的那个好像就是。 我看了看，好像不是三星官方的 打开源码包顶层Makefile，记得里面第一行就是版本号。查一下就知道了。 女孩子能静下心来做这些东西，不简单，佩服佩服。让我回忆起09年那时候玩mini2440的日子，至今那块板子还在我的储物柜里，留个纪念！ 静静，感觉我们差距越来越大了，有人带就是好啊{:mad:} 里面有forlinux文件夹，这应该是飞凌的 看到了你也用Qt做界面开发的，什么时间可以开贴做一期关于Qt平台其他开发库的整合！我做的增强现实的库怎么都整合不好，奇怪的是其他两个另外的库能整合好… 挺厉害的！！！ 能不能提供一个三星官方的uboot1.3.4源码 学习，强烈MARK！！！ LZ已经在视频中透露了还是单身，各位还处在单身的电工们，还犹豫什么呢？ 小静，我也好想学，能一起学吗，我能加你QQ吗{:titter:} 楼主是个奇才，我支持你！{:victory:} 妹子，自愧不如啊 yueqia1988 发表于 2013-6-19 11:47 static/image/common/back.gif
能不能提供一个三星官方的uboot1.3.4源码
三星提供的源码包里面有，或是直接去CSDN下载一个。 qietingfy 发表于 2013-6-19 13:57 static/image/common/back.gif
三星提供的源码包里面有，或是直接去CSDN下载一个。
有没有地址给我发一个，我没找到 {:kiss:}{:kiss:} 小静真强大 虽然我看不懂 但是必须帮顶 不知楼主用的S5PV210开发板是哪家的... 静姐，uboot1.3.4的目录结构和2011.06的差别这么大是由什么决定的？ 一直在关注你，好强的你，可以网盘不能下了 火速围观学习。 不错，是个才女 arm板块从此站起来了，大火特火之前留名 记号学习 有个好师傅带，效率不一般啊。。。 mmc_boot.c在三星提供的uboot1.3.4哪个目录里？我没有找到。 有个好师傅带，进步真是厉害，必须收藏。很不错的资料。 顶顶顶顶 MARK,支持支持支持 不错。很好可以借鉴 标记 楼主威武！支持以备学习 这...静静，能和你一起学习吗？顺便求交往{:lol:} 这丫头的帖子好象一直都火 yueqia1988 发表于 2013-6-19 14:17 static/image/common/back.gif
有没有地址给我发一个，我没找到
网盘里u-boot-samsung-dev.tar 这个就是三星官方的吧。 真惭愧，留贴做记号！ {:sweat:}{:sweat:}{:sweat:}太厉害了，保留下来，以后学的时候再好好研究。 多谢大家支持~下期视频开始Android吧 当时写文章的时候应该加上“要看小静的视频”就对了{:lol:} 果然厉害，好资料{:victory:} 这个得顶,LZ够厚道 支持小静！！ 声音好甜美！
如果能做我老师，我也能学会 arm 了。 一定要顶 这个 要顶一下 果断收藏，楼主的教程不错啊 静姐V5，下期Android能讲一下应用开发吗？感觉Android移植和Linux移植一个意义，多讲一些应用层的吧。{:hug:} 让人佩服的女子啊。。。。 学习了，帮顶 一捧清水 发表于 2013-6-22 15:15 static/image/common/back.gif
静姐V5，下期Android能讲一下应用开发吗？感觉Android移植和Linux移植一个意义，多讲一些应用层的吧。{:hug ...
打算做一个小项目，android摄像头采集和传输的。看看能不能用上编解码。
同学，你多大呢？我是91年的，公司里面我的岁数是比较小的，还没有人叫过我姐姐哟{:tongue:} jing-jing 发表于 2013-6-22 20:49 static/image/common/back.gif
打算做一个小项目，android摄像头采集和传输的。看看能不能用上编解码。
同学，你多大呢？我是91年的，公 ...
那我比你大，89年的。期待静静的下一期视频{:lol:} 进展很不错呀，帮顶 小静港港的 顶你必须的！ jing-jing 发表于 2013-6-22 20:49 static/image/common/back.gif
打算做一个小项目，android摄像头采集和传输的。看看能不能用上编解码。
同学，你多大呢？我是91年的，公 ...
稀饭侬{:kiss:} ~下期视频不要等这么久啊，顶静mm jing-jing 发表于 2013-6-22 20:49 static/image/common/back.gif
打算做一个小项目，android摄像头采集和传输的。看看能不能用上编解码。
同学，你多大呢？我是91年的，公 ...
静姐，没有java基础能学android吗？ ZTE_rain 发表于 2013-6-23 07:35 static/image/common/back.gif
静姐，没有java基础能学android吗？
底层是Linux的，不用JAVA，HL层需要用JAVA开发应用，还有JNI层，看你是打算学哪部分了。 静静的视频果断支持！ 果然是才女！加油！ {:biggrin:}写的很好。 都弄A8了，，我还没入门，白活了。。。。。。。。{:cry:}{:cry:}{:cry:}{:cry:}{:cry:} 91年的女孩。挺佩服你的。 非常细致的讲解，。。。。真有听到君一席话胜读十年书感觉。。。 是个有心的人
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