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S3C6410开发全纪录(一)《还原SD卡启动的真相》

发布时间:2016-12-3 12:46:38 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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zz : http://blog.csdn.net/turui/article/details/6634461 前章我们也大致分析了SD卡的启动过程,在具体进行问题的定位及解决的过程中,发现还是有很多不明确的地方,网上的文章也多是人云亦云让我们来一步一步搞清楚S3C6410 SD卡启动的步骤及过程(我这里的开发板为OK6410,256M+1G的配置,SD卡为2G,MMC) 一、开发板跳线,从SD卡启动 [cpp] view plaincopy 查看《OK6410开发板LINUX2.6用户手册.pdf》 将跳线设置为 11111000 (从左到右为 pin8 到 pin1的设置,别搞反了)   这些设置可以在s3c6410的datasheet中查到,打开《s3c6410_rev12.pdf》125页   Table 3-1. Device operating mode selection at boot-up    从这里可以看到,最后3个位为0,表示从SD/MMC(CH0)启动   [cpp] view plaincopy 修改UBOOT,让它支持从SD卡读取数据,并将自己自举到内存   当我们设置完CPU的跳线,CPU已经清楚要从哪里去取第一条指,S3C6410到底是怎么工作的呢   之前找到过一篇参考文章 《S3C2450_IROM_ApplicationNote_Rev003.pdf》   这次找到了官方的文档更清楚的说明了这一切《S3C6410_Internal_ROM_Booting.pdf》   在文档中我们看到CPU上电之后的启动过程如下   [cpp] view plaincopy ①  iROM supports initial boot up,initialize system clock,D-TCM,device specific controller and bootin device.    ②  iROM boot codes can load 4KB of bootloader to stepping stone. The 8KB boot loader is called BL1   ③  BL1: BL1 can initialize system clock, UART, and SDRAM for user. After initializing, BL1 will load remaining boot loader which is called BL2 on the SDRAM    ④  Finally, jump to start address of BL2. That will make good environment to use system.    [cpp] view plaincopy 按照这个启动过程,我们必须准备好8K的引导代码在BL1,   用来初始化系统,始终,串口,SDRAM等,并且将完整的BootLoader放在BL2上      2.7 Boot Block Assignment Guide 中有详细的描述      2G以下 SD/MMC 的卡的存储结构   SD/MMC 1Block = 512 Byte   =========================================================================================   |                                    SD/MMC Device                                      |   =========================================================================================   |                  | Recommendation |                    Mandatory                      |   | User File System |=====================================================================   |                  | Kernel |  BL2  | BL1(8K)  | Signature(512Byte) | Reserved(512Byte) |   |                  |        |       | 16 Block |       1 Block      |     1 Block       |   =========================================================================================      有了这个大致的印象,我们先放一下,下面我们来修改UBOOT的代码   二、修改UBOOT代码 [cpp] view plaincopy s3c6410的uboot源码见最后的参考资料   修改makefile 交叉工具链的绝对路径(嘿嘿,这个交叉工具链当然是俺自己做的交叉工具链了,参考前面篇BLOG)      ifeq ($(ARCH),arm)   CROSS_COMPILE = arm-none-linux-gnueabi-   endif      CROSS_COMPILE = /opt/cross_toolchains/arm/4.6.1/bin/arm-none-linux-gnueabi-   [cpp] view plaincopy 修改 include/configs/smdk6410.h 打开 #define CONFIG_BOOT_MOVINAND 这个宏,并屏蔽其他的启动选项   在UBOOT的代码中,将IROM的启动模式称之为MOVINAND   这个UBOOT就已经可以从SD卡启动了,S3C6410具体又是怎么工作的呢? [cpp] view plaincopy 在 cpu/s3c64xx/start.S 中我们看到如下这段      #ifdef CONFIG_BOOT_MOVINAND           ldr     sp, _TEXT_PHY_BASE           bl      movi_bl2_copy           b       after_copy   #endif   分析 movi_bl2_copy 函数 [cpp] view plaincopy cpu/s3c64xx/movi.c 中 void movi_bl2_copy(void) 中定义如下   [cpp] view plaincopy #if defined(CONFIG_S3C6400)           CopyMovitoMem(MOVI_BL2_POS, MOVI_BL2_BLKCNT, (uint *)BL2_BASE, CONFIG_SYS_CLK_FREQ, MOVI_INIT_REQUIRED);   #else           writel(readl(HM_CONTROL4) | (0x3 << 16), HM_CONTROL4);           CopyMovitoMem(HSMMC_CHANNEL, MOVI_BL2_POS, MOVI_BL2_BLKCNT, (uint *)BL2_BASE, MOVI_INIT_REQUIRED);   #endif   确定MOVI_BL2_POS的值 [cpp] view plaincopy ./include/movi.h:#define MOVI_BL2_POS     (MOVI_LAST_BLKPOS - MOVI_BL1_BLKCNT - MOVI_BL2_BLKCNT - MOVI_ENV_BLKCNT)      ./include/movi.h:#define MOVI_LAST_BLKPOS (MOVI_TOTAL_BLKCNT - (eFUSE_SIZE / MOVI_BLKSIZE))      ./include/movi.h:#define MOVI_BL1_BLKCNT  (SS_SIZE / MOVI_BLKSIZE)      ./include/movi.h:#define MOVI_BL2_BLKCNT  (((PART_ZIMAGE_OFFSET - PART_UBOOT_OFFSET) / MOVI_BLKSIZE) - MOVI_ENV_BLKCNT)      ./include/movi.h:#define MOVI_ENV_BLKCNT  (CFG_ENV_SIZE / MOVI_BLKSIZE)      ./include/movi.h   #ifdef CONFIG_BOOT_MOVINAND   #define MOVI_TOTAL_BLKCNT       *((volatile unsigned int*)(TCM_BASE - 0x4))   #define MOVI_HIGH_CAPACITY      *((volatile unsigned int*)(TCM_BASE - 0x8))   #else   #define MOVI_TOTAL_BLKCNT       7864320 // 7864320 // 3995648 // 1003520 /* static movinand total block count: for writing to movinand when nand boot */   #define MOVI_HIGH_CAPACITY      0   #endif      ./include/movi.h:#define MOVI_BLKSIZE           512      ./include/movi.h   #if defined(CONFIG_S3C6400) || defined(CONFIG_S3C6410) || defined(CONFIG_S3C6430)   #define TCM_BASE                0x0C004000   #define BL2_BASE                0x57E00000   #elif defined(CONFIG_S3C2450) || defined(CONFIG_S3C2416)   #define TCM_BASE                0x40004000   #define BL2_BASE                0x33E00000   #else   # error TCM_BASE or BL2_BASE is not defined   #endif      ./include/movi.h   #if defined(CONFIG_S3C6400)   #define SS_SIZE                 (4 * 1024)   #define eFUSE_SIZE              (2 * 1024)      // 1.5k eFuse, 0.5k reserved   #else   #define SS_SIZE                 (8 * 1024)   #define eFUSE_SIZE              (1 * 1024)      // 0.5k eFuse, 0.5k reserved`   #endif      ./include/movi.h:#define PART_ZIMAGE_OFFSET     0x40000      ./include/movi.h:#define PART_UBOOT_OFFSET      0x0      ./include/configs/smdk6410.h:#define CFG_ENV_SIZE               0x4000  /* Total Size of Environment Sector */   确定BL2_BASE的值 [cpp] view plaincopy ./include/movi.h   #if defined(CONFIG_S3C6400) || defined(CONFIG_S3C6410) || defined(CONFIG_S3C6430)   #define TCM_BASE                0x0C004000   #define BL2_BASE                0x57E00000   #elif defined(CONFIG_S3C2450) || defined(CONFIG_S3C2416)   #define TCM_BASE                0x40004000   #define BL2_BASE                0x33E00000   #else   # error TCM_BASE or BL2_BASE is not defined   #endif   经过计算我们可以看出,这里决定CopyMovitoMem的功能,是TCM_BASE - 0x4,这个地址的寄存器的值(隐含的也告诉我们UBOOT编译出来之后不得大于256k) 《S3C6410_Internal_ROM_Booting.pdf》中看到 0x0C003FFC globalBlockSizeHide Total block count of the MMC device 这个值,具体的为,256K(根据打印可以得出,没找到具体的说明) MOVI_BL2_BLKCNT 的值为 ( (0x40000-0)/512 - (0x4000/512) ) = 512 -32 (个扇区) 网上大多数资料写到CopyMovitoMem是将256k的数据搬运到内存中,从这个计算上我们可以看出实际这个结论是错的 在这里只搬运了 256k-16k的数据到内存 在MOVI_BL2_POS的定义中做了相应的处理,以保证位置的正确性 编译uboot,生成u-boot.bin [cpp] view plaincopy make smdk6410_config   make -j4   三、将修改好的UBOOT烧录到SD卡中 生成的uboot-bin是不是直接可以烧录到SD卡中呢? 有现成的工具IROM_Fusing_Tool.exe(开源的,可以找到源代码),但这个工具烧录的是nb0文件 实际上nb0文件的结构是:256k+8k 这样的一个形式,在Linux系统可以通过下面这个脚本来生成nb0文件 [cpp] view plaincopy #!/bin/sh   rm -rf temp x* u-boot_256k.bin u-boot_8k.bin u-boot_mmc.nb0   cat u-boot.bin >> temp   cat u-boot.bin >> temp   split -b 256k temp   mv xaa u-boot_256k.bin   split -b 8k u-boot.bin   mv xaa u-boot_8k.bin   cat u-boot_256k.bin > u-boot_mmc.nb0   cat u-boot_8k.bin >> u-boot_mmc.nb0   我想直接将uboot-bin烧录到SD卡中,使用脚本太麻烦,于是我打算自己写一个烧录工具,关键代码如下 需要说明的是,我这里使用的是VC6,WINDOWS XP,VC6对磁盘IO的操作本身支持并不是非常好,有很多扩展的定义,功能都无法使用,这里很多都我手工添加进去的 如果使用的是VC2003及以上版本,会简单一些 [cpp] view plaincopy DWORD CSC6410BootLoaderWriterDlg::BlockDataRead(char cPart,DWORD dwBlockIndex,DWORD dwReadCount,BYTE* pBuffer)   {       CString devName;       devName.Format("\\\\.\\%c:",cPart);       HANDLE hDevice = CreateFile(devName,GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL);       DWORD dwFilePointer = SetFilePointer(hDevice,dwBlockIndex*512, 0,FILE_BEGIN);       DWORD dwBytesRead = 0;       BOOL bRead = ReadFile(hDevice,pBuffer,dwReadCount,&dwBytesRead,NULL);       if(bRead == FALSE)       {           DWORD dwError = GetLastError();       }       CloseHandle(hDevice);       return dwBytesRead;   }    [cpp] view plaincopy DWORD CSC6410BootLoaderWriterDlg::BlockDataWrite(ULONG nPhysicalDriveNumber,DWORD dwBlockIndex,BYTE* pData,DWORD dwDataLen)   {       if( (dwDataLen % 512) != 0 ) dwDataLen = ( (dwDataLen / 512) + 1 ) * 512;       CString devName;       devName.Format("\\\\.\\PhysicalDrive%d",nPhysicalDriveNumber);       HANDLE hDevice = CreateFile(devName,GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_WRITE,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL);       DWORD dwFilePointer = SetFilePointer(hDevice,dwBlockIndex*512, 0,FILE_BEGIN);          DWORD dwBytesWrite = 0;       BOOL bWrite = WriteFile(hDevice,pData,dwDataLen,&dwBytesWrite,NULL);           if(bWrite == FALSE)       {           DWORD dwError = GetLastError();       }          CloseHandle(hDevice);       return dwBytesWrite;   }   看到区别了吗?这里要非常非常注意! Write函数中devName的构建形式与Read函数中的不一样,这个问题让我调试了很久,如果在Write函数中使用Read函数的构建形式,则会遇到WriteFile工作不正常的现象 具体为:在操作最后若干个扇区时,bWrite 等于 TRUE,dwBytesWrite却为0(为什么?还没能深究下去) 另外,如果要写入的数据长度不是512的整数倍,一定要进行处理,否则会引起GetLastError是87,参数错误 因为所有的FLASH,最小的扇区时512字节,则最少要以512个字节作为一次操作单位 (文件系统帮我们解决了这些问题,我们现在是对磁盘裸的操作,所以不能按照有文件系统的想法来考虑这个问题) 下面是Write函数构造devName时需要用到的函数 [cpp] view plaincopy ULONG CSC6410BootLoaderWriterDlg::GetPhysicalDriveNumber(char cPart)   {       typedef struct _DISK_EXTENT {         ULONG         DiskNumber;         LARGE_INTEGER StartingOffset;         LARGE_INTEGER ExtentLength;       } DISK_EXTENT, *PDISK_EXTENT;             typedef struct _VOLUME_DISK_EXTENTS {         ULONG       NumberOfDiskExtents;         DISK_EXTENT Extents[ANYSIZE_ARRAY];       } VOLUME_DISK_EXTENTS, *PVOLUME_DISK_EXTENTS;          #define VOLUMEDISKSIZE (sizeof(VOLUME_DISK_EXTENTS))          #define IOCTL_VOLUME_GET_VOLUME_DISK_EXTENTS 5636096          CString devName;       devName.Format("\\\\.\\%c:",cPart);       HANDLE hDevice = CreateFile(devName, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL );          VOLUME_DISK_EXTENTS volumeData;       DWORD dwOut = 0;       DeviceIoControl( hDevice, IOCTL_VOLUME_GET_VOLUME_DISK_EXTENTS,NULL, 0, &volumeData, VOLUMEDISKSIZE, &dwOut, NULL );       CloseHandle( hDevice );           return volumeData.Extents[0].DiskNumber;   }   下面这段代码是用来获得,所有插入的U盘(可移动磁盘,注意下面的判断)的盘符 [cpp] view plaincopy void CSC6410BootLoaderWriterDlg::OnButtonGetdriverinfo()    {       // TODO: Add your control notification handler code here       // 获取所有的盘符       m_cbList.ResetContent();       DWORD dwStrLen = GetLogicalDriveStrings(0,NULL);         char* pString = new char[dwStrLen+1];       memset(pString,0,dwStrLen+1);       GetLogicalDriveStrings(dwStrLen+1,pString);           char *pNow = pString;       while(TRUE)       {           if(pNow >= (pString+dwStrLen-1)) break;           DWORD dwRet = GetDriveType(pNow);           if(dwRet == DRIVE_REMOVABLE)            {               m_cbList.InsertString(0,pNow);           }           pNow += strlen(pNow);           pNow ++;       }          delete[] pString;          m_cbList.SetCurSel(0);       m_cbList.SetFocus();          WriteLog("U盘检查完成");   }   最后是写入代码,在这里我们会要求SD卡首先会被各式化成FAT32各式,以便我们能去读取FTA32文件分配表中MBR的部分 [cpp] view plaincopy void CSC6410BootLoaderWriterDlg::OnButtonOp()    {       // TODO: Add your control notification handler code here          int nCurSel = m_cbList.GetCurSel();       if(nCurSel == -1)        {           MessageBox("探测磁盘信息");              return;       }          CString strBootFilePath;       m_eBootFilePath.GetWindowText(strBootFilePath);       if(strBootFilePath == "")       {           MessageBox("请先选择需要烧录的引导文件");               return;        }          // 获得驱动器盘符       CString strText;       m_cbList.GetLBText(m_cbList.GetCurSel(),strText);       char cPart = strText[0];          // 获得 PhysicalDriveNumber       ULONG nPhysicalDriveNumber = GetPhysicalDriveNumber(cPart);          // 读取 0 扇区 mbr       BYTE szMbr[512];       memset(szMbr,0,sizeof(szMbr));       DWORD dwReturn = BlockDataRead(cPart,0,sizeof(szMbr),szMbr);       if(dwReturn != sizeof(szMbr))       {           MessageBox("Read MBR error.","错误",MB_OK|MB_ICONERROR);           return;       }       {           CString strLog;           strLog.Format("读取MBR成功");           WriteLog(strLog);          }          // 判断是否为 fat32       // FAT16 为 0x36 0x37 0x38 0x39 0x3a 0x3b       char szFs[6];       szFs[0] = szMbr[0x52];          szFs[1] = szMbr[0x53];          szFs[2] = szMbr[0x54];          szFs[3] = szMbr[0x55];          szFs[4] = szMbr[0x56];          szFs[5] = '\0';             if ( strcmp(szFs,"FAT32") != 0)       {              MessageBox("请将SD卡格式化为FAT32文件系统","错误",MB_OK|MB_ICONINFORMATION);              return;       }              // 获得磁盘的扇区总数       //1CH-1FH   4  本分区隐含扇区数        //20H-23H   4  该盘实际使用扇区数(不包括隐含扇区)             DWORD count_block_hidden = 0;       memcpy(&count_block_hidden,&szMbr[0x1c],sizeof(count_block_hidden));          DWORD count_block = 0;       memcpy(&count_block,&szMbr[0x20],sizeof(count_block));          DWORD count_block_total = count_block_hidden + count_block;          // 另一种方法 获得 扇区总数       // #define IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY_EX 458912       //  struct _DISK_GEOMETRY_EX        // {    DISK_GEOMETRY  Geometry;         //  LARGE_INTEGER  DiskSize;         //  UCHAR  Data[1];       // } DiskEX;       // DeviceIoControl(hDevice,IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY_EX,NULL,0,(LPVOID)&DiskEX,sizeof(DiskEX),(LPDWORD)&bytesReturned,NULL);          // 读取 u-boot.bin 文件       // 最大 256k       #define MOVI_TOTAL_BLKCNT 0x40000       BYTE buffer_utoot[MOVI_TOTAL_BLKCNT];       memset(buffer_utoot,0,sizeof(buffer_utoot));              CFile cf;       cf.Open(strBootFilePath,CFile::modeRead);          DWORD uboot_size = min(MOVI_TOTAL_BLKCNT,cf.GetLength());              cf.Read(buffer_utoot,uboot_size);       cf.Close();              // 将引导程序 uboot-bin 写入相应的位置       DWORD bl2_begin = count_block_total-1-1-16-512;       DWORD bl1_begin = count_block_total-1-1-16;          dwReturn = BlockDataWrite(nPhysicalDriveNumber,bl1_begin,buffer_utoot,8192);       if(dwReturn != 8192)       {           MessageBox("写入引导8k字节失败");           return;       }       {           CString strLog;           strLog.Format("写入引导8k字节成功");           WriteLog(strLog);          }       dwReturn = BlockDataWrite(nPhysicalDriveNumber,bl2_begin,buffer_utoot,uboot_size);          if(dwReturn < uboot_size)       {           MessageBox("写入引导失败");           return;       }       {           CString strLog;           strLog.Format("引导文件写入完成,磁盘总扇区数:%d",count_block_total);           WriteLog(strLog);          }   }   到这里,我们就可以完全分析清楚,并可以自主的制作一个S3C6410的启动SD卡了,附后为一些参考资料,这里没办法贴附件,问题给我留言吧 后面的内容中,我们将进入UBOOT,对UBOOT进行修改,请关注下一节《如何计算内存大小,并在UBOOT中调整内存大小》 四、参考资料 下载 uboot1.1.6 (支持 movinand) http://www.rayfile.com/zh-cn/files/7ac4e133-0e58-11de-bd70-0014221b798a/ 使uboot支持S3C6410的SD启动 http://blog.csdn.net/zwj0403/article/details/6420245 《S3C6410_Internal_ROM_Booting.pdf》 《s3c6410_rev12.pdf》 《smdk6410_users_manual_rev1.0.pdf》 《K4X51163PC.pdf》 《OK6410开发板LINUX2.6用户手册.pdf》 《OK6410开发板硬件手册2.1.pdf》

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