移植UCLINUX到44B0上的過程 
電路設計  www.PCBTech.net   2003-12-24  中國PCB技術網 


我本人對于UCLINUX方面的開發(fā)和應用其實并不熟悉,因為看到電子產品世界論壇上有很多這方面的討論覺得有點意思,后來就買了塊代博的板子玩玩,然后對此興趣漸濃,后來我覺得不在自己那塊44B0上玩玩UC實在不甘心,就慢慢摸索著把它移植過去.當然碰到了不少的問題,不過現在已經在我的板上跑得很好,網絡也通了,就跟在4510上運行差不多.我看看了本論壇上討論4510的UC的貼子還是不少,希望大家也可以在44B0上跑通UC,而且完全可以把4510上運行UC的經驗搬到44B0上來.TPU曾告訴我他以前在這上面跑過MICROWINDOW,這也很吸引人哦,快快學吧!
在好幾個壇子上面看到大家對uC的討論熱火朝天，但差不多都是基于4510開發(fā)板的，而基于44B0的好象很少，并且不象4510的那樣成熟和清晰?？赡芎?510主要是網絡應用有關吧，它可以充分利用uC的網絡功能。如果在44B0上加入uC，也可以體驗一下這個操作系統，再加入往卡驅動的話，也能實現網絡哦！記得以前在ARM開發(fā)論壇看到一位高人寫過在44B0的uC上加網卡驅動的文章，想做這個的兄弟可以去找找。
我手頭有4510和44B0的板子各一塊，4510是代博的，上面帶的uC挺好用。于是想在44B0上也跑跑uC，兩周前我調通了8019后覺得條件差不多了，因為uC的IMAGE.RAM是非壓縮的,有1M多,調試的時候如果不用到網絡下載的話會很慢,即使用串口調到115.2K也要幾分鐘時間,而且可靠性也較低,所以有網卡芯片是移植的一個重要條件，當然有USB通訊的話也很快，不過我的板那塊壞了，并考慮到以后會用到網絡，還是用8019吧。從我有板開始我就一直找可用于44B0的uC,并下載過TPU兄的源文件,上次看到TPU兄的留言可幫忙移植就馬上留言聯系,后來通過一封MAIL好象就沒消息了,只好自己摸索著做做,所以我的移植過程可能存在很多不對的地方,大家一起參考修正.
開始我想跑跑TPU的ZIMAGE,這是一個壓縮后的文件,運行時需要自解壓,查到它的起始運行地址是0XC300000,KENERL運行地址是0XC008000,用自己的BIOS將數據DOWN到設定地,再RUN,運行出現結果了,開始是些亂碼,調了一下串口速率,在38400,顯示UCOMPRESS KERNEL...不過到START KERNEL后,再沒下文了,于是用AXD反匯編調試，發(fā)現是因為進入KERNEL后沒找到PROCESSER ID而停掉，可能是要在BIOS中傳遞過去。后來想到一個辦法，把我現在在4510板上跑的uC改動后移植到44B0上，在那一版上大家對uC的應用都做得比較熟了，編起來也比較方便。開始有這個想法沒貼出來，因為首先得驗證可行性，就先做做實驗啦。
首先準備一分uC的源碼，我用的是uCLinux-dist20030522版，本來是在4510上跑的，板的型號叫SNDS100，帶上代博的PATCH，以前的版本應該也可以，我沒有試。再準備一個BIOS，可以下載編譯好的程序進行調試，可以看看我以前貼的那個。還需要一個串口調試工具，用來和BIOS和uC做人機交互，我用的是SSCOM3.2，在LINUX下也有相應程序。我的移植過程是從4510開發(fā)板上開始的，所以需要看本文的人對4510有一定了解。在這我只列出修改的地方，如果你有什么不明之處可以和我討論。uC編譯后在IMAGES目錄生成三個文件，一個是IMAGE.RAM,這是帶自啟動的壓縮版,可燒入FLASH運行,一個是IMAGE.RAM,這是沒壓縮的,須通過下載后直接運行.

首先，拿我的4510板開工做實驗，嘗試修改內核的一些參數。

一、
修改波特率
1、INCLUDE/ASM-ARMNOMMU/ARCH-SNDS100/HARDWARE.H中將
#define DEBUG_UBRDIV_REG_VAL (0x500) 改為
#define DEBUG_UBRDIV_REG_VAL (0x1a0)
此為啟動期間輸出信息所用串口波特率分頻系數
2、DRIVERS/CHAR/SERIAL-SAMSUNG.C中將serial_console_setup函數中
int baud = 19200 改為 57600
此為CONSOLE STARTUP時設置的波特率，此時用的是這個文件，到后面移植到44B0X時換為另一個文件。
3、VENDERS/SAMSUNG/4510B/CONFIG-ARCH
19200->57600 不知有用否，為防止出錯先改了。
編譯運行成功。

二、
修改運行地址
1、ARCH/ARMNOMMU/MAKEFILE
TEXTADDR 決定KERNEL起始運行地址，即IMAGE.RAM應DOWN到的位置
2、ARCH/ARMNOMMU/BOOT/MAKEFILE
ZREALADDR 決定KERNEL解壓后數據輸出的地址，同1
ZTEXTADDR 帶BOOTLOADER的壓縮內核文件燒入FLASH的起始地址，即從哪個位置開始執(zhí)行
BOOTLOADER，若啟動時直接執(zhí)行，將其設為0，若自帶BIOS可以跳到你想要的地址，可改為你要的位置。
我把KERNEL運行地址改為0X00208000，編譯運行成功。

三、（重點）
修改uC使其在不REMAP的情況下在4510上運行。因為44B0與4510第一點區(qū)別就是4510可REMAP而44B0不行。在這點上遇到點問題花了我三天時間才搞掂，其實是在個很簡單的地方設置一下。
1、修改存儲器參數 
ARCH/ARMNOMMU/CONFIG.IN里面對應的SNDS100下的參數:
DRAM_BASE，DRAM_SIZE，FLASH_MEM_BASE，FLASH_SIZE
針對不同的開發(fā)板，這些參數也可能不同，我的4510板原值分別為
0X00000000，0X01000000，0X01000000，0X00200000
這些參數意思一看就明，我將它們分別改為
0X01000000，0X01000000，0X00000000，0X00200000
即不對內存分配REMAP。
2、把第二步中的KERNEL運行地址改為0X01008000。
3、修改VECTORS_BASE的宏定義，原值在INCLUDE/ARMNOMMU/PROC-ARMV/SYSTEM.H中定義為0，意思是KERNEL將向量表COPY到DRAM中的地址，現改DRAM_BASE即0X01000000，因為實際向量還是在0地址即FLASH起始地址，所以在FLASH中向量處做個跳轉：
0： LDR PC，=0X01000000
4： LDR PC，=0X01000004
.........
我的BIOS有下載和運行程序的功能，因此沒有改地址0的指令。這樣發(fā)生中斷時先到實際地址0X18，再跳到UCLINUX的中斷向量地址0X01000018。
4、修改ARCH/ARMNOMMU/MACH-SNDS100/ARCH.C，
在 MAINTAINER("XXX") 后加上
BOOT_MEM(DRAM_BASE, 0x00000000, 0x00000000)
5、修改ARCH/ARMNOMMU/INIT.C，在reserve_node_zero函數里將
if (machine_is_integrator() || machine_is_snds100() ||
machine_is_evS3C4530HEI() ) 
reserve_bootmem_node(pgdat, 0, __pa(&_stext));
改為
if (machine_is_integrator() || machine_is_snds100() ||
machine_is_evS3C4530HEI() )
reserve_bootmem_node(pgdat, DRAM_BASE, __pa(&_stext)-DRAM_BASE);
6、make menuconfig時不要選擇自己手動設置存儲器參數?。ê芎唵蔚囊稽c，搞了我好久）

上訴過程完成后，可以證明這版uC是可以移植到44B0X上的，之后開始移植過程。先做些基本修改，把上面第二步中的KERNEL運行地址改為0X0C008000，這是44B0X中的DRAM地址。把上面第三步中的1中DRAM_BASE, DRAM_SIZE 分別改為0X0C000000, 0X00800000, 另外把FLASH中0-0X1C中的指令改跳轉到0X0C000000-0X0C00001C。
基礎做好了，之后看看在原版中對應于4510的硬件操作包括些什么。第一個是網絡部分，我們可以先把它去掉，以后在加自己的驅動，我在DRIVERS/NET/MAKEFILE里面屏蔽了
obj-$(CONFIG_ETH_S3C4510) += s3c4510.o這一行，使網絡驅動不被編譯，也不知道有什么相關的遺留問題，不過我把VENDORS/SAMSUNG/4510B/下面inittab和rc兩個文件中啟動網絡的命令也關了。剩下的和硬件相關的操作還有三個，一是中斷處理，二是TIMER，三是串口控制臺，另外在編譯IMAGE.ROM時用到ARCH/ARMNOMMU/BOOT/COMPRESSED/HEAD.S文件,原文件因是啟動版包含了相關的硬件初始化,因為先不用可以都屏蔽掉。
下面仔細對付先前提的三個問題。和4510相關的寄存器定義都在INCLUDE/ASM-ARMNOMMU/ARCH-SNDS100/HARDWARE.H中，同時在這個目錄下還包含了一些需要修改的頭文件，在后面說明。在HARDWARE.H中根據寄存器的用途和地址作出修改，我并沒改它們的名字，只是先改成44B0中相對的寄存器所在的地址，另外還有些修改我不能盡述，可以把文件貼出來。其實對三個問題的解決應該是同時搞好才行,缺了哪個都不能看到正常結果輸出,但我只能一一說明。
調試中我遇到不少問題，但不能都寫出來，就講必須作的吧。第一要保證中斷可以開了，在
ARCH/ARMNOMMU/MACH-SNDS100/IRQ.C里加上中斷初始化,設置模式及預清一次所有中斷，使能全局中斷。
時鐘的初始化和中斷使能在INCLUDE/ASM-ARMNOMMU/ARCH-SNDS100/TIME.H中設置，頻率在TIMEX.中,我用的是TIMER5。 
對于中斷，開始的處理過程和在4510上面不REMAP的情況差不多，差別就在于獲取中斷號，可以看看源文件ARCH/ARMNOMMU/KERNEL/ENTRY-ARMV.S里面有個get_irqnr_and_base的宏定義,我先自己改了個,后來試了在calibrate_delay中TIMER中斷老有問題,我也沒再仔細研究，把TPU的相關代碼直接COPY來用，呵呵，好了！顯示出我的BogoMIPS了，不過顯示值是我實際運行頻率的一半，我想是因為我的DRAM數據總線只有16位的原因吧。后來運行老是會死掉，要不就顯示一些錯誤信息停掉，要不就瘋狂打出亂七八糟的數據來，反正顯示不到SH這個SHELL下，讓我一直懷疑這樣做是不是有問題。后來才用降頻法，我原來用50M，和4510板一樣，后來改到20M才算是正常了，（好在我的BIOS可以交互式改頻
，不用退到98下修改再燒入），這個我估計和硬件穩(wěn)定性有關，也可能你的可跑高頻。不過正常的時候是停住了，沒錯誤信息也沒瘋狂打印，我敲了下鍵盤，之后就顯示出一堆數據，進入了SH，再按鍵沒有輸出,奇怪！這是串口控制臺的問題了。
再講講串口控制臺，我開始把4510中相對的寄存器換到44B0中相應的位置，并對狀態(tài)寄存器做了相應的轉換，因為4510的是一個寄存器而44B0是兩個，我把DRIVERS/CHAR/SERIAL-SAMSUNG.C中相應讀狀態(tài)的語句都加了加讀一個寄存器內容的操作,以為做得可以了,實際還是出了些問題,先是忘了改注冊發(fā)送中斷的部分,所以出現前面的問題,改過后能輸出我按的鍵了,不過是按鍵有時沒顯示有時顯示兩三個字符,但輸入命令后居然可以執(zhí)行。我想再仔細研究一下源碼吧，可覺得這是一項很艱苦的工作，我對LINUX并不熟，SEIRAL文件有一百多K四千多行，再加上相關部分各種結構和控制臺、中斷等等，不是能短期內完成的。后來還是TPU兄的源碼幫了忙，我看了那里面使用串口控制臺的部分，有個SERIAL-CORE.C和一個S3C44B0.C文件，前者應該是個標準文件，后者比較小，包括控制臺的一些標準操作，里面調用前者的一些函數。摸索一番后把它們COPY到CHAR目錄下，作了一些修改，并在MAKEFILE里面去掉SERIAL-SAMSUNG，加上后面兩個，編譯-出錯-修改-編譯......，最后搞掂，懷著忐忑不安的心情把IMAGE.RAM下到板上RUN，呵呵，一用就好。運行自己以前在4510下編了個最簡單的用戶程序輸出“Hello,uCLinux”(我的LINUX編程水平僅限于此)也成功了！
通過上述總結，大家應該可以自己動手做做了，之后就測試其是否可以正常運轉了，如果有什么缺陷漏洞的話我想應都可解決，希望高手們可以幫忙修改。這一招可叫做借殼上市，如果成功的話可以在uC編譯增加一項44B0的選項以為其正名。

把我的步驟總結一下,文件位置就不說了
1.修改運行地址和存儲器參數,包括兩個MAKEFILE和一個CONFIG.IN,再 make menuconfig不選手動輸入存儲器參數.
2.改ARCH.C(加BOOT_MEM), 改IRQ.C(改中斷初始化,并加一句 INTCON = 5),改SYSTEM.H(VECTORS_BASE),改INIT.C(reserve_node_zero),改你的FLASH向量處指令
3.改HARDWRE.H,TIME.H,TIMEX.H,IRQS.H
4.改網絡驅動中的MAKEFILE, 改字符驅動中的MAKEFILE,加入SERIAL-CORE.C H, S3C44B0.C H
5.改ENTRY-ARMV.S, HEAD.S

記住在你的BIOS中設好一些外圍參數,或者用壓縮內核時在HEAD.S中初始化

從我移植的經歷來看,把UC轉到一個類似的核上去并不是一件很艱深的工作,當你熟悉之后就會找到訣竅很快搞掂.