SAMSUNG S3C2440的简易BootLoader ㈢

SAMSUNG S3C2440的简易BootLoader ㈢
2010年06月05日
　　SAMSUNG S3C2440的简易BootLoader ㈢
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　　[b]第三部分：源代码,运行结果
　　这一部分将对前文没有提到的几段关键代码进行简单说明，介绍一下源代码组织结构和Makefile系统，展示一下实验运行结果，并提供全部源代码下载。
　　1. 定时器初始化和延时程序
　　因为在 CS8900A的驱动程序中需要用到延时，因此有必要对S3C2440的计时器进行使能和初始化，并编写延时程序。
　　S3C2440A共有5个定时器，编号为Timer0 ~ Timer4。其中Timer0 ~ Timer3都有输出引脚，可以通过定时器来控制引脚电平周期性的变化，这称为脉冲宽度调制（PWM：Pulse Width Modulation）功能。而Timer4没有输出引脚，也就没有PWM功能，所以Timer4常被程序里的延时函数使用。
　　定时器部件的时钟源为PCLK，但是需要经过两级预分频之后才真正供定时器使用。第一级预分频由TCFG0寄存器控制，其位[7:0]设置预分频器0的值，供Timer0和Timer1使用，位[15:8]设置预分频器1的值，供Timer2 ~ Timer4使用。第二级预分频由TCFG1寄存器控制，其每四位控制一个定时器，可以从2分频、4分频、8分频、16分频、外接TCLK0/TCLK1 这五种频率中选择。
　　我们的延时函数使用Timer4，其它定时器全部关闭。初始化程序中设置：TCFG0 = 0x0f00; 表示Timer4的第一级预分频值为 15+1 = 16。寄存器TCFG1使用默认值全0，表示第二级预分频为2分频。前面已经设置PCLK为50MHz，这样Timer4实际的工作频率为：
　　50MHz/16/2 = 50000000/32 = 1562500Hz
　　注意计算时钟频率时的MHz是指10^6，而不是2^20；同理KHz是指1000Hz，而不是1024Hz。
　　我们在TCON中把Timer4设为”自动加载“。当Timer4启动时，TCNTB4的值将被自动装入内部寄存器TCNT4，然后在工作频率下，TCNT4开始减1计数，当到达0时，TCNTB4的值又被自动装入TCNT4，下一个计数流程开始。我们把TCNTB4设为15625，则一个计数流程的的长度为10毫秒。
　　假设要延时的时间为msec毫秒，则共需要的计数值为 tmo = msec*15625/10，设一个变量timestamp保存已经过去的时间戳，每次读取TCNT4的值后更新timestamp，直到它大于 tmo 。程序如下：
　　while( timestamp = thisdec )   /* normal mode */
　　{  
　　timestamp += lastdec - thisdec;
　　}
　　else          /* we have an overflow ... */
　　{  
　　timestamp += lastdec + TIMER_LOAD_VAL - thisdec;
　　}
　　lastdec = thisdec;
　　}
　　TCNT4的值可由寄存器TCNTO4读出。程序中保存了最近两次读出的TCNTO4值， 如果本次值比上次小，说明在同一个计数流程内；如果本次值比上次大，说明已经进入了下一个计数流程。
　　2. 串口标准输入输出要想在Bootloader中使用scanf()和print()并不容易，因为不能直接使用C库函数。scanf()要从串口获得输入， print()要向串口进行输出。必须自己实现常用的C库函数， 不仅包括输入输出函数，还包括字符串操作函数如strcmp(), strcpy()等。幸好在《嵌入式Linux应用开发完全手册》这本书的源代码中提供了这样简化的C库，所以就直接拿来用了。
　　代码中定义了两个全局数组作为输入输出缓冲区：
　　static unsigned char g_pcOutBuf[ 1024 ];
　　static unsigned char g_pcInBuf[ 1024 ];
　　其实我们可以把这两个缓冲区定位在CPU的 SteppingStone 里面，这样可以节省2K的空间。
　　scanf()的实现里面调用 getc() 函数， printf() 的实现里面调用 putc() 函数。我们自己写getc()函数为从串口读取字符， putc()函数实现为向串口发送字符， 这样标准输入输出就跟串口联系在一起了。
　　/* 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;
　　}
　　/* 接收字符 */
　　unsigned char getc(void)
　　{
　　unsigned char ret;
　　/* 等待，直到接收缓冲区中的有数据 */
　　while(!(UTRSTAT0 & RXD0READY));
　　/* 直接读取URXH0寄存器，即可获得接收到的数据 */   
　　ret = URXH0;
　　if (ret == 0x0d || ret == 0x0a)
　　{
　　putc(0x0d);
　　putc(0x0a);
　　}
　　else
　　{
　　putc(ret);       
　　}
　　return ret;
　　}
　　3. 源代码组织结构源代码跟目录下只有两个文件， 主Makefile和链接脚本sboot.lds。
　　文件夹start内有start.S和nand.c，前者是上电后最初运行的汇编代码，后者含有Nand Flash的读函数，负责把S-Boot代码从Ｎand拷贝到RAM中。
　　文件夹main内有main.c，是一个死循环，提供若干菜单供用户选择，然后调用相应功能的程序。
　　文件夹lib内是简化和移植过的Ｃ标准库，包括输入输出和字符串操作函数。
　　文件夹include内是一些头文件。
　　文件夹app内有boot_linux.c和tftp.c，从名字就能看出它们的功能。
　　文件夹device内含有设备驱动程序，如串口初始化、定时器初始化和延时函数、网卡驱动、网络协议实现等。
　　每个文件夹内都有自己的Makefile，根目录下的主Makefile会进入各个子目录并调用各自的Makefile。每个子目录下的Makefile把自己编译的代码链接成一个build-in.o文件，　主Makefile把各个子目录下的build-in.o链接成一个可执行文件。
　　编译器使用自己制作的　arm-hwlee-linux-gnueabi-gcc. 可以从这里下载。  给gcc增加　-nostdinc 选项，　表示不使用标准C库函数，不到/usr/include目录下寻找包含文件，　只在-I$(INCLUDEDIR)指定的目录寻找包含文件。
　　//**另外修改顶层目录下的Makefile文件，指定编译器为arm-linux-gcc，也可以编译该bootloader**//
　　４. 提供全部源代码下载：
　　
　　
　　文件:S-Boot.tar.gz大小:41KB下载:下载
　　5. 运行结果截图
　　
　　
　　
　　图中，首先选择３从TFTP服务器下载内核到ＲＡＭ中，　然后选择４从ＲＡＭ成功启动内核。
　　选择２还有通过串口Kermit协议下载内核的功能，前文没有对这部分代码作分析，有时间再补上。下面附一张截图：