OclO 开发笔记
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隐星魂(Octagram)
隐星魂(Octagram
Octagram)
OclO
OMAP3530 的启动程序——OclO
开发笔记
Rev 1.80
1 OclO 概述
OclO 是基于 TI 发布的 EVM3530 开发板的 03.00.01.06 版本的 PSP 包中的 x-loader 修改
而成的。x-loader 是基于 u-boot 精简而成的,OMAP3530 内部只有 64KB 的 SRAM,不能存
下整个 u-boot,因此才会先启动 x-loader,把外部的 RAM 初始化好,再把 u-boot 从 Nand、
OneNand 或 SD 卡中读出来运行,这样,相当于启动过程分为 3 级:1、ROM Code;2、一
级启动代码 x-loader;3、二级启动代码 u-boot。但是,原版的 x-loader 只实现了加载 u-boot
这一功能。实际上,x-loader 是一个很好的模板,很容易增加其他功能,OclO 就是这样诞生
的,并且希望能保持 x-loader 的简洁程度。
1.1 关于 OclO 名字的由来
OclO 的意思是“Octagram 的 loader”
,其中 Octagram 就是我的英文名。
1.2 OclO 的版本号
OclO 的版本号分为主版本号和次版本号,例如 1.80。每个主版本号中预计要实现哪些
功能可以从下面的粗斜体字部分查到,而次版本号表示这些计划的完成进度,
“1.80”表示
版本 1 的所有预计功能完成了 80%。
1.80
目前版本号:1.80
版本 1 要完成的功能:
1
(1)增加一个启动菜单。
2 OclO
(2)OclO 运行时先倒计时,采用串口作为终端设备,在倒计时中如果按下任意键,则进
入启动菜单;如果没有任何输入,则自动加载按以下顺序搜索并加载 u-boot SD 卡 > Nand
u-boot:SD
Flash
Flash。
3
[B]
(3)在启动菜单中增加功能[B]
[B],启动 u-boot.bin
u-boot.bin。
4
[O]
OMAP3530
(4)在启动菜单中增加功能[O]
[O],加载用户自定义的程序,这样,OMAP3530 就可以当成
单片机来玩了。
5
[D]
(5)在启动菜单中增加功能[D]
[D],将 OMAP3530 配置成一个 DSP
DSP,这样就可以在 CCS 下进
1
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行 DSP 实验了,和真的 DSP 没有什么区别。
2 OclO 使用说明
(1)将编译产生的文件 MLO 放入 SD 卡的 fat32 主分区,或存入 Nand Flash 的 x-loader 分
区,并设置好 OMAP3530 的启动引脚。
(2)OclO 启动时,会倒计时,在倒计时结束前,按下 A~Z、0~9、标点等的任意键可进入
启动菜单;否则将自动启动 u-boot。
(3)启动菜单中,输入 B 或 b 将启动 u-boot。
(4)启动菜单中,输入 O 或 o 将加载自定义的程序,加载地址 0x80008000。
(5)启动菜单中,输入 D 或 d 将进入 DSP 模式(此功能还未完成)
。
3 OclO 编译说明
(1)在终端中将路径切换到 OclO 的目录下,例如:
/home/octagram/workspace/ARM/OMAP3530/OclO。
(2)配置:
make Ocsom3530_config
(3)使用下面命令可以开始编译,编译结束后将产生一个文件 MLO,这个是 OclO.bin 文
件加上信息头后的产生的文件。
make
(4)若要删除编译产生的文件
make clean
(5)如果要将产生的文件、配置信息等全部删除(压缩备份前使用)
make distclean
4 OclO 目录说明
OclO 是由 u-boot 的修改而来的,所以大部分文件夹或文件功能是相同的,打开 OclO
的目录,可以看到以下文件夹(蓝)和文件(黑)
:
� board:和具体板子有关的源代码;
� cpu:和 cpu 有关的源代码;
� disk:和磁盘分区有关的源代码;
� doc:文档;
� drivers:驱动;
� fs:文件系统;
� include:头文件;
2
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� lib:一些库函数,包括“除以 0”错误处理、printf 函数等等;
� menu:启动菜单有关的代码;
� scripts:一些脚本;
� arm_config.mk:编译配置文件,其作用是给 gcc 增加两个编译选项;
� config.mk:最主要的编译配置文件,其作用是生成 gcc、ld 等工具的编译或链接选项;
� Makefile:工程项目管理文件;
� mkconfig:配置生成脚本, make Ocsom3530_config”命令执行的操作就是该脚本;
“
� signGP:该程序在生成的 OclO.bin 上增加简单的文件头,生成可用于 OMAP3530 启动
的文件 MLO;
�
signGP.c:上一个程序的源代码,注意这个是 PC 的程序,需要 PC 的 gcc 来编译,生成
的程序命名为 signGP;
5 OclO 的启动流程
(1)程序启动时的第一个文件是位于 /cpu/omap3 目录下的 start.S,该程序为 OclO 的第一
阶段,为汇编语言编写;
(2) start.S 中会调用 /board/Octagram/Ocsom3530/platform.S 中的 G_ALowLevelInit 函数,
在
该函数又会调用 C 语言函数 S_Init(位于/board/Octagram/Ocsom3530/Ocsom3530.c 中)
,该
函数会依次做下列工作:
� 关闭看门狗;
� 解锁存储器,这是 OMAP 的保护机制,不解锁,将无法写一些寄存器;
� 配置各引脚的模式(大多数引脚是功能复用的,具体信息在《OMAP35x TRM》
的
第七章表 7-4(772 页)
,配置内容需查看/board/Octagram/Ocsom3530/mux.h)
;
�
配置各模块需要的时钟,
配置方案如下:MPU=fDPLL1=500MHz、IVA =fDPLL2=360MHz、
f
f
fCORE=fDPLL3=332MHz、fDPLL4=432MHz;
�
配置外部 RAM。
(3)之后会建立各种模式下的堆栈,然后会跳入 OclO 第二阶段,第二阶段代码是用 C 语
言编写的,入口函数为 /lib/board.c 中的 OclOCStage;
(4)OclOCStage 函数会初始化串口作为终端设备;初始化(One)Nand;初始化 SD 卡;之
后再等待用户输入,进入启动菜单;如果等待超时,将自动在 SD 卡、OneNand、Nand 中寻
找 u-boot;如果这些操作均失败,将自动挂起,等待复位。
6 从 x-loader 到 OclO 的移植笔记(以下修改要注意大小写)
准备交叉工具链,
我的工具链是自己制作的,
工具前缀为 arm-octagram-linux-gnueabi-,
如果使用如果使用比较常用的工具链 SourceryG++,前缀是 arm-none-linux-gnueabi-,下载
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地址
http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/subscription?@template=lite
需要下载 GNU/Linux 版的,这个版本其实也是 eabi 版本的,使用 Glibc 作为 C 语言标
准库,并且可以开发 Linux 系统下的程序;而 EABI 版的使用的是红帽的 Newlib 作为 C 语
言标准库,通常不跑操作系统的 CPU 将使用这个工具链,例如 STM32。
(2)阅读 Makefile 文件,修改交叉工具链的前缀:
"
CROSS_COMPILE = "交叉工具链的路径"/arm-octagram-linux-gnueabi-
增加配置
Ocsom3530_config :
unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) arm omap3 Ocsom3530 Octagram
在标签“all:”下增加
cp OclO.bin ../TftpDir
./scripts/mkMLO.sh
用于将生成的 OclO.bin 文件拷贝到 TFTP 服务器的目录下,并制作 MLO 文件,同时需要在
“clean”命令时清楚这些文件,因此在“clean:”以及“clobber:”标签下的内容。
(3)在/board 文件夹下增加文件夹 Octagram,在 Octagram 下又增加文件夹 Ocsom3530,
将
/board/am3517 中的全部内容复制到 Ocsom3530 文件夹下,OclO 将基于这个进行修改。
(4)在 Ocsom3530 文件夹下有一个文件——config.mk,该文件下有个符号 TEXT_BASE,
这个符号表示 OclO 的运行地址,即 OclO 需要重定向到这个地址后,其中的与位置有关的
代码才可以正常运行。
(5)Ocsom3530.c 由 am3517evm.c 修改而来;新增的 mux.h 是功能复用的引脚配置文件;
interrupts.c 作用是处理中断。
(6)修改 Ocsom3530 文件夹下的 Makefile,让其能正常编译两个.c 文件。
(7)为了减少错误,先不修改 start.S 文件。
(8)config 文件在/include/configs/Ocsom3530.h,我增加的几个符号:
CONFIG_AUTOBOOT_DELAY、CONFIG_SYS_UND_STACK、
CONFIG_SYS_ABT_STACK、CONFIG_SYS_IRQ_STACK、CONFIG_SYS_FIQ_STACK、
CONFIG_SYS_MON_STACK、CONFIG_SYS_SVC_STACK,这些符号的意义在代码中都有
注释。
(9)OMAP3530 的 x-loader 是基于 OMAP3430 修改的,因此在代码中会大量出现
CONFIG_OMAP3430 或 CONFIG_OMAP34XX,将其中“34”修改为“35”
。
(10)配置外部 RAM 的代码位于/board/Octagram/Ocsom3530/Ocsom3530.c 中的
config_3530sdram_ddr 函数,但是这个函数只配置了 CS0,外部 RAM 只有 128MB 可用,
需
要增加对 CS1 的配置后才可以使用另外的 128MB,使整个 RAM 可用,RAM 的地址是
0x80000000 ~ 0x87FFFFF 和 0xA0000000 ~ 0xA7FFFFFF。
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(11)将/lib/board.c 文件中的 start_armboot 改名为 OclOCStage(且要也在使用到这个函数
的地方修改) 并增加调用 I2C 初始化函数
,
(TPS65930 需要使用这个总线与 CPU 通信,
mmc
部分的驱动要使用到,因为 MMC1 的电源是由其管理的)
、调用 SD 卡初始化函数、进入启
动菜单的代码。
(12)在/drivers 文件夹中增加 I2C 的驱动程序:i2c.c 以及在/include 文件夹中增加其头文件
i2c.h。
(13)
原版的 mmc 驱动程序位于/cpu/omap3 的 mmc.c 中,
并带有三个头文件 mmc_host_def.h
和 mmc_protocol.h,
还有一个头文件在/include/asm/arch-omap3/mmc.h,
但这个驱动并不适用
于我的板子,
原因是我的板子的 MMC1 的电源是由 TPS65930 管理,
代码中缺少对 TPS65930
的配置,
参考板子公司提供的代码, mmc_host_def.h 移动到文件夹/include/asm/arch-omap3
将
中,删除 mmc_protocol.h 文件,然后还要对剩下的 3 个文件进行修改。为了简单,直接复
制板子公司的代码过来。
(14)启动菜单的代码,需要增加一个文件夹 menu,并需要编写 menu.c 和该目录下的
Makefile,可以参考其他文件夹下的 Makefile,并且需要在顶层的 Makefile 中增加:
LIBS += menu/libmenu.a
以增加对该文件夹下源程序的编译。
(15)在/scripts 文件夹下增加生成脚本 MLO 文件的脚本 mkMLO.sh。
(16)开始编译,出现错误提示
/home/octagram/软件/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/arm-octagram-linux-gnueabi-ld:
error: Source object /home/octagram/软件
/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/../lib/gcc/arm-octagram-linux-gnueabi/4.5.1/libgcc.a(_divs
i3.o) has EABI version 5, but target OclO has EABI version 0
/home/octagram/软件/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/arm-octagram-linux-gnueabi-ld:
failed to merge target specific data of file /home/octagram/软件
/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/../lib/gcc/arm-octagram-linux-gnueabi/4.5.1/libgcc.a(_divs
i3.o)
/home/octagram/软件/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/arm-octagram-linux-gnueabi-ld:
error: Source object /home/octagram/软件
/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/../lib/gcc/arm-octagram-linux-gnueabi/4.5.1/libgcc.a(_dvm
d_lnx.o) has EABI version 5, but target OclO has EABI version 0
/home/octagram/软件/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/arm-octagram-linux-gnueabi-ld:
failed to merge target specific data of file /home/octagram/软件
/ARMTools/ocotonix/ocotonix-arm-cortex-a8/4.5.1/bin/../lib/gcc/arm-octagram-linux-gnueabi/4.5.1/libgcc.a(_dvm
d_lnx.o)
make: *** [OclO] 错误 1
根据提示,
可知是 EABI 的版本不匹配,
对于 EABI Embedded Application Binary Interface)
(
,
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我的认识还是有些不足,因此下面的理解可能不对。我的理解是这样的:EABI 是应用程序
调用的一种方式,我使用的编译器是 GNU/Linux EABI,适合用来编译 Linux 内核及其应用
程序,其对库函数等的调用方式会与 Linux 内核有关,与普通的 EABI 不同。但 bootloader
是不依赖操作系统的程序(bare-metal application)
,最佳的选择是使用普通 EABI 的工具链
(bare-metal toolchain)来编译,例如,上面提到的 SourceryG++的 EABI 版本。因此,若使
用 GNU/Linux EABI 的工具链来编译 OclO 时,就可能发生 EABI 冲突。参考资料
http://www.codesourcery.com/archives/arm-gnu/msg02478.html。
解决的办法是把/cpu/omap3/config.mk 中的编译选项
-mabi=apcs-gnu
删除,该选项指定了 ABI(Application Binary Interface)
,即应用程序接口,有该选项后
GNU/Linux EABI 的工具链在连接程序时会按 GNU/Linux EABI 的方式来调用,而 OclO 不
是操作系统的应用程序,因此不能有这个选项。此时编译通过了,把产生的 MLO 文件放入
SD 的 FAT32 主分区,能正常启动 u-boot 了。
(17)修改/cpu/omap3/start.S,由于原程序中的中断部分的代码不正确(可能是 x-loader 原
先设计为使用 XIP 的 flash 直接运行,不需要 ROM Code 管理中断,中断向量就是标准的位
于 0x0 处,并且 x-loader 也不会使用中断,所以在之后即便有问题也没有修改,而 OclO 是
需要响应中断的)所以需要重新编写 start.S 文件。
(18)修改/board/Octagram/Ocsom3530/platform.S 文件,删除一些不需要的代码。
(19)重新编译后发现程序启动时豪无现象,仔细排查错误,发现错误在start.S复制中断向
量到ROM Code指定的内部SRAM中断向量处。由于需要复制56个字节,而使用的指令为
ldmia r0!, {r3-r10}
stmia r1!, {r3-r10}
共使用了 8 个寄存器,这样对于 56 个字节需执行两次,真正复制的字节为 64 个,超出了 8
个字节,中断向量位于内部 SRAM 的最后,在内部 SRAM 之后的地址又不可访问,超出的
8 个字节会引发错误。因此,只能刚好复制 56 个字节,修改寄存器组为{r3-r9}后正常。