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-- PowerPC VxWorks BSP分析6——image加載
1 VxWorks加載
1.1 從TFFS文件系統加載

Tornado的TrueFFS是和VxWorks兼容的一種M-Systems Flite實現方式，它為種類繁多的flash存儲設備提供了統一的塊設備接口，并且具有可重入、線程安全的特點，支持大多數流行的CPU構架。有了Tornado的TrueFFS，應用程序對 flash存儲設備的讀寫就好象它們對擁有MS-DOS文件系統的磁盤設備的操作一樣。

如圖18所示，TrueFFS由核心層（core layer）和三個功能層，翻譯層（translation layer）、MTD層（MTD layer）、socket層（socket layer）組成。

圖18 TrueFFS層結構布局

核心層（Core layer）：核心層主要起相互連接其他幾層的功能。同時它也可以進行碎片回收、定時器和其他系統資源的維護。通常WindRiver公司將這部分內容以二進制文件提供。

翻譯層主要實現TrueFFS和dosFs之間的高級交互功能。它也包含了控制flash映射到塊、wear-leveling、碎片回收和數據完整性所需的智能化處理功能。目前有三種不同的翻譯層模塊可供選擇。選擇哪一種層要看你所用的flash介質是采用NOR-based，還是NAND-based，或者SSFDC-based技術而定。

Socket層則是提供TrueFFS和板卡硬件（如flash卡）的接口服務。其名字來源于用戶可以插入flash卡的物理插槽。用來向系統注冊socket設備，檢測設備拔插，硬件寫保護等。后面將詳細講解它的功能。

MTD層（Memory Technology Drivers）功能主要是實現對具體的flash進行讀、寫、擦、ID識別等驅動，并設置與 flash密切相關的一些參數。TrueFFS已經包含了支持Intel、AMD以及samsung部分flash芯片的MTD層驅動。新的芯片需要新的 MTD支持，你可以使用一個標準的接口來加入這些驅動。

以上四部分，我們通常要的工作就是后兩層。

MX29LV160BT芯片上建立TrueFFS文件系統

1.配置相關文件

在此，以Nor Flash MX29LV160BT為例，開發工具為Tornado2.2 for PPC。要在VxWorks映像中包含 TrueFFS文件系統，首先必須在config.h文件中定義INCLUDE_TFFS。這使得VxWorks的初始化代碼調用tffsDrv()來創建管理TrueFFS所需的結構和全局變量，并為所有掛接了的flash設備注冊socket組件驅動。在鏈接的時候，通過解析與tffsDrv()相關聯的符號（symbols）可以將TrueFFS所必需的軟件模塊鏈接到VxWorks映象中。

為了支持TrueFFS，每一個BSP目錄下都必須包含一個sysTffs.c文件。它將TrueFFS所有的層（翻譯層，socket層和MTD 層）鏈接到一起并和VxWorks綁定。因此，必須編輯這個文件并決定哪一種MTD和翻譯層模塊應該包含到TrueFFS中。即：

#define INCLUDE_MTD_MX29LV /* MX29LV160BT MTD driver */

#define INCLUDE_TL_FTL /* FTL translation layer */

#define FLASH_BASE_ADRS 0x2a10000 /* Flash memory base address */

#undef FLASH_SIZE

#define FLASH_SIZE 0x001f0000 /*Flash memory size, 2M (parameter block) */

其他無關的MTD driver包含頭都#undef掉，同時定義Flash在系統中的基地址和大小。另外，還必須編輯sysLib.c中的 sysPhysMemDesc[ ]數組，將Flash基地址和大小加入到MMU中，以供將來訪問Flash，否則訪問Flash會失敗。如果BSP目錄下沒有sysTffs.c文件，那么我們可以從其他BSP目錄下拷貝一個即可，然后做上述修改，其他的內容基本可以不用修改。

接下來需要修改tffsConfig.c文件，為了方便管理，通常我們將src/drv/tffs/目錄下該文件拷貝到我們BSP目錄下，然后再做出修改。在MTDidentifyRoutine mtdTable[]表中加入如下語句：

#ifdef INCLUDE_MTD_MX29LV

mx29lvMTDIdentify,

#endif /* INCLUDE_MTD_MX29LV */

并在該文件開頭聲明。

#ifdef INCLUDE_MTD_MX29LV

FLStatus mx29lvMTDIdentify (FLFlash vol);

#endif /* INCLUDE_MTD_MX29LV */

最后就是將我們的flash相關MTD驅動加入到makefile中。即：

MACH_EXTRA = mx29lvMtd.o

為了方便我們調試MTD驅動，應該在重新編譯VxWorks映象前將諸如格式化flash、創建TrueFFS塊設備、綁定此塊設備到dosFs所必要的功能包含到VxWorks映像中。比如如下定義：

#define INCLUDE_TFFS

#ifdef INCLUDE_TFFS

#define INCLUDE_TFFS_DOSFS

#define INCLUDE_TFFS_SHOW

#define INCLUDE_DOSFS /* dosFs file system */

#define INCLUDE_SHOW_ROUTINES /* show routines for system facilities*/

#define INCLUDE_TL_FTL

#define INCLUDE_IO_SYSTEM

#define INCLUDE_DISK_UTIL

#endif /* INCLUDE_DOSFS */

2.MTD驅動

做了上述配置后，進入VxWorks操作系統后，我們在shell上利用tffsShow工具來顯示flash的信息。TffsShow函數最終會調用 MTD驅動中的mx29lvMtdIdentiy( )函數，在mx29lvMtdIdentiy ( )函數主要是通過讀取MX29LV160BT芯片的設備和廠商ID來識別它，然后對FLFlash結構成員進行初始化，最主要的幾個參數是：

type：Flash內存的JEDEC ID號；

erasableBlockSize：Flash內存的擦除塊大小（字節）。設置這個值時應考慮到interleaving。因此，通常通過如下方法來設置它的大小；

Vol.erasableBlockSize = MX29LV_MTD_SECTOR_SIZE * vol.interleaving；

對于MX29LV160BT，MX29LV_MTD_SECTOR_SIZE為64K字節；

chipSize：使用來構建TrueFFS文件系統的flash實際大小（字節）；

noOfChips：使用來構建TrueFFS文件系統的flash實際片數；

interleaving：Flash內存交叉因子（interleaving factor）。即擴展數據總線的設備數。比如，一個32位數據總線上，我們可以使用4片8位或2片16位的設備；

map：指向flash內存映射（map）函數。該函數將flash映射到內存區；

read：指向flash內存的讀函數。在MTD驅動識別函數中，這個成員函數已經被初始化為缺省的讀函數。通常情況下，我們不需要再初始化它，否則還需要修改很多相關的函數；

write：指向flash內存的寫函數。這個成員必須初始化，這是我們要做的一個重要工作；

erase：指向flash內存的擦除函數。這個成員必須初始化，這也是我們要做的一個重要工作。

針對FLFlash結構成員，我們所關心的兩個函數就是寫和擦除函數。在mx29lvMtdIdentiy()函數中必須有如下定義：

vol.write = mx29lvWrite;

vol.erase = mx29lvErase;

在mx29lvWrite()函數中主要是實現將數據寫到flash中。首先需要對扇區進行解鎖，然后寫入寫命令，之后才能進行數據的寫入。最后需要判斷數據是否寫完。為了確保操作成功，我們應該在寫完每個數據后進行數據的比較，比較正確后方能進行下一個數據的操作。

在mx29lvErase()函數中主要是實現flash扇區的擦除。如今的flash一般都是按照扇區進行擦除操作的。在擦除操作之前也應該首先對扇區進行解鎖，然后寫擦除建立和扇區擦除命令。擦除成功后，flash中的內容應該是0xffff。所以為了確保成功，我們還是應該在擦除后進行比較，比較正確后方能進入下一個扇區的擦除操作，否則返回擦除錯誤標志。

所以，對于MTD驅動的調試，基本上就是調試寫和擦除兩個函數。在調試過程中，我們可以在這兩個函數相應位置加入打印語句來調試。為了能調試這兩個函數，我們通過在shell上輸入命令tffsDevFormat來格式化flash， tffsDevFormat最終會調用mx29lvErase和mx29lvWrite函數，如果成功就會返回0，否則返回-1。當然也可以調用 tffsDevCreate函數來驗證我們的寫和擦除函數的正確性。圖19說明了tffsDevCreate調用過程。

圖19 tffsDevCreate()調用過程

在shell上利用tffsShow來驗證mx29lvMtdIdentiy。

> tffsShow

0: socket=RFA: type=0x2249, unitSize=0x10000, mediaSize=0x1f0000

value = 49 = 0x31 = "1"

說明已正確識別到MX29LV160BT設備，設備號為0x2249。

建立TFFS設備

1.掛接設備名

MTD驅動調試成功后，我們就可以給flash設備掛接上dos設備名，如下操作：

格式化：

> tffsDevFormat
value = 1
> usrTffsConfig 0,0,”/tffs0”
value = 0
然后通過devs來查看掛接的設備名：

>    devs
drv name
0 /null
1 /tyCo/0
1 /tyCo/1
5 host:
6 /pty/rlogin.S
7 /pty/rlogin.M
3 /tffs0/
8 /vio
value = 25 = 0x19

看到/tffs0/說明掛接設備已經成功，接下來就可以利用dosFs文件系統相關命令來操作flash了。如，ls、copy等。

用代碼來完成上述過程：

STATUS flashInit(void)

{

STATUS rc = OK;

if (tffsDrv() != OK)

{

printf("Could not initialize.\\n");

return (ERROR);

}

#if 0

printf("Attaching to flash file system... ");

#endif

dosFsInit(NUM_DOSFS_FILES); /* initialize DOS-FS */

if (usrTffsConfig(driveNumber1, 0, SYS_BASE_FS) == ERROR)

{

printf("\\ncore file system not exist.\\n");

rc = sysTffsFormat(0, 0, 0, SYS_BASE_FS, 0, 0, 0);

}

return rc;

}

上述代碼中的sysTffsFormat()會調用tffsDevFormat()進行格式化操作，如：

tffsDevFormat(driveNumber, (int)params);

params為tffsDevFormatParams結構體指針，即格式化參數，如：

#define TFFS_FORMAT_PARAM_WITH_ROOM_FOR_CONFIG_WORD \\

{{1, 99, 1, 0x10000l, NULL, {0,0,0,0}, NULL, 2, 0, NULL}, FTL_FORMAT_IF_NEEDED}

而函數usrTffsConfig( )則將tffsDevCreate( )和dosFsDevInit( )進行了合成，是一個快捷函數。

2.從Flash中啟動并下載VxWorks映像

要從flash中下載VxWorks映像，首先需要把VxWorks映像拷貝到flash中，在shell中的操作命令為copy “VxWorks”,“tffs0/VxWorks”，然后修改config.h文件中引導行，如下：

#define DEFAULT_BOOT_LINE \\

"tffs=0,0(0,0)host:/tffs0/VxWorks h=192.168.0.153 e=192.168.0.154 u=target pw=target o=cpm"

修改完后，重新編譯生成bootrom_uncmp.bin，并把它燒寫到flash中。然后重新啟動，即可看到如下啟動畫面：

boot device          : tffs=0,0
unit number          : 0
processor number     : 0
host name            : host
file name            : /tffs0/VxWorks
inet on ethernet (e) : 192.168.0.154
host inet (h)        : 192.168.0.153
user (u)             : target
ftp password (pw)    : target
flags (f)            : 0x0
other (o)            : cpm
Attaching to TFFS... done.
Loading /tffs0/VxWorks...894304
Starting at 0x10000...
Development System
        VxWorks version 5.5.1
        KERNEL: WIND version 2.6
        Copyright Wind River Systems, Inc., 1984-2003
    CPU: Motorola ADS - PowerPC 860. Processor #0.
    Memory Size: 0x1000000. BSP version 1.2/5.
    WDB Comm Type: WDB_COMM_END
                 WDB: Ready.

到此，說明引導成功。flash整個TFFS文件系統就已經建立成功。

在一片FLASH上同時裝載BootRom、VxWorks文件

我們將Flash地址映射成兩個地址段，一段用做BootRom，一段用做VxWorks使用，用做BootRom的地址段為0xFFF00000~0xFFF80000，另外一段用做VxWorks的地址段為0x04080000~0x04800000（假設此Flash大小為8M大小），在 0xFFF00000~0xFFF80000地址段寫入BootRom，在0x04080000~0x04800000地址段寫入VxWorks，加電后，PC指針會跳到0xFFF00100地址執行第一條指令，引導BootRom起來并最終VxWorks系統引導成功。實現過程：

1.片選(?)

在romInit.s文件中要做如下的片選操作，片選0為BOOT Flash的地址片選，片選1為Flash的地址片選，其中ROM_BASE_ADRS為0xFFF00000

/* -------------------------------------------------------- */
/* Initialize Chip Select 0 for Bootrom */
/* ------------------------------------------------------------- */
lis r5, HIADJ( ROM_BASE_ADRS | BR_PS_8 | BR_WP | BR_V)
addi r5, r5, LO( ROM_BASE_ADRS | BR_PS_8 | BR_WP | BR_V)
stw r5, BR0(0)(r4)
lis r5, HIADJ( 0xFFF80000 | 0x00000100 | 0x00000080)
addi r5, r5, LO( 0xFFF80000 | 0x00000100 | 0x00000080)
stw r5, OR0(0)(r4)
/* -------------------------------------------------- */
/* Initialize Chip Select 1 for FLASH */
/* -------------------------------------------------- */
lis r5, HIADJ( 0x04000000 | BR_PS_16 | 0x00000001)
addi r5, r5, LO( 0x04000000 | BR_PS_16 | 0x00000001)