基于MPC8349控制計(jì)算機(jī)的U－Boot移植

0 引言
U-Boot (Universal Boot Loader)，是在PPC Boot 的基礎(chǔ)上，集成了ARM, XScale, x86,MIPS 等結(jié)構(gòu)發(fā)展來的。作為Boot loader，其主要安裝在嵌入式系統(tǒng)板上的ROM 中。 它主要用來初始化、檢測(cè)系統(tǒng)硬件，以及下載、運(yùn)行有關(guān)的應(yīng)用代碼。 在這篇論文中，采用的是開源的最新版本U-Boot 1.1.3。U-Boot 1.1.3 支持的CPU包括, MPC8xx, MPC5xx, MPC824x,MPC82xx, MPC83xx, MPC85xx, MPC74xx 等。
U-Boot 之所以主要是因其支持很多文件類型。
(1) 獨(dú)立的應(yīng)用程序：該程序直接在U-Boot 環(huán)境下執(zhí)行，并且執(zhí)行完畢后重新返回U-Boot 環(huán)境。
(2) “Linux 操作系統(tǒng)Kernel 文件”: U-Boot 可以引導(dǎo)Linux 操作系統(tǒng)Kernel 文件在系統(tǒng)板上執(zhí)行。在完成該引導(dǎo)過程后，必須通過重新啟動(dòng)CPU 才能再次進(jìn)入U(xiǎn)-Boot 環(huán)境。
(3) “操作系統(tǒng)Ramdisk 文件”: U-Boot 可以引導(dǎo)加載Linux 操作系統(tǒng)Ramdisk 文件。該文件主要是作為系統(tǒng)板，啟動(dòng)時(shí)需要加載的文件系統(tǒng)。
(4)“綜合文件”: 該文件可以包括一種或幾種U-Boot 所支持的文件。比如包括Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核和啟動(dòng)時(shí)需要加載的ramdisk 文件系統(tǒng)。
(5) “可執(zhí)行文件”: 該文件主要由U-Boot 將其燒錄到系統(tǒng)板的Flash 中。比如，uboot.bin。
(6) “腳本文件”: 該文件主要用在U-Boot 啟動(dòng)時(shí)利用腳本文件來設(shè)置具體的環(huán)境變量。
1 U-Boot 工作原理
U-Boot啟動(dòng)過程可以分成三個(gè)階段。
（1）執(zhí)行start.S（cpu/mpc83xx/start.S）匯編程序，見圖1.
（2）執(zhí)行U-Boot啟動(dòng)過程中的第一個(gè)C語言函數(shù)board.（lib_ppc/board.c），見圖2。
（3）系統(tǒng)進(jìn)入主循環(huán)main_loop（common/main.c）延時(shí)等待處理用戶命令或自動(dòng)執(zhí)行啟動(dòng)，見圖3。

3 U-Boot 的文件結(jié)構(gòu)
在U-boot 包含board, common, cpu, disk,doc, drivers, dtt, examples, fs, include 等文件。但是，針對(duì)具體的應(yīng)用，只需要修改設(shè)定的與我們系統(tǒng)有關(guān)的代碼。當(dāng)我們的U-boot 編譯成功后，必要的二進(jìn)制文件將成為在u-boot-1.1.3 文件夾中。這些文件中，最重要的是。
config.mk：定義基地址和CFLAGS。
MAKEALL：用來定義所有支持的系統(tǒng)板以及U-Boot 源碼。
Makefile： U-Boot 編譯時(shí)要用到的文件。
Mkconfig：用來創(chuàng)建頭文件并鏈接生成針對(duì)系統(tǒng)板的U-Boot的腳本。
u-boot.bin：U-Boot 編譯成功后形成的二進(jìn)制文件，可以燒錄到系統(tǒng)板的flash 中。
除了以上四個(gè)重要文件之后，在u-boot-1.1.3 目錄下面還有一些重要的文件。
（1）在u-boot-1.1.3/board/下,重要的文件包括。
flash.c:：定義針對(duì)flash 的命令。
init.S：用來定義 TLBs 和LAWs。
mpc8349.c： 針對(duì)mpc8349 的特殊代碼。
u-boot.lds:： 系統(tǒng)板的鏈接文件。
（2）在u-boot-1.1.3/cpu/下, 主要的文件包括。
start.c:：U-Boot 啟動(dòng)時(shí)所要執(zhí)行的第一個(gè)程序。
spd_sdram.c：初始化和配置系統(tǒng)板的DDR。
（3）在u-boot-1.1.3/include/configs/下, 主要的文件包括。

MPC8349.h：針對(duì)系統(tǒng)板的具體局宏定義。
flash.h: 包含各種Flash 芯片的具體資料數(shù)據(jù)的定義。
（4）在u-boot-1.1.3/include/lib_ppc/下, 重要的文件包括。

board.c: 系統(tǒng)板的初始化函數(shù)。
（5）在u-boot-1.1.3/common/下, 重要的文件包括。
main.c: 整個(gè)U-Boot 啟動(dòng)時(shí)的主循環(huán)函數(shù)。
4 為MPC8349 制作合適的U-Boot
A 針對(duì)系統(tǒng)板的 U-Boot 修改
在控制計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)包括兩片8M Flash, 128M SDRAM, 6 GBE 和 2 FCC 等。為了讓U-Boot 在該系統(tǒng)上正確的運(yùn)行 ，應(yīng)該針對(duì)該系統(tǒng)設(shè)置一些特殊的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇。
（1）編輯 “Makefile” and “MAKEALL”
（2）添加新的代碼到針對(duì)系統(tǒng)板的文件夾中。
在此過程中，我們應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)新的目錄用來存放系統(tǒng)的特殊代碼。我們可以添加系統(tǒng)板需要的任何文件。在系統(tǒng)板的目錄，有些文件是必須有的。
u-boot-1.1.3/board/mpc8349/mpc8349.c,
u-boot-1.1.3/board/mpc8349/flash.c,
u-boot-1.1.3/board/mpc8349/init.S,
u-boot-1.1.3/board/mpc8349/u-boot.lds,
u-boot-1.1.3/include/configs/MPC8349.h,
u-boot-1.1.3/lib_ppc/board.c,
u-boot-1.1.3/Makefile,
u-boot-1.1.3/MAKEALL.
B. U-Boot 的交叉編譯環(huán)境的建立
開發(fā)系統(tǒng)主機(jī)的系統(tǒng)是FC6.0。用到的源碼有g(shù)cc-3.4.3/glibc-2.3.2、Linux