U-Boot在S3C2410上的移植分析

引　言

BootLoader是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的第一個環(huán)節(jié)，它緊密地將軟硬件銜接在一起，對于一個嵌入式設(shè)備后續(xù)的軟件開發(fā)至關(guān)重要。BootLoader還涉及到許多硬件相關(guān)的知識，對于普通的嵌入式開發(fā)板，它又是不可跳過的步驟，所以做好它的移植工作是必須的，對于后續(xù)的開發(fā)工作也是有益的。U-Boot是當(dāng)前比較流行、功能強(qiáng)大的BootLoader，它操作簡便，可以支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器，同時提供了完備的命令體系。 S3C2410是三星公司一款基于ARM920T的嵌入式通用處理器。本文的移植平臺就是以S3C2410 為核心的HHARM9-EDU-R2開發(fā)板，這塊開發(fā)板的硬件資源配置較為完善。主要硬件資源有：S3C2410處理器；1片Intel TE28f128FLASH ( 16M)；2片Hynix HY57V561620 SDRAM(64M)；10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)芯片DM9000； USBHost/Device；RS232×2/RS485×1串口；LQ035FLM08L 256K色TFT真彩LCD顯示屏；全功能JTAG調(diào)試口等。

U-Boot簡介

U- Boot是Das U-Boot的簡稱，是由denx軟件中心依照GPL 發(fā)布的公共軟件，作為系統(tǒng)啟動的引導(dǎo)模塊，U-Boot支持多種處理器架構(gòu)，比如Power-PC、ARM、MIPS和x86等。目前，U-Boot源代碼在sourceforge網(wǎng)站的社區(qū)服務(wù)器中， Internet上有一群自由開發(fā)人員對其進(jìn)行維護(hù)和開發(fā)，它的項目主頁是http：//sourceforge.net/ projects/ u-boot。當(dāng)下載并解壓U-Boot 源碼包后，會形成如下的目錄結(jié)構(gòu)：board，和一些已有開發(fā)板有關(guān)的文件；common，實現(xiàn)各種U-Boot 命令的C 文件；cpu，CPU相關(guān)文件，其中的子目錄都是以U-Boot 所支持的CPU命名的；disk，disk驅(qū)動的分區(qū)處理代碼；doc，文檔；drivers，通用設(shè)備驅(qū)動程序；fs，支持文件系統(tǒng)的文件；include，頭文件，對各種硬件平臺支持的匯編文件，系統(tǒng)的配置文件和對文件系統(tǒng)支持的文件；net：與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的代碼； lib-arm，與ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼；tools，創(chuàng)建S-Record 格式文件和U-Boot Images的工具。

本文中U-Boot的移植就是根據(jù)HHARM9-EDU-R2開發(fā)板的硬件資源在以上的目錄中修改或者添加相關(guān)源文件，并且重新編譯的過程。移植工作開始之前，了解U-Boot的運行過程是十分必要的。

U- Boot 運行過程分析

U- Boot編譯后的代碼定義一般不超過100kB，并且這100 kB又分成兩個階段來執(zhí)行。第一階段的代碼在start.s中定義，大小不超過10 kB，它包括從系統(tǒng)上電后在0x00000000 地址開始執(zhí)行的部分。這部分代碼運行在Flash中，它包括對S3C2410的一些寄存器的初始化和將U-Boot的第二階段代碼從Flash拷貝到 SDRAM中。除去第一階段的代碼，剩下的部分都是第二階段的代碼。第二階段的起始地址是在第一階段代碼中指定的，被復(fù)制到SDRAM后，就從第一階段跳到這個入口地址開始執(zhí)行剩余部分代碼。第二階段主要是進(jìn)行一些BSS 段設(shè)置，堆棧的初始化等工作，最后會跳轉(zhuǎn)到main-loop函數(shù)中，接受命令并進(jìn)行命令處理。圖1 給出了U-Boot的詳細(xì)的運行過程包括對內(nèi)核的設(shè)置、裝載及調(diào)用過程。

圖1　U-Boot運行過程

了解了U-Boot 的運行過程以后，我們還必須確定開發(fā)板的地址空間分布，才可以進(jìn)行源碼的修改和移植工作。 地址空間的分布部分依賴于開發(fā)板的硬件配置及CPU 的復(fù)位地址。 本文中開發(fā)板的地址空間如圖2 所示。

圖2 開發(fā)板地址空間分布