UBOOT的启动流程及移植.doc

U-BOOT的启动流程及移植 文章来源: 文章作者: 发布时间: 2006-11-16 ? 字体: [大 中 小] ? ? ? 　　1 Bootloader及u-boot简介 　　Bootloader代码是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码，主要用于完成由硬件启动到操作系统启动的过渡，从而为操作系统提供基本的运行环境，如初始化CPU、堆栈、存储器系统等。Bootloader 代码与CPU芯片的内核结构、具体型号、应用系统的配置及使用的操作系统等因素有关，其功能类似于PC机的BIOS程序。由于bootloader和CPU及电路板的配置情况有关，因此不可能有通用的bootloader，开发时需要用户根据具体情况进行移植。嵌入式Linux系统中常用的bootloader有armboot、redboot、blob、u-boot等，其中u-boot是当前比较流行、功能比较强大的bootloader，可以支持多种体系结构，但相对也比较复杂。bootloader的实现依赖于CPU的体系结构，大多数bootloader都分为stage 1和stage 2两大部分。Bootloader的基本原理见参考文献。 　　u-boot是sourceforge网站上的一个开放源代码的项目。它可对PowerPC(MPC5xx、MPC8xx、MPC82xx、MPC7xx、MPC74xx) 、ARM(ARM7、ARM9、StrongARM、Xscale) 、MIPS(4kc、5kc) 、X86等处理器提供支持，支持的嵌入式操作系统有Linux、Vx-Works、NetBSD、QNX、RTEMS、ARTOS、LynxOS等，主要用来开发嵌入式系统初始化代码bootloader。软件的主站点是/projects/u-boot。u-boot最初是由denx(www.denx.de) 的PPC-boot发展而来的，它对PowerPC系列处理器的支持最完善，对Linux操作系统的支持最好。源代码开放的u-boot软件项目经常更新，是学习硬件底层代码开发的很好样例。 　　2 u-boot系统启动流程 　　大多数bootloader都分为stage1和stage2两大部分，u-boot也不例外。依赖于CPU体系结构的代码(如设备初始化代码等) 通常都放在stage1，且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。 　　2.1 stage1 (start.s代码结构) 　　u-boot的stage1代码通常放在start.s文件中，它用汇编语言写成，其主要代码部分如下: 　　(1) 定义入口由于一个可执行的Image必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在ROM(Flash) 的0x0地址，因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。　　(2) 设置异常向量(Exception Vector) 。　　(3) 设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器。　　(4) 初始化内存控制器　　(5) 将ROM中的程序复制到RAM中。　　(6) 初始化堆栈　　(7) 转到RAM中执行，该工作可使用指令ldr pc来完成。 　　2.2 stage2 C语言代码部分 　　lib_arm/board.c中的start_armboot是C语言开始的函数，也是整个启动代码中C语言的主函数，同时还是整个u-boot(armboot) 的主函数，该函数主要完成如下操作: 　　(1) 调用一系列的初始化函数。　　(2) 初始化Flash设备。　　(3) 初始化系统内存分配函数。　　(4) 如果目标系统拥有NAND设备，则初始化NAND设备。　　(5) 如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。　　(6) 初始化相关网络设备，填写IP、MAC地址等。　　(7) 进入命令循环(即整个boot的工作循环) ，接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。 　　3 移植实例 　　本系统开发板主要由S3C44B0X嵌入式微处理器、2MB的Flash (SST39VF160) 、8MB的SDRAM(HY57V641620) 、4个LED以及ARM JTAG接口组成。该开发板上与S3C44B0X相关部分的功能框图如图1所示。 　　3.1 u-boot文件下载 　　u-boot文件的下载有两种方法，第一种是在Linux环境下通过CVS下载必威体育精装版的文件，方法是: $ cvs -d :pserver:anonymous@:/cvsroot/u-boot login 　　当要求输入匿名登录的密码时，可直接按回车键 $ cvs -z6 -d :pserver:a