U-Boot在S3C2410上的移植分析

引　言

BootLoader是嵌入式系統軟件開(kāi)發(fā)的第一個(gè)環(huán)節，它緊密地將軟硬件銜接在一起，對于一個(gè)嵌入式設備后續的軟件開(kāi)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(kāi)發(fā)板，它又是不可跳過(guò)的步驟，所以做好它的移植工作是必須的，對于后續的開(kāi)發(fā)工作也是有益的。U-Boot是當前比較流行、功能強大的BootLoader，它操作簡(jiǎn)便，可以支持多種體系結構的處理器，同時(shí)提供了完備的命令體系。 S3C2410是三星公司一款基于A(yíng)RM920T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(kāi)發(fā)板，這塊開(kāi)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調試口等。

U-Boot簡(jiǎn)介

U- Boot是Das U-Boot的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由denx軟件中心依照GPL 發(fā)布的公共軟件，作為系統啟動(dòng)的引導模塊，U-Boot支持多種處理器架構，比如Power-PC、ARM、MIPS和x86等。目前，U-Boot源代碼在sourceforge網(wǎng)站的社區服務(wù)器中， Internet上有一群自由開(kāi)發(fā)人員對其進(jìn)行維護和開(kāi)發(fā)，它的項目主頁(yè)是http：//sourceforge.net/ projects/ u-boot。當下載并解壓U-Boot 源碼包后，會(huì )形成如下的目錄結構：board，和一些已有開(kāi)發(fā)板有關(guān)的文件；common，實(shí)現各種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驅動(dòng)的分區處理代碼；doc，文檔；drivers，通用設備驅動(dòng)程序；fs，支持文件系統的文件；include，頭文件，對各種硬件平臺支持的匯編文件，系統的配置文件和對文件系統支持的文件；net：與網(wǎng)絡(luò )有關(guān)的代碼； lib-arm，與ARM體系結構相關(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HHARM9-EDU-R2開(kāi)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(guò)程。移植工作開(kāi)始之前，了解U-Boot的運行過(guò)程是十分必要的。

U- Boot 運行過(guò)程分析

U- Boot編譯后的代碼定義一般不超過(guò)100kB，并且這100 kB又分成兩個(gè)階段來(lái)執行。第一階段的代碼在start.s中定義，大小不超過(guò)10 kB，它包括從系統上電后在0x00000000 地址開(kāi)始執行的部分。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，被復制到SDRAM后，就從第一階段跳到這個(gè)入口地址開(kāi)始執行剩余部分代碼。第二階段主要是進(jìn)行一些BSS 段設置，堆棧的初始化等工作，最后會(huì )跳轉到main-loop函數中，接受命令并進(jìn)行命令處理。圖1 給出了U-Boot的詳細的運行過(guò)程包括對內核的設置、裝載及調用過(guò)程。

圖1　U-Boot運行過(guò)程

了解了U-Boot 的運行過(guò)程以后，我們還必須確定開(kāi)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(lài)于開(kāi)發(fā)板的硬件配置及CPU 的復位地址。 本文中開(kāi)發(fā)板的地址空間如圖2 所示。

圖2 開(kāi)發(fā)板地址空間分布