详细的boorloader的移植（1）
北京顶嵌嵌入式培训机构 2009-09-14 16:52:23 作者:赵老师 来源:顶嵌
技术部 文字大小:[大][中][小] 一． BootLoader简介
应用程序 文件系统 操作系统内核 BootLoader 简单的说bootloader是一段程序，它的作用就是加载操作系统，BootLoader（引导加载程序）是系统加电后运行的 第一段软件代码。通过这段代码实现硬件的初始化，建立内存空间的映射图，为操作系统内核准备好硬件环境并引导内核的启动。如右图所示的那样在设备的启动过程中bootloader位于最底层，首先被运行来引导操作系统运行，很容易可以看出 bootloader是底层程序所以它的实现严重地依赖于硬件，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。尽管如此，一些功能强大、支持硬件环境较多的BootLoader也被广大的使用者和爱好者所支持，从而形成了一些被广泛认可的、较为通用的的bootloader实现。简单的介绍几种： 1．U-BOOT
uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系，包含常见的外设的驱动，是一个功能强大的板极支持包。其代码可以从下载 U-BOOT是由PPCBOOT发展起来的，是PowerPC、ARM9、Xscale、X86等系统通用的Boot方案，从官方版本 0.3.2开始全面支持SC系列单板机。u-boot是一个开源的bootloader。
2．vivi
vivi是韩国mizi 公司开发的bootloader, 适用于ARM9处理器。 Vivi有两种工作模式：启动加载模式和下载模式。启动加载模式可以在一段时间后（这个时间可更改）自行启动linux内核，这是vivi的默认模式。如果修改或更新需要进入下载模式，在下载模式下，vivi为用户提供一个命令行接口通过接口可以使用vivi提供的一些命令，来实现flash的烧写、管理、操作mtd分区信息、启动系统等功能。
其它还有一些bootloader实现如下表所示： 名称 LILO GRUB 说明 Linux的磁盘引导加载程序 LILO的GNU版本 支持的架构 x86 x86 Loadlin RedBoot ROLO Etherboot LinuxBIOS blob 从DOS引导Linux 以eCos为基础的引导程序 从ROM引导Linux，且不需要BIOS 从以太网卡启动Linux系统的固件 以Linux为基础的BIOS的替代品 来自LART计划的引导程序 x86 x86 、ARM、PowerPC、MIPS等 x86 x86 x86 ARM
由于u-boot的通用性好，功能全面，适合初学者学习和使用，我们选用u-boot作为基准代码，在此基础上进行修改，完成移植工作。
二．移植准备
1.目标板:
这是进行U-Boot移植首先要明确的。可以根据目标板上CPU、FLASH、SDRAM的情况，以尽可能相一致为原则，先找出 一个与所移植目标板为同一个或同一系列处理器的U-Boot支持板为移植参考板。
以上图片是本次移植所用到的开发板实物图 一些重要参数如下： CPU处理器
– Samsung S3C2440AL，主频400MHz，最高533MHz。
SDRAM内存
– 板载64MB SDRAM – 32bit数据总线
– SDRAM时钟频率高达100MHz – Hynix809E
Flash存储器
– 板载64MB Nand Flash，掉电非易失 – 板载2MB Nor Flash
K9F1208u00
详细的boorloader的移植（2）
北京顶嵌嵌入式培训机构 2009-09-14 16:53:41 作者:赵老师 来源:顶嵌
技术部 文字大小:[大][中][小]
详细的boorloader的移植二
网卡
– DM9000EP
2.源文件：
选择一标准的u-boot代码:u-boot-1.1.6
3.烧写工具：
u-boot的烧写使用JTAG线进行下载，用SJF2440.exe软件进行烧写，使用DNW终端进行串口调试。用串口线相连。
4.知识储备：
u-boot的目录结构： 目录 board common cpu 说明 和一些已有开发板有关的文件，比如makefile和U-Boot.ldS等都和具体开发板的硬件和地址分配有关。 与体系结构无关的文件，实现各种命令的C文件 CPU相关文件，其中的子目录都是以U-Boot所支持的CPU为名，比如子目录arm926ejS、mips等，每个特定的子目录都包括cpu.c和interrupt.c，start.s。其中cpu.c初始化CPU、设置指令cache和数据cache等。Interruput.c设置系统的各种中断和异常；start.s是U-Boot自动执行时的第一个文件，它主要是设置系统堆栈和工作方式，为进入C程序奠定基础。 Disk驱动的分区处理代码 文档 通用设备驱动程序，例如各种网卡、支持CFI的Flash、串口、USB等 支持文件系统的文件，目前支持cramfs、fat、fdos、jffs2和registerfs 头文件，还有对各种硬件平台支持的汇编文件，系统配置文件等 与网络有关的代码，BOOTP协议、TFTP协议、RARP和NFS等 与ARM体系结构相关的代码 创建S-Record格式文件和U-Boot images的工具 disk doc drivers fs include net lib_arm tools
u-boot代码：
由于代码比较庞大，只简单分析启动部分。网络和书很多书中有详细的分析，如果想详细了解查阅相关资料，或着提出讨论，还可以登陆顶嵌公司网站技术文档里查看。网址:http://www.top-e.org/jiaoshi/html/?320.html
U-Boot启动过程可以分成两个阶段(stage)
下面是u-boot启动过程的流程图其中左右两部分分别是启动过程的两个阶段
第一阶段(stage 1)是依赖于ＣＰＵ体系结构的代码（如设备初始化代码等），一般用汇编语言来实现。主要进行以下方面的设置：设置ARM进入SVC模式、禁止IRQ和FIQ、关闭看门狗、屏蔽所有中断。设置时钟(FCLK,HCLK,PCLK)、清空I/D cache、清空TLB、禁止MMU和cache、配置内存控制器、为搬运代码做准备、搬移uboot映像到RAM中（使用copy_loop实现）、分配堆栈、清空bss段（使用clbss_l实现）。
第二阶段(stage 2)通常用Ｃ语言来实现。 start_armboot(): 一系列初始化（cpu, 板卡，中断，串口，控制台等），开启I/D cache。初始化FLASH，根据系统配置执行其他初始化操作。打印LOG，使能中断，获取环境变量，初始化网卡。最后进入main_loop()函数。在main_loop函数中会检查bootdelay和bootcmd环境变量，如果bootcmd已经设置过，则在等待bootdelay个毫秒后会自动执行bootcmd。如果等待过程中被用户中断（ctl+c）或者bootcmd没有设置，则会等待用户输入命令。
关键点一： U-Boot移植参考板
这是进行U-Boot移植首先要明确的。可以根据目标板上CPU、FLASH、SDRAM的情况，以尽可能相一致为原则，先找出 一个与所移植目标板为同一个或同一系列处理器的U-Boot支持板为移植参考板。对U-Boot移植新手，建议依照循序渐进的原则，目标板文件名暂时先用移 植参考板的名称，在逐步熟悉U-Boot移植基础上，再考虑给目标板重新命名。在实际移植过程中，可用Linux命令查找移植参考板的特定代码，如 grep –r 2410 ./ 可确定出在U-Boot中与smdk2410板有关的代码，依此对照目标板实际进行屏蔽或修改。同时应不局限于移植参考板中的代码，要广泛借鉴U-Boot 中已有的代码更好地实现一些具体的功能。
关键点二： U-Boot烧写地址和CPU寄存器参数设置
不同目标板，对U-Boot在FLASH中存放地址要求不尽相同。事实上，这是由处理器中断复位向量来决定的，与主板硬件相关 。也就是说，U-Boot烧写具体位置是由硬件决定的，而不是程序设计来选择的。
根据CPU处理器系列、类型不同，寄存器名称与作用有一定差别。必须根据目标板的实际，进行合 理配置。一个较为可行和有效的方法，就是借鉴参考移植板的配置，再根据目标板实际，进行合理修改。这是一个较费时间和考验耐力的过程，需要仔细对照处理器 各寄存器定义、参考设置、目标板实际作出选择并不断测试。
关键点三：串口调试。
能从串口输出信息，即使是乱码，也可以说U-Boot移植取得了实质性突破。 依据笔者调试经历，串口是否有输出，除了与串口驱动相关外，还与FLASH相关的寄存器设置有关。因为U-Boot是从FLASH中被引导启动的，如果 FLASH设置不正确，U-Boot代码读取和执行就会出现一些问题。因此，还需要就FLASH的相关寄存器设置进行一些参数调试。同时，要注意串口收发 芯片相关引脚工作波形。依据笔者调试情况，如果串口无输出，有一种可能就是该芯片损坏或工作不正常。 如果出现乱码，有一种可能就是波特率等参数设置有问题。
三．修改源代码：
1. 添加新开发板信息 （1）顶层Makefile：为了能让u-boot在编译之前根据此规则来获得具体的配置文件和编译规则。
在smdk2410_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0 之后，添加以下内容： tq2440_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t tq2440 NULL s3c24x0 添加交叉编译器路径（根据个人情况）： ifeq ($(ARCH),arm) CROSS_COMPILE= /opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-softfloat-linux/bin/arm-softfloat-linux- endif
（2）建立新开发板目录：可以把类似的开发板进行修改
cd board mkdir tq2440 cd tq2440
cp -arf ../smdk2410/* . mv smdk2410.c tq2440.c
（3）修改 board/tq2440/u-boot.lds
在cpu/arm920t/start.o (.text)后添加： board/tq2440/boot_init.o (.text) 并在tq2440目录下新建boot_init.c文件，内容参考源文件，该代码主要实现了CopyCode2Ram函数，该函数功能是拷贝flash代码到sdram中，实现原理如下图。
ARM2440uboot移植过程.
