基于S3C2410A的U-Boot移植研究

Bootloader是嵌入式系統軟件開發的第一個環節，它緊密地將軟硬件銜接在一起，對于一個嵌入式設備后續的軟件開發至關重要。BootLoader還涉及到許多硬件相關的知識，對于普通的嵌入式開發板，它又是不可跳過的步驟，所以做好它的移植工作是必須的，對于后續的開發工作也是有益的。U-Boot是當前比較流行、功能強大的BootLoader，它操作簡便，可以支持多種體系結構的處理器，同時提供了完備的命令體系。S3C2410是三星公司一款基ARM920T的嵌入式通用處理器。

1 嵌入式系統的軟件組成

1．1 系統的軟件組成

嵌入式的軟件系統主要由Bootloader、操作系統、文件系統、應用程序等組成。其中，Bootloader是介于硬件和操作系統之間的一層，其作用就好像PC機中的BIOS。對于一個嵌入式系統，通常BootLoader是依賴于硬件而實現的。對于不同類型的嵌入式芯片、不同的操作系統和外圍接口都需要重新移植、修改和編譯Bootloader。

1．2 U-Boot分析

嵌入式Linux系統中常用的Bootloader引導程序有U-Boot，redboot，blob和vivi等，其中U-Boot遵循GPL條款的開放源碼項目，功能最為強大；U-Boot對PowerPC系列處理器支持最豐富，同時還支持MIPS，x86，ARM，Nios，XScale等諸多常用系列的處理器。

2 U-Boot的啟動分析

STage 1的代碼在CPU／arm920t／start．s中定義，它包括從系統上電后在0x00000000地址開始執行的部分。Stage 2的起始地址是在Stage1代碼中指定的。被復制到SDRAM后，就從第一階段跳到這個入口地址，開始執行剩余部分代碼。第二階段主要是對內存的分配，對NAND FLASH以及對外圍設備的初始化，其代碼在lib-arm／board．C中。啟動的流程分析如圖1所示。

(1)跳轉到C語言程序后，先定義初始化函數表，程序在lib-arm／board．e中，如下所示：

(2)初始化FLASH設備和顯示FLASH設備信息；

(3)初始化系統內存分配函數；

(4)如果目標系統擁有NAND設備，則初始化NAND設備；

(5)初始化顯示設備；

(6)初始化網絡設備，填寫IP地址、MAC地址等信息；

(7)開啟中斷處理；

(8)進入命令循環，接收用戶從串口的命令輸入。

3 U-Boot的移植方法

本文選用交叉編譯環境arm-linux-gcc-2．95．3，選用U-Boot-1．1．4版本作為移植平臺，選用的是smdk2410的配置。

3．1 修改CPU／arm920t／start．S文件

Start．s是采用匯編語言編寫的U-Boot程序入口代碼，完成對底層硬件的初始化，其中有一個很重要的功能是從NAND FLASH中把Stage 2階段的代碼復制到SDRAM中。在此階段，涉及到對NANDFLASH的讀操作，在U-Boot中，沒有對NANDFLASH讀操作的驅動，采用以下方法實現：

通過調用board／smdk2410／nand_read．C中的nand_read_11函數將Stage 2階段的代碼復制到ram中。

3．2 修改board／smdk2410目錄下文件

(1)增加對NANDFLASH的讀驅動nand_read．c

(2)在smdk2410．C文件中添加對NANDFLASH初始化的程序

在此主要是對主板的GPIO的一些設置，并加上對NANDFLASH初始化程序。

(3)在Makefile文件中添加nand_read．C文件的編譯

OBJS：=smdk24 10．o FLASH．o nand_read．o

3．3 在include文件中設置NAND FLASH硬件參數

在／linux／mtd／nand_ids．h中設置參數：

'

3．4 編譯與運行

進入U-Boot主目錄，重新編譯U-Boot代碼，運行命令：

(1)查看交叉編譯器版本號

ARM-linux-gcc-v

(2)清除生成的連接

Make distclean

(3)編譯make smdk2410_cONfig

(4)make CROSS-COMPILE=arm-linux-編譯成功后，生成三個文件：

u-boot：ELF格式的文件，可被大多數Debug程序識別。

u-boot．bin：二進制bin文件，純碎的U-Boot二進制執行代碼，不保存ELF格式與調試信息。

u-boot．srec：Motorola S-Record格式，可以通過串口下載到開發板中。

將會得到的u-boot．bin文件借助于FLASH芯片燒寫工具，通過JTAG口下載到目標板以后，檢查U-Boot能否正常工作。若能從串口輸出正確的啟動信息，則表明移植基本成功。

4 結 語

通過分析U-Boot的代碼結構和啟動過程，并針對開發板系統的硬件資源，實現了U-Boot的移植，并且能夠引導嵌入式Linux內核和文件系統，為今后進一步開發奠定了堅實的基礎。