基于S3C4480开发板上的U-Boot移植

Drony · 发表于 2017-5-10 08:50:17

1 引言
Bootloader代码是器件复位后进入操作系统前执行的一段代码，通过该代码初始化处理器各寄存器和片上外设，建立存储器映射图以及初始化堆栈，从而为操作系统提供基本的运行环境。由于Bootloader与CPU和开发板配置有关，不可能有通用的Bootloader，因此需要根据具体情况进行移植。嵌入式系统U-Boot是当前流行、功能强大的Bootloader。U-Boot用于多种嵌入式CPU的Bootloader 程序，U-Boot支持ARM、PowerPC等多种架构的处理器，也支持Linux、NetBSD和Vx&mdash;Works等操作系统。这里采用U&mdash;Boot 的版本为U-boot-1．1．6。
2 U-Boot目录结构
U-Boot目录结构如下：board是一些与现有开发板有关的文件，比如makefile和u-boot．1ds等都与具体开发板的硬件和地址分配有关；common是与体系结构无关的文件，可实现各种命令的C文件；cpu是CPU相关文件，其子目录都是以U-boot支持的 CPU命名，比如子目录arm920t，mips，s3e44bO和nios等，每个特定的子目录都包括cpu．c，interrupt．C和 start.s；doc是说明文档；drivers是通用设备驱动程序，比如：各种网卡、支持CFI的Flash和USB总线等；fs是支持文件系统的文件，U&mdash;Boot可支持cramfs，fat，fdos,jffs2等文件；net是与网络有关的代码，比如：BOOTP协议、TFTP协议和NFS文件系统的实现；lib_arm是与ARM体系结构相关的代码；tools是创建S-Record的格式文件和U-Boot images的工具。
3 U&mdash;Boot启动过程
U-Boot的启动主要分为stagel和stage2两个阶段Ⅲ。stagel采用汇编语言编写，通常与CPU的体系结构有关，如设备初始化代码等，该阶段可在start．s中实现。
stage2采用C语言程序，用于加载操作系统内核，该阶段由board．c中的start_armboot()函数实现。 stage2阶段一般包括：初始化Flash；检测系统内存映射：初始化相关网络设备：初始化RTL8019AS网络器件；进入命令循环，接收用户从串口接收命令，然后进行相应的处理。
图2给出U&mdash;Boot的stagel和stage2在Flash和SDRAM中的分配。图2a中，U-Boot的可执行映像放在 Ox00000000"Ox000 20000区域，参数和环境变量配置在Ox0002000～0x00030000区域，0x00030000一Ox00200000区域用于存放操作系统和应用程序文件，由于不涉及操作系统的移植，所以操作系统文件的配置不做详细描述。图2b中，0x0C700000是U-Boot将自身的stage2的代码复制到SDRAM的起始地址。这个地址在board／up44b0／congif．mk文件中定义：TEXT_BASE=0x0C70 0000。0xC780000"oxc800000区域用于U&mdash;Boot的升级，升级调试步骤：首先启动基于F1ash的U-Boot，按任意键进入 script模式，运行fftp命令(tffp C780000 u-bootbin)，把新编译的U-Boot．bin加载至以0xC780000为首地址的空间。假设需要加载的新文件长度为104 704(0x19900)字节，则需要拷贝的长度为0x19900／4+2=0x6642。采用erase命令擦除Flash中U-Boot的存放区域 erase OxO 0x1FFFF。最后采用cp命令，把SDRAM中的新U-Boot写入Flash：cp Ox000 0xc780000 0x6642。

4 U-Boot移植
嵌入式系统的Bootloader与硬件系统密切相关，目标系统的主要配置如下：①CPU配置为ARM S3C44BOX；②存储器配置为2 MB NOR Flash AM29LVl60B和8 MB SDRAMHY57V641620，前者的地址范围为0x00000000～0x00200000，后者的地址范围为 0x0c000000～OxOe800000；③网卡器件为RTL8019，其基地址为0xoa000600；④晶体振荡器为6 MHz；⑤CPU主频为60 MHz。
为了缩短移植周期，可在U&mdash;Boot所支持的开发板中选择一种和目标板接近的开发板，并在其基础上修改。这里选择Board目录下 Dave／B2。
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