基于S3C2410A的U-Boot移植研究

Bootloader是嵌入式系统软件开发的第一个环节，它紧密地将软硬件衔接在一起，对于一个嵌入式设备后续的软件开发至关重要。BootLoader还涉及到许多硬件相关的知识，对于普通的嵌入式开发板，它又是不可跳过的步骤，所以做好它的移植工作是必须的，对于后续的开发工作也是有益的。U-Boot是当前比较流行、功能强大的BootLoader，它操作简便，可以支持多种体系结构的处理器，同时提供了完备的命令体系。S3C2410是三星公司一款基ARM920T的嵌入式通用处理器。

1 嵌入式系统的软件组成

1．1 系统的软件组成

嵌入式的软件系统主要由Bootloader、操作系统、文件系统、应用程序等组成。其中，Bootloader是介于硬件和操作系统之间的一层，其作用就好像PC机中的BIOS。对于一个嵌入式系统，通常BootLoader是依赖于硬件而实现的。对于不同类型的嵌入式芯片、不同的操作系统和外围接口都需要重新移植、修改和编译Bootloader。

1．2 U-Boot分析

嵌入式Linux系统中常用的Bootloader引导程序有U-Boot，redboot，blob和vivi等，其中U-Boot遵循GPL条款的开放源码项目，功能最为强大；U-Boot对PowerPC系列处理器支持最丰富，同时还支持MIPS，x86，ARM，Nios，XScale等诸多常用系列的处理器。

2 U-Boot的启动分析

STage 1的代码在CPU／arm920t／start．s中定义，它包括从系统上电后在0x00000000地址开始执行的部分。Stage 2的起始地址是在Stage1代码中指定的。被复制到SDRAM后，就从第一阶段跳到这个入口地址，开始执行剩余部分代码。第二阶段主要是对内存的分配，对NAND FLASH以及对外围设备的初始化，其代码在lib-arm／board．C中。启动的流程分析如图1所示。

(1)跳转到C语言程序后，先定义初始化函数表，程序在lib-arm／board．e中，如下所示：

(2)初始化FLASH设备和显示FLASH设备信息；

(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)初始化显示设备；

(6)初始化网络设备，填写IP地址、MAC地址等信息；

(7)开启中断处理；

(8)进入命令循环，接收用户从串口的命令输入。

3 U-Boot的移植方法

本文选用交叉编译环境arm-linux-gcc-2．95．3，选用U-Boot-1．1．4版本作为移植平台，选用的是smdk2410的配置。

3．1 修改CPU／arm920t／start．S文件

Start．s是采用汇编语言编写的U-Boot程序入口代码，完成对底层硬件的初始化，其中有一个很重要的功能是从NAND FLASH中把Stage 2阶段的代码复制到SDRAM中。在此阶段，涉及到对NANDFLASH的读操作，在U-Boot中，没有对NANDFLASH读操作的驱动，采用以下方法实现：

通过调用board／smdk2410／nand_read．C中的nand_read_11函数将Stage 2阶段的代码复制到ram中。

3．2 修改board／smdk2410目录下文件

(1)增加对NANDFLASH的读驱动nand_read．c

(2)在smdk2410．C文件中添加对NANDFLASH初始化的程序

在此主要是对主板的GPIO的一些设置，并加上对NANDFLASH初始化程序。

(3)在Makefile文件中添加nand_read．C文件的编译

OBJS：=smdk24 10．o FLASH．o nand_read．o

3．3 在include文件中设置NAND FLASH硬件参数

在／linux／mtd／nand_ids．h中设置参数：
 

'

3．4 编译与运行

进入U-Boot主目录，重新编译U-Boot代码，运行命令：

(1)查看交叉编译器版本号

ARM-linux-gcc-v

(2)清除生成的连接

Make distclean

(3)编译make smdk2410_cONfig

(4)make CROSS-COMPILE=arm-linux-编译成功后，生成三个文件：

u-boot：ELF格式的文件，可被大多数Debug程序识别。

u-boot．bin：二进制bin文件，纯碎的U-Boot二进制执行代码，不保存ELF格式与调试信息。

u-boot．srec：Motorola S-Record格式，可以通过串口下载到开发板中。

将会得到的u-boot．bin文件借助于FLASH芯片烧写工具，通过JTAG口下载到目标板以后，检查U-Boot能否正常工作。若能从串口输出正确的启动信息，则表明移植基本成功。

4 结 语

通过分析U-Boot的代码结构和启动过程，并针对开发板系统的硬件资源，实现了U-Boot的移植，并且能够引导嵌入式Linux内核和文件系统，为今后进一步开发奠定了坚实的基础。