U-Boot在S3C44B0上的移植方法

Bootloader 给嵌入式操作系统提供板上硬件资源信息，并进一步加载、引导嵌入式操作系统。由于Bootloader 的功能直接与CPU和微处理器系统相关，所以不同的CPU体系将需要不同的Bootload-er。除了依赖于CPU的体系结构外，Bootloader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。也就是说，对于两块不同的嵌入式板，即使它们使用同一种CPU 构建，要想让运行在其中一块上的Bootloader程序也能运行在另一板子上，通常也都需要修改Bootloader 的源程序。

本文作者使用基于ARM7TDMI 核的S3C44B0微处理器构建的嵌入式开发板，附有嵌入式开发必须的一些板上硬件资源，针对性地提供了Bootloader的移植方法，可以应用在基于ARM7 系列处理器的嵌入式系统应用开发中。

U-Boot 运行及移植条件分析

嵌入式系统的硬件部分不可能是完全一致的，由于嵌入式系统需要硬件与软件的配合才能正常工作，因此，需要针对硬件系统进行有关引导程序的设计。对于嵌入式系统来说，引导程序比较复杂，一般采用对基本符合硬件体系要求的现有引导程序进行修改，然后加以应用的方法设计引导程序，这就是引导程序的移植。

在移植操作前，需要完成两个工作，一个是寻找一个比较适合的引导程序，另一个就是对所要移植的软件进行分析，结合已有硬件系统，找出移植的条件。本文选择U-Boot 作为引导程序，移植工作就是使原有的U-Boot 能够在本文给定的硬件系统中运行。

U- Boot是德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的Bootloader引导程序，支持PowPC、ARM、MIPS、m68 K 等多种处理器平台，易于裁剪和调试。U-Boot 遵循GPL (通用公共许可) 公约，完全开放源代码。U-Boot 主要特性如表1所列。



U-Boot 运行分析

U-Boot 的启动过程主要分为两个阶段，即stage1 和stage2。
stage1用汇编语言编写，通常是与CPU的体系结构有关，如设备初始化代码等，在start.S中实现。
stage2为C 语言程序，用来加载操作系统内核，具有可读性和可移植性，是由board.c中的start-armboot() 函数来实现。U-Boot的stage1如图1 所示。

图1 　U-Boot stage1 初始化过程

stage2 包括以下步骤；①初始化本阶段要使用到的硬件设备; ②检测系统内存映射; ③将kernel映像和根文件系统映像从FLASH上读到RAM空间中; ④为内核设置启动参数; ⑤调用内核。在调试阶段，操作系统内核是通过U-Boot下载到SDRAM中，调试完毕可以将内核烧写到FLASH中。本文选用的内核是u Clinux，在FLASH 中的分布如图2 所示，这些地址可以通过修改include/ con2figs/ smdk4110.h 文件进行配置。内核运行时的RAM地址必须与u Clinux配置的运行地址相一致。由于FLASH的存储空间有限，存放在FLASH中的u Clinux核心是经过压缩的。U-Boot将压缩的u2Clinux kernel加载到SDRAM 地址0x0C300000如图3所示，如果选择启动u Clinux，则压缩的u Clin2ux核将自解压到0x0C008000，然后再跳转到该处并开始运行。

图 3中0x0C100000是U-Boot将自身的stage2的代码复制到SDRAM的起始地址，0x0C700000是默认的Load地址空间，用于 U-Boot的升级与调试，在需要升级或修改U-Boot时，将更新的U-Boot映像加载到这里，然后通过原有的U-Boot从SDRAM烧写到 FLASH覆盖原来的U-Boot，这样可以减少烧写FLASH 的次数。

移植条件分析

移植操作的目的，是为了在嵌入式开发板上用于引导嵌入式操作系统u Clinux 及其应用。

根据Bootloader 运行的分析结果，把Bootloader可移植条件分为如下两种情况。

(1) 硬件资源完全支持条件。在完全不改变U-Boot程序源代码的条件下，选用U-Boot程序完全支持的嵌入式微处理器，并且选用U-Boot完全支持的主板配置资源。基本移植条件即是通过分析U-Boot下的board目录和cpu目录，订制开发板，使开发板的配置与之相适应，但是这种情况与实际开发不太吻合。