Blob在S3C2440A上的移植

1引言

　　Bootloader是在操作系统运行之前执行的一段程序。通过这段小程序，初始化硬件设备，建立内存空间的映射表，设置适当的系统软硬件环境，为最终调用操作系统内核做准备。目前流行的可以引导加载Linux的Bootloader包括：支持x86体系结构的LILO，GRUB，ROLO，Loadlin，Etherboot,LinuxBIOS；支持ARM体系结构的Compaq的bootldr，Blob，U-Boot，vivi，RedBoot；支持MIPS体系结构的PMON和支持m68K体系结构的sir-boot。相对于上述Bootloader，Blob具有代码量小，文件结构清楚等优势，更易于在具有ARM核的器件上移植。

2 Blob简介

　　Blob是Boot Loader Object的缩写，是一款功能强大的Bootloader。它遵循GPL，源代码完全开放，既可用来进行简单调试，也可启动Linux Kernel。最初的Blob是Jan-DerkBakker和Erik Mouw为一块名为LART(Linux Advanced Radio Terminal)的板子写的，该板使用的处理器是StrongARMSA-1100。Blob的主要特征是引导嵌入式Linux功能即把Kernel、根文件系统等从Flash中调入SDRAM执行；存储操作功能。即支持内存查看、修改、比较；设备驱动功能。即支持串口，Flash、外部SDRAM等驱动；命令交互功能。可在命令行下在线更新Blob,Kemel和ramdisk。

3 Blob的运行过程分析

　　图1给出Blob的启动示意图。定义Blob编译后的最大代码为64 KB，并且这64 KB分为两个阶段来执行。第一阶段的代码在start.s中定义，大小为1 KB，包括从系统上电后在0x00000000地址开始执行的部分。这部分代码包括对S3C2440A的一些寄存器的初始化和将Blob第二阶段代码从Flash拷贝到SDRAM中。除去第一阶段的1 KB代码，剩下的部分都是第二阶段的代码。第二阶段的起始文件为trampoline.s，被复制到SDRAM后，就从第一阶段跳到这个文件开始执行剩余部分代码。第二阶段的代码最大为63 KB，trampoline词义为"蹦床"，所以在该程序中进行一些BSS段设置和堆栈的初始化等工作后，最后跳转到main.c进入C函数。

　　图2给出目标开发板QQ2440V3的Flash存储器空间分配图。系统上电后，先执行第一阶段代码，进行相应的初始化后，将Blob第二阶段代码复制到SDRAM地址bloc_abs_base，然后跳转到第二阶段开始执行。图3给出了SDRAM布局。在第二阶段中，从汇编跳转到C语言编写的Main()函数，将继续对外围的硬件初始化(串口，USB等)，从Flash中将Kernel，ramdisk分别加载到SDRAM的Kernel区域和ramdisk区域，根据用户选择，进入命令行模块或启动Kernel。

　　由于Flash的存储空间有限，所以存放在Flash中的Linux内核是经过压缩的。Blob将压缩的Linux内核加载到SDRAM地址0x30008000。如果选择启动Linux，那么压缩的Linux内核将自解压到0x30008000，然后跳转到Linux Kernel首地址，启动Linux。由图3可见，Blob_base和blob_abs_base两部分。blob_abs_base是Blob将自身的第二阶段代码复制到SDRAM所在的区域，而blob_base则是从Blob进行自升级或调试的区域。

4 SC32440A上Blob的移植过程

　　blob-2.0.5-pre2版本的移植工作是在微处理器S3C2440A和对应的系统板QQ2440V3的基础上执行的。表1给出了系统板硬件资源配置。

4.1建立交叉编绎环境

　　首先在宿主机(一般为PC)上安装标准Linux操作系统，然后安装交叉编译工具链即可建立编译环境。这里的主机端(PC)开发平台选用Linux操作系统，使用的交叉编译工具为arm-linux-gcc-2.95.3。

4.2移植操作内容

　　根据Blob的文件结构加入移植所需的相关文件、宏定义及变量。在configure.in加入目标板的定义；在acconfig.h加入目标板定义，例如：添加／*Define for s3c24-40A*／#undefs3c2440A。类似的在include／blob／arch.h中添加目标板头文件s3c2440A.h，并把加人的目标板头文件复制到blob／arch目录下，同时添加目标板相关头文件到Makefile.am；在utils／build／build_all和utils／build／build_Makefile中把目标板s3c2440A赋值给变量"arch"，并在src／blob／Makefile.am文件中，把与目标板相关的源文件s3c2440.c添加到变量EXTRA_blob_rest_elf32_SOURCES中。最后一步就是把目标板源文件s3c2440.c,memsetup-s3c2440.s,nandflash.c复制到src／bolb目录下，在include／blob／linux.h中加入结构体系号。

　　Blob启动汇编文件的修改。修改Blob启动文件start.s，包括关看门狗Watchdog(上电后，Watchdog默认是打开的)；禁止所有中断；初始化系统时钟；配置PLLCON寄存器，以决定系统的主频；禁止MMU；禁止CACHE；初始化SDRAM刷新速率，修改memsetup，并初始化存储器空间等。

　　注意：在BLOB源代码中有处BUG，将src／blob／lib／command.c中GetCommand()函数的else if(c==／b)修改为else if(c==0x7f)，支持Backspace功能。

5 Blob编译与测试

5.1 Blob编译

　　完成初级移植工作后完成可运行配置命令.／configure--with-board=S3C2440--with-linux-prefix=／home／2440blob-en-able-xmodem-enable-md5-with-commands=used进行相关配置。最后，执行make，即完成编译。

5.2 Blob测试结果

　　系统采用NAND Flash启动，在运行编译好的Blob之前必须通过JATG口把blob／src／blob目录下编译生成好的Blob映像文件和linux zImage，ramdisk映像文件烧录到NANDFlash中，如果在前述的工作中没有问题，板子上电就可以从串口看到欢迎信息。加载Linux内核和文件系统后，等待几秒，如果没有操作，将启动操作系统，否则出现提示符，以下是help命令测试结果。

6结语

　　研究了Blob在S3C2440上的移植方法及过程，对于其工作原理及所移植开发板的硬件资源配置是Bootloader移植工作成功与否的关键。目前移植好的Blob已经能稳定地在开发板上运行，实现了串口与PC通信、查看、修改内存、引导Linux操作系统等功能，为后续开发奠定了良好基础。

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