1、.：.；3.3 基于S3C2410開發板的BootLoader實現本節將以實例講述基于S3C2410開發板的BootLoader的詳細實現，主要分兩個方面進展引見，一是引見基于U-Boot的移植，二是引見DIY方式開發BootLoader。要移植或開發BootLoader首先要清楚詳細的硬件系統，在這里就是要了解我們運用的目的板S3C2410開發板。3.3.1 S3C2410開發板引見本書中所設計的開發板相關的實例都是基于S3C2410開發板設計和測試的。S3C2410開發板是非常通用的一款ARM 9開發板，讀者運用任何類型的ARM 9開發板都能參考書中的實例。S3C2410開發板的根本配置如

2、下： CPU采用三星的S3C2410 ARM920T，主頻203MHz。集成有SDRAM內存控制器、NAND Flash控制器、SD卡控制器、USB Host和USB Device控制器、LCD控制器、IIC總線控制器、IIS控制器、SPI接口等多種接口。 存儲器64MB的SDRAM；64MB的NAND Flash注1。* 以太網控制器10MB網口、CS8900Q3、帶聯接和傳輸指示燈。 串行接口系統提供兩個串行收發DB9母口銜接器，上面分別表示COM0、COM1。 USB Host接口兩個USB1.1HOST接口；一個USB 1.1Device接口。 存儲接口一個SD卡接口；一個十針的AD接

3、口；一個IDE接口。 LCD和觸摸屏接口 一個50芯LCD接口引出了LCD控制器和觸摸屏的全部信號。提供TFT真彩LCD的接口，LCD模塊不需求外接電源等，插入該接口直接可以運用。接口另外還帶觸摸屏的接口。 調試及下載接口20針Multi-ICE規范JTAG接口，支持SDT2.51和ADS1.2調試。 音頻接口采用IIS接口芯片UDA1341，一路立體聲音頻輸出接口可接耳機或音箱；支持錄音，開發板自帶主機體話筒可直接錄音，另有一路話筒輸入接口可接麥克風。 電源接口5V電源供電，帶電源開關和指示燈。 操作系統支持Linux 2.4或以上系統，支持Windows CE。開發板上包括1片64M8位數

4、據寬度的NAND FlashK9F1208和2片16M16位數據寬度的SDRAM，地址范圍為 0 x300000000 x34000000。S3C2410將系統的存儲空間分為8組Bank，每組大小為128MB，共1GB。Bank0到Bank5之間的開場地址是固定的，用于ROM 或SRAM；Bank6和Bank7用于ROM、SRAM或SDRAM，這兩個組是可編程且大小一樣的。S3C2410具有3種啟動方式，經過OM1:0管腳進展選擇。 OM1:0 = 00時，處置器經過NAND Flash啟動； OM1:0 = 01時，處置器經過16位寬的ROM啟動； OM1:0 = 10時，處置器經過32位寬

5、的ROM啟動。由于NAND Flash有容量大，比Nor Flash廉價等優勢，所以經常選擇NAND Flash啟動。當從Nor Flash啟動時，要把Flash芯片的首地址映射到0 x00000000位置，系統啟動后，啟動程序本身把本人從Flash搬運到RAM中去。當從NAND Flash啟動時，S3C2410會自動把NAND Flash的前4KB數據搬到本人內部的RAM中去，并把內部RAM的首地址設為0 x00000000，CPU從0 x00000000地址開場運轉。本章選擇的實現啟動方式就是經過NAND Flash啟動。如圖3.1所示為經過Nor Flash啟動和NAND Flash啟動

6、兩種方式存儲空間的分配，圖a是nGCS0片選 的Nor Flash啟動方式存儲分配圖；圖b是NAND Flash啟動方式的存儲分配圖。其中SFR為Special Function Register的縮寫，即特殊功能存放器。3.3.2 U-Boot分析與移植本節以運用非常廣泛的U-Boot為例講述基于S3C2410開發板的BootLoader分析與移植。解壓u-boot-1.1.6.tar.bz2包，查看其目錄構造如下所示：# tree L 1 -d.|- board|- common|- cpu|- disk|- doc|- drivers|- dtt|- examples|- fs|- in

7、clude|- lib_arm|- lib_avr32|- lib_blackfin|- lib_generic|- lib_i386|- lib_m68k|- lib_microblaze|- lib_mips|- lib_nios|- lib_nios2|- lib_ppc|- nand_spl|- net|- post|- rtc- tools26 directories(a) (b)圖3.1 兩種啟動方式內存映射的比較(a) Not using NAND Flash for booting ROM; (b) Using NAND Flash for booting ROM大多數Boot

8、Loader都包含“啟動加載方式和“下載方式，U-Boot作為一款強大的Boot- Loader也支持這兩種任務方式，并且允許用戶在這兩種方式之間切換。同時U-Boot也分為Stage1和Stage2兩個階段，其中依賴于CPU體系構造的代碼通常都放在Stage1里，并且通常用匯編言語實現；Stage2通常用C言語實現，可以實現更復雜的功能，并且有更好的移植性和可讀性。1U-Boot Stage1分析U-Boot的Stage1通常是在start.S文件中實現的，并且都是用匯編言語編寫的。一個可執行性image文件必需有一個入口點，并且只能有一個全局入口點，通常這個入口點的地址放在ROMFlash

9、0 x0位置，因此必需使編譯器知道這個入口地址，該過程通常經過修正銜接器的腳本文件來完成。由于S3C2410開發板與smdk2410開發板的配置接近，所以此處參考smdk2410的U-Boot實現程序。翻開board/smdk2410/ u-boot.lds文件，該腳本文件的內容如下所示：OUTPUT_FORMAT(elf32-littlearm, elf32-littlearm, elf32-littlearm)OUTPUT_ARCH(arm)ENTRY(_start)SECTIONS . = 0 x00000000; . = ALIGN(4); .text : cpu/arm920t/st

10、art.o (.text) *(.text) . = ALIGN(4); .rodata : *(.rodata) . = ALIGN(4); .data : *(.data) . = ALIGN(4); .got : *(.got) . = .; _u_boot_cmd_start = .; .u_boot_cmd : *(.u_boot_cmd) _u_boot_cmd_end = .; . = ALIGN(4); _bss_start = .; .bss : *(.bss) _end = .;其中，ENTRY(_start)在cpu/arm920t/start.S文件定義了入口點，入口地

11、址為0 x00000000。在cpu/arm920t/config.mk文件中定義了代碼區基地址TEXT_BASE = 0 x33F80000。接下來分析U-Boot的Stage1的中心文件start.S。1設置異常向量表ARM處置器普通包括復位、未定義指令、SWI、預取終止、數據終止、IRQ、FIQ等異常，關于ARM處置器這些異常在后面會有專門的引見，其中U-Boot中關于異常向量的定義如下，當發生異常時執行cpu/arm920t/ interrupts.c文件。.globl _start_start: b reset ldr pc, _undefined_instruction ldr p

12、c, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq ldr pc, _fiq2設置CPU方式為SVC方式Reset即復位，在系統中經常會用到，該操作是異常處置的第一個操作，其主要目的是設置CPU方式為SVC方式。在此有必要引見一下ARM處置器的7種任務方式。 用戶方式usr ARM處置器正常的程序執行形狀； 快速中斷方式fiq 用于高速數據傳輸或通道處置； 外部中斷方式irq 用于通用的中斷處置； 管理方式svc 操作系統運用的維護方式； 數據訪問終止

13、方式abt 當數據或指令預取終止時進入該方式，可用于虛擬存儲及存儲維護； 系統方式sys 運轉具有特權的操作系統義務； 未定義指令中止方式und 當未定義的指令執行時進入該方式，可用于支持協處置器的軟件仿真。ARM微處置器共有37個32位存放器，其中31個為通用存放器，6個為形狀存放器。但是這些存放器不能被同時訪問，詳細哪些存放器是可編程訪問的，取決于微處置器的任務形狀及詳細的運轉方式。但在任何時候，通用存放器R0R14、程序計數器PC、一個或兩個形狀存放器都是可訪問的。通用存放器包括R0R15，可以分為3類。 未分組存放器R0R7 在一切的運轉方式下，未分組存放器都指向同一個物理存放器，它們

14、未被系統用作特殊的用途。因此，在中斷或異常處置進展運轉方式轉換時，由于不同處置器的運轉方式均運用一樣的物理存放器，能夠會呵斥存放器中數據的破壞，這一點在進展程序設計時應引起留意。 分組存放器R8R14 對于分組存放器，它們每一次所訪問的物理存放器與處置器當前的運轉方式有關。對于R8R12來說，每個存放器對應兩個不同的物理存放器，當運用fiq方式時，訪問存放器R8_fiqR12_fiq；當運用除fiq方式以外的其他方式時，訪問存放器R8_usrR12_usr。對于R13、R14來說，每個存放器對應6個不同的物理存放器，其中的一個是用戶方式與系統方式共用，另外5個物理存放器對應于其他5種不同的運轉

15、方式。 程序計數器PC(R15) 在ARM形狀下，位1:0為0，位31:2用于保管PC；在Thumb形狀下，位0為0，位31:1用于保管PC。雖然可以用作通用存放器，但是有一些指令在運用R15時有一些特殊限制，假設不留意，執行的結果將是不可預料的。在ARM形狀下，PC的0和1位是0，在Thumb形狀下，PC的0位是0。留意，Thumb形狀下的存放器集是ARM形狀下存放器集的一個子集，程序可以直接訪問8個通用存放器R7R0、程序計數器PC、堆棧指針SP、銜接存放器LR和CPSR。同時，在每一種特權方式下都有一組SP、LR和SPSR。設置CPU方式為SVC方式操作的詳細實現代碼如下，其中CPSR是

16、Current Program Status Register的縮寫，即當前程序形狀存放器，存放器 R16 用作CPSR，CPSR可在任何運轉方式下被訪問，它包括條件標志位、中斷制止位、當前處置器方式標志位，以及其他一些相關的控制和形狀位。每一種運轉方式下又都有一個公用的物理形狀存放器，稱為SPSR是Saved Program Status Register的縮寫，即備份程序形狀存放器，當異常發生時，SPSR用于保管CPSR的當前值，從異常退出時那么可由SPSR來恢復CPSR。與CPU相關的存放器設置需求參考S3C2410的用戶手冊來實現。mrs r0,cpsrbic r0,r0,#0 x1forr r0,r0,#0 xd3msr cpsr,r03封鎖看門狗看門狗即watchdog timer，是一個定時器電路，普通有一個輸入叫喂狗，一個輸出到MCUMicro Controller Unit，多點控制單元的RST端復位端。MCU正常任務的時候，每隔一段時間輸出一個信號到喂狗端，給 WDTwatchdog timer的簡寫清零，假設超越規定的時間不喂狗，普通在程序跑飛時WDT 定時超越，就會給出一個復位信號到MCU，然后MCU復位