minis3c2440嵌入式开发板之uboot详解

2019-07-13 04:56发布

Bootloader/u-boot的启动模式  对于计算机系统来说,从计算机开机上电的到操作系统的启动需要一个引导过程。嵌入式Linux同样也需要一个引导的过程,及引导程序就叫做BootloaderBootloader是在操作系统启动之前执行的一小段程序,通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射表,从而建立适当系统软硬件环境,为最终调用操作系统内核做好准备。  对于嵌入式系统,Bootloader是基于特定平台来实现的,因此几乎不可能为所有的计算机操作系统建立一个通用的Bootloader,不同的处理器架构都有不同的BootloaderBootloader不但依赖于CPU的体系结构,而且依赖于嵌入式系统板级的设备的配置。对于两块不同的嵌入式开发板,即使他们使用同一种处理器,要想让运行于一块板子上的Bootloader运行在另一块板子上,一般都需要修改Bootloader源程序。  反过来大多数的Bootloader都具有很多的共性,某些Bootloader也能够支持多种体系结构的嵌入式系统。例如:u-boot就同时支持PowerpcARmMIPSX86等等的体系结构,支持的板子有上百种,通常他们都能够自动从存储介质上启动,都能够引导操作系统启动,并且大部分都可以支持串口和网口的操作。  系统加电或者复位后,cpu通常都会从某个地址开始执行,这是由处理器决定的,对于ARM处理器而言会从0x00000000取第一条指令,嵌入式系统的开发板都要把ROMFLASH映射到这个地址上,因此必须将Bootloader的程序存储在相应的FLASH位置,这样系统加电后就会首先执行它。
u-boot的启动一般流程: 第一阶段:依赖cpu初始化外围硬件代码,通常用汇编代码实现 1、设置cpu的工作模式; 2、关中断,以防止意外发生; /************************************************* * set the cpu to SVC32 mode,设置cpu工作模式为11010011 *  后五位表示cpu的工作模式设置为”管理”,并且关闭中断 *  110则表示IRQ(普通中断)FIQ(快速中断)都为禁止 **************************************************/ mrs     r0,cpsr//读取cpsr中的数据到r0     bic r0,r0,#0x1f//将寄存器r0的值和0x1f的反码安位与之后将结果存储在r0中相当于清零     orr r0,r0,#0xd3//将寄存器r0的值和0xd3安位或之后将结果保存在r0寄存器之中,关闭中断     msr     cpsr,r0//cpsr中的数值写到r0寄存器中 3、关闭看门狗,避免系统重启; #ifdefined(CONFIG_S3C2400)||defined(CONFIG_S3C2410)||defined(CONFIG_S3C2440)     /* turn off the watchdog,关闭开门狗*/ # if defined(CONFIG_S3C2400) #  define pWTCON           0x15300000 #  define INTMSK       0x14400008  /* Interupt-Controller base addresses */ #  define CLKDIVN    0x14800014  /* clock divisor register */ #else #  define pWTCON           0x53000000 #  define INTMSK       0x4A000008  /* Interupt-Controller base addresses */ #  define INTSUBMSK     0x4A00001C #  define CLKDIVN    0x4C000014  /* clock divisor register */ # endif 4、设置back初始化,设置cpu的工作频率; #if defined(CONFIG_S3C2440) /*FCLK HCLK PCLK = 1: 4: 8*/      ldr  r0, =CLKDIVN    mov  r1,#5    str  r1,[r0]      mrc p15,0,r1,c1,c0,0    orr r1, r1,#0xc0000000    mcr p15,0,r1,c1,c0,0      mov r1,#CLK_CTL_BASE    mov r2,#MDIV_405    add r2,r2,#PSDIV_405    str r2,[r1,#0x4] #else       /* FCLK:HCLK:PCLK = 1:2:4 */     /* default FCLK is 120 MHz ! */     ldr r0, =CLKDIVN     mov    r1, #3     str r1, [r0] #endif     /* CONFIG_S3C2400 || CONFIG_S3C2410 * 5、从FLASH拷贝到RAM #ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT relocate:                   /* relocate U-Boot to RAM      */     adr r0, _start        /* r0 <- current position of code   *///adr是读取地址的伪指令,表示将_start标示的运行地址给r0     ldr r1, _TEXT_BASE          /* test if we run from flash or RAM *///表示将_TEXT_BASE指向的地址中的数据拷贝到r1     cmp     r0, r1                  /* don't reloc during debug         *///比较是否相同     beq     stack_setup     //相同跳转出去   /*****************不同则执行以下代码***********************/     ldr r2, _armboot_start       //start起始地址,包含RO代码段+RW 数据段+ZI全局变量     ldr r3, _bss_start          //全局变量的地址          sub      r2, r3, r2        /* r2 <- size of armboot            *///相减之后得到的是代码段+数据段的总大小     add     r2, r0 r2,        /* r2 <- source end address         *///r0是要烧录的内容,表示的是烧录的代码段+数据段的结束地址   copy_loop:     ldmia  r0!, {r3-r10}        /* copy from source address [r0]    *///ldmia批量的拷贝,向后拷贝32位到r3-r10(r0中的数据读出到r3-r10的,r0自动加一)     stmia   r1!, {r3-r10}        /* copy to target address [r1] *///stmia批量的存储到r1上也就是目标运行的地址上(r3-r10中的数据保存到r1指向的地址上,r1自动加一)     cmp    r0, r2              /* until source end addreee [r2]    *///r0烧录的起始地址,r2烧录的结束地址,相等则说明拷贝完成     ble copy_loop #endif     /* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */ 6、设置建立堆栈; 7、执行内存地址上的程序,该工作可以使ldr  pc来完成;
start.su-boot启动所执行的第一个文件,它说做的是设置系统堆栈和cpu的工作方式,为进入c程序奠定基础。 第二阶段:用c语言完成,以实现更复杂的命令 1、          调用系统一系列的初始化函数; 2、          初始化Flash设备; 3、          初始化系统内存分配函数; 4、          如果目标系统有NAND设备,则初始化NAND设备; 5、          如果系统拥有显示设备,则初始化该类设备; 6、          初始化相关网络设备,填写IPMAC地址等; 7、          进去命令循环(即整个boot的工作循环),接收用户从串口输入的相关命令,然后进行相应的工作;