Blob在S3C2440A上的移植

1引言

　　Bootloader是在操作系統(tǒng)運(yùn)行之前執(zhí)行的一段程序。通過這段小程序，初始化硬件設(shè)備，建立內(nèi)存空間的映射表，設(shè)置適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)軟硬件環(huán)境，為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核做準(zhǔn)備。目前流行的可以引導(dǎo)加載Linux的Bootloader包括：支持x86體系結(jié)構(gòu)的LILO，GRUB，ROLO，Loadlin，Etherboot,LinuxBIOS；支持ARM體系結(jié)構(gòu)的Compaq的bootldr，Blob，U-Boot，vivi，RedBoot；支持MIPS體系結(jié)構(gòu)的PMON和支持m68K體系結(jié)構(gòu)的sir-boot。相對于上述Bootloader，Blob具有代碼量小，文件結(jié)構(gòu)清楚等優(yōu)勢，更易于在具有ARM核的器件上移植。

2 Blob簡介

　　Blob是Boot Loader Object的縮寫，是一款功能強(qiáng)大的Bootloader。它遵循GPL，源代碼完全開放，既可用來進(jìn)行簡單調(diào)試，也可啟動(dòng)Linux Kernel。最初的Blob是Jan-DerkBakker和Erik Mouw為一塊名為LART(Linux Advanced Radio Terminal)的板子寫的，該板使用的處理器是StrongARMSA-1100。Blob的主要特征是引導(dǎo)嵌入式Linux功能即把Kernel、根文件系統(tǒng)等從Flash中調(diào)入SDRAM執(zhí)行；存儲(chǔ)操作功能。即支持內(nèi)存查看、修改、比較；設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能。即支持串口，F(xiàn)lash、外部SDRAM等驅(qū)動(dòng)；命令交互功能?？稍诿钚邢略诰€更新Blob,Kemel和ramdisk。

3 Blob的運(yùn)行過程分析

　　圖1給出Blob的啟動(dòng)示意圖。定義Blob編譯后的最大代碼為64 KB，并且這64 KB分為兩個(gè)階段來執(zhí)行。第一階段的代碼在start.s中定義，大小為1 KB，包括從系統(tǒng)上電后在0x00000000地址開始執(zhí)行的部分。這部分代碼包括對S3C2440A的一些寄存器的初始化和將Blob第二階段代碼從Flash拷貝到SDRAM中。除去第一階段的1 KB代碼，剩下的部分都是第二階段的代碼。第二階段的起始文件為trampoline.s，被復(fù)制到SDRAM后，就從第一階段跳到這個(gè)文件開始執(zhí)行剩余部分代碼。第二階段的代碼最大為63 KB，trampoline詞義為"蹦床"，所以在該程序中進(jìn)行一些BSS段設(shè)置和堆棧的初始化等工作后，最后跳轉(zhuǎn)到main.c進(jìn)入C函數(shù)。

　　圖2給出目標(biāo)開發(fā)板QQ2440V3的Flash存儲(chǔ)器空間分配圖。系統(tǒng)上電后，先執(zhí)行第一階段代碼，進(jìn)行相應(yīng)的初始化后，將Blob第二階段代碼復(fù)制到SDRAM地址bloc_abs_base，然后跳轉(zhuǎn)到第二階段開始執(zhí)行。圖3給出了SDRAM布局。在第二階段中，從匯編跳轉(zhuǎn)到C語言編寫的Main()函數(shù)，將繼續(xù)對外圍的硬件初始化(串口，USB等)，從Flash中將Kernel，ramdisk分別加載到SDRAM的Kernel區(qū)域和ramdisk區(qū)域，根據(jù)用戶選擇，進(jìn)入命令行模塊或啟動(dòng)Kernel。

　　由于Flash的存儲(chǔ)空間有限，所以存放在Flash中的Linux內(nèi)核是經(jīng)過壓縮的。Blob將壓縮的Linux內(nèi)核加載到SDRAM地址0x30008000。如果選擇啟動(dòng)Linux，那么壓縮的Linux內(nèi)核將自解壓到0x30008000，然后跳轉(zhuǎn)到Linux Kernel首地址，啟動(dòng)Linux。由圖3可見，Blob_base和blob_abs_base兩部分。blob_abs_base是Blob將自身的第二階段代碼復(fù)制到SDRAM所在的區(qū)域，而blob_base則是從Blob進(jìn)行自升級或調(diào)試的區(qū)域。

4 SC32440A上Blob的移植過程

　　blob-2.0.5-pre2版本的移植工作是在微處理器S3C2440A和對應(yīng)的系統(tǒng)板QQ2440V3的基礎(chǔ)上執(zhí)行的。表1給出了系統(tǒng)板硬件資源配置。

4.1建立交叉編繹環(huán)境

　　首先在宿主機(jī)(一般為PC)上安裝標(biāo)準(zhǔn)Linux操作系統(tǒng)，然后安裝交叉編譯工具鏈即可建立編譯環(huán)境。這里的主機(jī)端(PC)開發(fā)平臺選用Linux操作系統(tǒng)，使用的交叉編譯工具為arm-linux-gcc-2.95.3。

4.2移植操作內(nèi)容

　　根據(jù)Blob的文件結(jié)構(gòu)加入移植所需的相關(guān)文件、宏定義及變量。在configure.in加入目標(biāo)板的定義；在acconfig.h加入目標(biāo)板定義，例如：添加／*Define for s3c24-40A*／#undefs3c2440A。類似的在include／blob／arch.h中添加目標(biāo)板頭文件s3c2440A.h，并把加人的目標(biāo)板頭文件復(fù)制到blob／arch目錄下，同時(shí)添加目標(biāo)板相關(guān)頭文件到Makefile.am；在utils／build／build_all和utils／build／build_Makefile中把目標(biāo)板s3c2440A賦值給變量"arch"，并在src／blob／Makefile.am文件中，把與目標(biāo)板相關(guān)的源文件s3c2440.c添加到變量EXTRA_blob_rest_elf32_SOURCES中。最后一步就是把目標(biāo)板源文件s3c2440.c,memsetup-s3c2440.s,nandflash.c復(fù)制到src／bolb目錄下，在include／blob／linux.h中加入結(jié)構(gòu)體系號。

　　Blob啟動(dòng)匯編文件的修改。修改Blob啟動(dòng)文件start.s，包括關(guān)看門狗Watchdog(上電后，Watchdog默認(rèn)是打開的)；禁止所有中斷；初始化系統(tǒng)時(shí)鐘；配置PLLCON寄存器，以決定系統(tǒng)的主頻；禁止MMU；禁止CACHE；初始化SDRAM刷新速率，修改memsetup，并初始化存儲(chǔ)器空間等。

　　注意：在BLOB源代碼中有處BUG，將src／blob／lib／command.c中GetCommand()函數(shù)的else if(c==／b)修改為else if(c==0x7f)，支持Backspace功能。

5 Blob編譯與測試

5.1 Blob編譯

　　完成初級移植工作后完成可運(yùn)行配置命令.／configure--with-board=S3C2440--with-linux-prefix=／home／2440blob-en-able-xmodem-enable-md5-with-commands=used進(jìn)行相關(guān)配置。最后，執(zhí)行make，即完成編譯。

5.2 Blob測試結(jié)果

　　系統(tǒng)采用NAND Flash啟動(dòng)，在運(yùn)行編譯好的Blob之前必須通過JATG口把blob／src／blob目錄下編譯生成好的Blob映像文件和linux zImage，ramdisk映像文件燒錄到NANDFlash中，如果在前述的工作中沒有問題，板子上電就可以從串口看到歡迎信息。加載Linux內(nèi)核和文件系統(tǒng)后，等待幾秒，如果沒有操作，將啟動(dòng)操作系統(tǒng)，否則出現(xiàn)提示符，以下是help命令測試結(jié)果。

6結(jié)語

　　研究了Blob在S3C2440上的移植方法及過程，對于其工作原理及所移植開發(fā)板的硬件資源配置是Bootloader移植工作成功與否的關(guān)鍵。目前移植好的Blob已經(jīng)能穩(wěn)定地在開發(fā)板上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了串口與PC通信、查看、修改內(nèi)存、引導(dǎo)Linux操作系統(tǒng)等功能，為后續(xù)開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。

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