嵌入式linux編程入門與開發(fā)實例-第3章(編輯修改稿)
2025-06-17 06:45 本頁面
【文章內容簡介】 1 K BF l a s h 地 址 空 間堆 棧 指 針 s p : s t a g e 2 _ 2 e n d 4S t a g e 2 _ s t a r t0 x 0 0 0 1 , 0 0 0 0 ( 6 4 K B )0 x 0 0 0 0 , 0 4 0 0 ( 1 K B )0 x 0 0 0 0 , 0 0 0 0? ? ? ? ? ? 圖 32 Bootloader 的 stage2 可執(zhí)行映象剛被拷貝到 RAM 空間時 的系統(tǒng)內存布局 （ 5） 跳轉到 stage2 的 C 入口點 。 在上述一切都就緒后 ， 就可以跳轉到 Bootloader 的 stage2 去執(zhí)行了 。 比如 ， 在 ARM 系統(tǒng)中 ， 可以通過修改 PC 寄存器為合適的地址來實現(xiàn) 。 stage2 通常包括以下步驟 （ 按執(zhí)行的先后順序 ） ： （ 1） 初始化本階段要使用到的硬件設備 。 通常包括：初始化至少一個串口 ， 以便和終端用戶進行 I/O 輸出信息；初始化計時器等 。 在初始化這些設備之前 ， 也可以重新把 LED 燈點亮 ，以表明已經進入 main()函數(shù)執(zhí)行 。 設備初始化完成后 ， 可以輸出一些打印信息 ， 程序名字字符串、 版本號等 。 （ 2）檢測系統(tǒng)內存映射（ memory map）。 所謂內存映射就是指在整個 4GB 物理地址空間中有哪些地址范圍被分配用來尋址系統(tǒng)的 RAM 單元 。 （ 3）將 kernel 映像和根文件系統(tǒng)映像從 Flash 上讀到 RAM 空間中。 首先規(guī)劃內存占用的布局，這里包括兩個方面：內核映像所占用的內存范圍；根文件系統(tǒng)所占用的內存范圍。在規(guī)劃內存占用的布局時，主要考慮基地址和映像的大小兩個方面。 對于內核映像，一般將其拷貝到從基地址開始的大約 1MB大小的內存范圍內。 （ 4）為內核設置啟動參數(shù)。 在將內核映像和根文件系統(tǒng)映像拷貝到 RAM空間中后，就可以準備啟動 Linux 內核了。但是在調用內核之前，應該作一步準備工作，即設置 Linux 內核的啟動參數(shù)。 （ 5）調用內核。 Bootloader 調用 Linux 內核的方法是直接跳轉到內核的第一條指令處 ， 也即直接跳轉到 MEM_START＋ 0x8000 地址處 。 在跳轉時 ， 下列條件要滿足： ? CPU 寄存器的設置： R0＝ 0； R1＝機器類型 ID；關于 Machine Type Number， 可以參見 linux/arch/arm/tools/machtypes； R2＝啟動參數(shù)標記列表在 RAM 中起始基地址 。 ? CPU 模式：必須禁止中斷 （ IRQs和 FIQs） ；CPU 必須 SVC 模式 。 ? Cache 和 MMU 的設置： MMU 必須關閉；指令 Cache 可以打開也可以關閉；數(shù)據(jù) Cache 必須關閉 。 Bootloader的系統(tǒng)啟動方案流程如圖 33所示。 設 置 異 常 向 量表啟 動 內 核復 制 內 核 鏡 像到 S D R A M進 入 啟 動 加 載模 式進 入 C 代 碼 區(qū)設 置 中 斷 處 程序 入 口初 始 化 堆 棧復 制 R O / R W 段初 始 化復 制 F l a s h 代 碼到 內 存 的 重 映射S D R A M 初 始化 、 內 存 映 射設 置 系 統(tǒng) 時 鐘和 總 線禁 止 中 斷F l a s h中 運行 程序S D R A M中 運 行 程 序匯 編 代 碼 區(qū) C 代 碼 區(qū)圖 33 Bootloader系統(tǒng)啟動方案流圖 UBoot 分析與移植 UBoot （ Universal Bootloader） ， 即通用 Bootloader， 是遵循 GPL條款的開放源碼項目 。 從 FADSROM、 8xxROM、PPCBOOT逐步發(fā)展演化而來 。 其前身是由德國 DENX 軟件工程中心的Wolfgang Denk基于 8xxROM的源碼創(chuàng)建的 PPCBOOT工程 。 UBoot不僅僅支持嵌入式 Linux系統(tǒng)的引導 ， 當前 ， 它還支持 NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS嵌入式操作系統(tǒng) 。 其目前要支持的目標操作系統(tǒng)是OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, Linux, SVR4, Esix, Solaris, Irix, SCO, Dell, NCR, VxWorks, LynxOS, pSOS, QNX, RTEMS, ARTOS。 UBoot有如下特性： ? 開放源碼 ,支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內核，如 Linux、 NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS； ? 支持多個處理器系列，如 PowerPC、ARM、 x8 MIPS、 XScale。 ? 較高的可靠性和穩(wěn)定性 。 ? 高度靈活的功能設置，適合 UBoot調試、操作系統(tǒng)不同引導要求、產品發(fā)布等； ? 豐富的設備驅動源碼，如串口、以太網(wǎng)、SDRAM、 FLASH、 LCD、 NVRAM、EEPROM、 RTC、鍵盤等； ? 較為豐富的開發(fā)調試文檔與強大的網(wǎng)絡技術支持； ? 支持 NFS掛載、 RAMDISK（壓縮或非壓縮）形式的根文件系統(tǒng)； ? 支持 NFS掛載、從 Flash中引導壓縮或非壓縮系統(tǒng)內核； ? 可靈活設置、傳遞多個關鍵參數(shù)給操作系統(tǒng)，適合系統(tǒng)在不同開發(fā)階段的調試要求與產品發(fā)布，尤其對Linux支持最強； ? 支持目標板環(huán)境變量多種存儲方式，如 Flash、NVRAM、 EEPROM； ? CRC32校驗，可校驗 Flash中內核、 RAMDISK鏡像文件是否完好。 ? 上電自檢功能： SDRAM、 Flash大小自動檢測，SDRAM故障檢測， CPU型號。 ? 特殊功能： XIP內核引導。 UBoot源碼結構： 從網(wǎng)站上下載得到 UBoot源碼包，例如： UBoot，解壓就可以得到全部 UBoot源程序。在頂層目錄下有 26個子目錄，分
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