【文章內(nèi)容簡介】 件一樣 [3]。 為之后在開發(fā)板上更方便的進行的燒寫、測試程序，需要安裝、配置、啟動網(wǎng)絡文件系統(tǒng)， 系統(tǒng)下， 執(zhí)行下列命令 可以獲取 nfs 服務 ： sudo aptget update sudo aptget install nfskernelserver portmap vi /etc/exports 加入行 /work/nfs_root *(rw,sync,no_root_squash) sudo /etc/ 安裝交叉編譯工具鏈 交叉編譯工具鏈可以使用 crosstool 制作，網(wǎng)絡上 也可以下載， 這里 使用 廣州友善之臂計算機科技有限公司提供下載的交叉編譯工具鏈 armlinuxgcc ，網(wǎng)址 使用方法如下： $ echo $PATH /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/usr/local/arm/修改 /etc/environment 的內(nèi)容 ，添加工具鏈路徑 /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games: /work/tools/重啟 PC， 執(zhí)行 armlinuxgcc –v 查看當前交叉編譯工具鏈版本信息。 3 系統(tǒng)引導 過 程 6 圖 31 Linux系統(tǒng)引導過程 Figure31 Linux OS guide process 如圖 31 所示， 在 很多 體系結構平臺上，內(nèi)核映像 大 都 進行了 壓縮 以縮小體積 。 Linux 系統(tǒng)啟動過程通常劃分為內(nèi)核引導、內(nèi)核啟動和應用程序啟動 3 個階段 ： 1 引導內(nèi)核 開發(fā)板 上電或復位后，首先執(zhí)行 Bootloader，初始化內(nèi)存等硬件 ，為內(nèi)核的啟動創(chuàng)造合適條件 ，然后把壓縮 格式的 內(nèi)核映像 文件拷貝進 內(nèi)存 特定位置 ， 再 跳轉到內(nèi)核入口 出 執(zhí)行 ， bootloader 生命周期結束，事件處理 完全 由 內(nèi)核 進行 [4]。 2 啟動內(nèi)核 內(nèi)核繼續(xù)執(zhí)行，完成自 動解壓縮 ，跳轉到解壓后的內(nèi)核代碼入口 地址 。 3 啟動應用程序 文件和應用程序 需要 文件系統(tǒng) 來組織、管理和存儲 ，所以 Linux 文件系統(tǒng) 的重要性不言而喻 。在內(nèi)核啟動 完成使 ，須掛接文件系統(tǒng)。從文件系統(tǒng)目錄下找到init 程序，啟動 其 進程。 Bootloader 介紹 UBoot，全稱 Universal Boot Loader，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。其源碼目錄、編譯形式正向著 Linux 內(nèi)核看齊， uboot 中的很多源碼來源于 linux 內(nèi)核源碼樹，如設備驅動等 [5]。 Uboot 編譯 頂 層 目錄 的 Makefile 負責 UBoot 整 體 配置 編譯 。 在執(zhí) 行 make linux 內(nèi)核bootloader文件系統(tǒng)應用程序目標板硬件初始化 ， 解壓內(nèi)核映像 ， 再跳轉到內(nèi)核映像入口內(nèi)核的初始化 ， 初始化設備驅動 ， 掛接根文件系統(tǒng)執(zhí)行用戶空間的 i n i t 程序 ， 完成系統(tǒng)初始化 、 啟動相關服務和管理用戶登錄等工作 7 smdk2410_defconfig 命令時，執(zhí)行 Makefile 里面命令： %config: scripts_basic outputmakefile FORCE $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@ 然后通過 依賴 1(scripts_basic)最終將 configs/smdk2410_defconfig 文件內(nèi)容讀出，生成 arch、 cpu、 board、 soc 的值， Makefile 里面會調用他們來執(zhí)行命令，然后根據(jù)這些信息確定平臺相關目錄 和配置文件 ： board/smdk2410/ cpu/arm920t/ cpu/arm920t/s3c24x0/ lib_arm/ include/asmarm/ include/configs/ 移植 uboot 最新版本的 UBoot 可以從 DENX 官方網(wǎng)站 獲取，本次設計采用的 UBoot 版本號為 。 如果 UBoot 已經(jīng)支持一塊 硬件 相似的 開發(fā) 板，移植的過程將 變得 簡單 [6]。移植 UBoot 工作就是添加開發(fā)板硬件相關的文件、配置選項，然后配置編譯。開始移植之前，需要先分析一下 UBoot 已經(jīng)支持的開發(fā)板，比較出硬件配置最接近的開發(fā)板。選擇的原則是，首先處理器相同，其次處理器體系結構相同，然后是以太網(wǎng)接口等外圍接口。還要驗證一下這個參考開發(fā)板的 UBoot，至少能夠配置編譯通過。 8 圖 32 程序流程 Figure32 program flow chart 分析 (arch/arm/cpu)可得 程序 流程如圖 所示，過程如下： 初始化硬件： 關看門狗、設置時鐘、設置 SDRAM、初始化 NAND FLASH。 設置 棧 ， 調用 c 函數(shù) 執(zhí)行 第一次 初始化， 主要對內(nèi)存進行劃分。 NOR FLASH、 NAND FLASH 不能 像 內(nèi)存一樣直接 進行 數(shù)據(jù)的讀或寫 （ NOR 可以像 內(nèi)存一樣讀）， 從而會增加代碼 執(zhí)行 所需 時間 [7]， 因此 需要 把 uboot映像 文件 從 FLASH (NAND 或 NOR)拷貝 到 SDRAM。 設置要傳給內(nèi)核的參數(shù) （內(nèi)存分配信息等） ， 并打印 。 跳轉執(zhí)行內(nèi)核 ，內(nèi)核啟動 。 移植 UBoot 的基本步驟 （ 1） 為開發(fā)板添加新的配置選項，使用已有的配置項為例。 開始硬件初始化（ 時鐘 、 內(nèi)存 ）設置棧 、 第一次板初始化第二次板初始化 、 啟動內(nèi)核lowlevel _ init重定位代碼board _ init _ f _ memboard _ init _ f init _ sequence _ finit _ sequence _ rboard _ init _ r調用內(nèi)核啟動調用 9 gedit ./configs/smdk2440_defconfig： CONFIG_ARM=y CONFIG_TARGET_SMDK2440=y CONFIG_SYS_PROMPT=SMDK2440 gedit arch/arm/Kconfig +91： config TARGET_SMDK2440 bool Support smdk2440 select CPU_ARM920T （ 2）創(chuàng)建新開發(fā)板 目錄，存放 相關的代碼，添加文件。 cp –r board/samsung/smdk2410 board/samsung/smdk2440 gedit board/samsung/smdk2440/Kconfig： if TARGET_SMDK2440 config SYS_BOARD default smdk2440 config SYS_VENDOR default samsung config SYS_SOC default s3c24x0 config SYS_CONFIG_NAME default smdk2440 endif （ 3）為開發(fā)板添加新的配置文件 。 cp include/configs/ include/configs/ 如果是為一顆新的 CPU 移植，還要創(chuàng)建一個新的目錄存放 CPU 相關的代碼。 （ 4）配置開發(fā)板 。 make smdk2440_defconfig （ 5）編譯 UBoot。 修改 Makefile，指定交叉編譯工具鏈： CROSS_COMPILE = armlinux 執(zhí)行 make 命令， 生成 映像文件。 （ 6）添加驅動 及 功能選項 。 在能夠編譯通過的基礎上，還要實現(xiàn) UBoot 的以太網(wǎng)接口、 Flash 擦寫等功能。jz2440 開發(fā)板的網(wǎng) 卡 驅動和 為 dm9000c， uboot 源碼包含了 dm9000 驅動程序，可以直接使用 [8]。 dm9000 驅動程序 相關文件路徑如下： (drivers\) (include) 10 (drivers\) 對于 Flash，多數(shù)開發(fā)板大小、型號 存在差異，還需 移植 Flash 的驅動。 （ 7）調試 UBoot， 使得 能夠正常啟動 開發(fā)板 。調試的過程 往往最艱難，出現(xiàn)問題時 需要 調試（工具如 eclipse、 gdb、 Jtag[9]、 Openjtag、 OpenOcd，方法如點燈法、串口打印法、定義 DEBUG 宏等） ，并且有些問題可能困擾很長時間。 圖 33 SDRAM 內(nèi)存分布 Figure33 SDRAM memory division NAND FLASH 和 NOR FLASH 啟動 對于 jz2440 開發(fā)板， 使用 64MByte 的 SDRAM，其 虛擬 映射 的 地址是0x30000000 ~ 0x34000000， 為更好的實現(xiàn) NAND FLASH 啟動兼顧減小 uboot 映像文件大小，不使用位置無關碼（用于代碼實現(xiàn)位置無關重定位），手動指定代碼重定位目的地址為 0x33f00000（ 到內(nèi)存頂部間的空間大小為 1MByte） ， 其內(nèi)存劃分如圖 33[10]。 SDRAM 內(nèi)存分布mon _ lenT O T A L _ M A L L O C _ L E N34000000s i z eo f ( bd _ t )s i z eo f ( gd _ t )16gd r e l o c a d d r 33 f 00000gd bdgd n ew _ gdgd s t a r t _ a d d r _ sp3000000030000 f 5040s i z eo f ( g l o b a l _ d a t a )gd memcopy 11 出于成本考慮， uboot 代碼通常存放于 NAND FLASH 或 NOR FLASH，這兩種存儲芯片特性不同。當從 NAND FLASH 啟動的時候，對于 S3C2440， CPU會自動拷貝 NAND FLASH 的前面 4Kbyte 大小的內(nèi)容到 SRAM，然后從 SRAM的 0 地址執(zhí)行，如果重定位結束時的地址范圍不超過 SRAM 的大小時，就可以通過執(zhí)行 SRAM 里面的拷貝函數(shù)來把 NAND FLASH 里面的整個 uboot 拷貝到64Mbyte 大小的 RAM 里面，再跳轉到 RAM 執(zhí)行代碼，這樣就可以實現(xiàn)從 NAND FLASH 上啟動 uboot。從代碼可以看出， 只支持 NOR FLASH 啟動：NAND FLASH 不能用它們進行 如 內(nèi)存一樣的 讀取操作。 NOR Flash 具有 XIP 特點 ，用 戶可以直接運行裝載在 NOR FLASH 里面的代碼，這樣可以減少 或代替SRAM 節(jié)約成本。 NAND Flash 沒有采取內(nèi)存的隨機讀取技術，它的讀取是一次讀取一塊， 目前的 NAND FLASH 通常是一次讀取 2048 個字節(jié)，采用這種技術的 Flash 價格低廉 。用戶不能直接運行 NAND Flash 上的代碼，因此好多使用 NAND Flash 的開發(fā)板除了使用 NAND Flah 以外，還作上了 一塊小的 NOR Flash 來運行啟動代碼。 NOR flash 的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行（ XIP, eXecute In Place），這樣應用程序可以直接在 flash 閃存內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM 中。 NOR 的傳輸效率很高，在 1～ 4MB 圖 34 NAND 啟動過程 Figure34 NAND booting procedure 的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除 速度大大影響了它的性能。 NAND FLASH 不能像內(nèi)存一樣讀，也 不 能像內(nèi)存一樣寫，要實現(xiàn) NAND FLASH 啟動 ，則至少需要在重定位時可以讀取 NAND FLASH 上的 uboot 映像文件到了內(nèi)存， NAND FLASH 的具體操作方式需要參考其芯片手冊 [11]。 jz2440 v2 使用的 NAND FLASH 為三星 的 K9F2G08U0M，其 芯片手冊 P32SDRAMr el o c a t ea d d r4 K4 K0 0ubootNANDS 3 C 2440 自動拷貝前 4 K 到 SRAM 4 K 代碼實現(xiàn)從 NAND 拷貝代碼到 SDRAM 12 讀操作時序圖 說明了其實現(xiàn)讀操作的過程 。 先向 NAND 芯片發(fā) 00h 命令 ， 然后按照一定規(guī)范 發(fā)送 操作的地址（有的 NAND 芯片廠家為了兼容后期更大存儲空間的芯片，將地址位分為多次發(fā)送，這樣保證預留了足夠