本节简介:
BootLoader指系统启动后，在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过BootLoader，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。通常，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的 BootLoader 几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对BootLoader归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的BootLoader设计与实现。
4. BootLoader第二阶段
vivi Bootloader的第二阶段又分成了八个小阶段，在main函数中分别调用这几个小阶段的相关函数：
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret;
/*
* Step 1:
*/
putstr("\r\n");
putstr(vivi_banner);
reset_handler();
/*
* Step 2:
*/
ret = board_init();
if (ret) {
putstr("Failed a board_init() procedure\r\n");
error();
}
/*
* Step 3:
*/
mem_map_init();
mmu_init();
putstr("Succeed memory mapping.\r\n");
/*
* Now, vivi is running on the ram. MMU is enabled.
*/
/*
* Step 4:
*/
/* initialize the heap area*/
ret = heap_init();
if (ret) {
putstr("Failed initailizing heap region\r\n");
error();
}
/* Step 5:
*/
ret = mtd_dev_init();
/* Step 6:
*/
init_priv_data();
/* Step 7:
*/
misc();
init_builtin_cmds();
/* Step 8:
*/
boot_or_vivi();
return 0;
} |
STEP1的putstr(vivi_banner)语句在串口输出一段字符说明vivi的版本、作者等信息，vivi_banner定义为：
const char *vivi_banner =
"VIVI version " VIVI_RELEASE " (" VIVI_COMPILE_BY "@"
VIVI_COMPILE_HOST ") (" VIVI_COMPILER ") " UTS_VERSION "\r\n"; |
reset_handler进行相应的复位处理：
void
reset_handler(void)
{
int pressed;
pressed = is_pressed_pw_btn();
if (pressed == PWBT_PRESS_LEVEL) {
DPRINTK("HARD RESET\r\n");
hard_reset_handle();
} else {
DPRINTK("SOFT RESET\r\n");
soft_reset_handle();
}
} |
hard_reset_handle会clear内存，而软件复位处理则什么都不做：
static void
hard_reset_handle(void)
{
clear_mem((unsigned long)USER_RAM_BASE, (unsigned long)USER_RAM_SIZE);
} |
STEP2进行板初始化，设置时间和可编程I/O口：
int board_init(void)
{
init_time();
set_gpios();
return 0;
} |
STEP3进行内存映射及MMU初始化：
void mem_map_init(void)
{
#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BOOT
mem_map_nand_boot();
#else
mem_map_nor();
#endif
cache_clean_invalidate();
tlb_invalidate();
} |
S3C2410A的MMU初始化只需要调用通用的arm920 MMU初始化函数：
static inline void arm920_setup(void)
{
unsigned long ttb = MMU_TABLE_BASE;
__asm__(
/* Invalidate caches */
"mov r0, #0\n"
"mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0\n" /* invalidate I,D caches on v4 */
"mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4\n" /* drain write buffer on v4 */
"mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0\n" /* invalidate I,D TLBs on v4 */
/* Load page table pointer */
"mov r4, %0\n"
"mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0\n" /* load page table pointer */
/* Write domain id (cp15_r3) */
"mvn r0, #0\n" /* Domains 0, 1 = client */
"mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0\n" /* load domain access register */
/* Set control register v4 */
"mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0\n" /* get control register v4 */
/* Clear out 'unwanted' bits (then put them in if we need them) */
/* .RVI ..RS B... .CAM */
"bic r0, r0, #0x3000\n" /* ..11 .... .... .... */
"bic r0, r0, #0x0300\n" /* .... ..11 .... .... */
"bic r0, r0, #0x0087\n" /* .... .... 1... .111 */
/* Turn on what we want */
/* Fault checking enabled */
"orr r0, r0, #0x0002\n" /* .... .... .... ..1. */
#ifdef CONFIG_CPU_D_CACHE_ON
"orr r0, r0, #0x0004\n" /* .... .... .... .1.. */
#endif
#ifdef CONFIG_CPU_I_CACHE_ON
"orr r0, r0, #0x1000\n" /* ...1 .... .... .... */
#endif
/* MMU enabled */
"orr r0, r0, #0x0001\n" /* .... .... .... ...1 */
"mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0\n" /* write control register */
: /* no outputs */
: "r" (ttb) );
} |
STEP4设置堆栈；STEP5进行mtd设备的初始化，记录MTD分区信息；STEP6设置私有数据；STEP7初始化内建命令。
STEP8启动一个SHELL，等待用户输出命令并进行相应处理。在SHELL退出的情况下，启动操作系统：
#define DEFAULT_BOOT_DELAY 0x30000000
void boot_or_vivi(void)
{
char c;
int ret;
ulong boot_delay;
boot_delay = get_param_value("boot_delay", &ret);
if (ret) boot_delay = DEFAULT_BOOT_DELAY;
/* If a value of boot_delay is zero,
* unconditionally call vivi shell */
if (boot_delay == 0) vivi_shell();
/*
* wait for a keystroke (or a button press if you want.)
*/
printk("Press Return to start the LINUX now, any other key for vivi\n");
c = awaitkey(boot_delay, NULL);
if (((c != '\r') && (c != '\n') && (c != '\0'))) {
printk("type \"help\" for help.\n");
vivi_shell();
}
run_autoboot();
return;
} |
SHELL中读取用户从串口输出的命令字符串，执行该命令：
void
vivi_shell(void)
{
#ifdef CONFIG_SERIAL_TERM
serial_term();
#else
#error there is no terminal.
#endif
}
void serial_term(void)
{
char cmd_buf[MAX_CMDBUF_SIZE];
for (;;) {
printk("%s> ", prompt);
getcmd(cmd_buf, MAX_CMDBUF_SIZE);
/* execute a user command */
if (cmd_buf[0])
exec_string(cmd_buf);
}
} |
5.电路板调试
在电路板的调试过程中，我们首先要在ADT新建的工程中添加第一阶段的汇编代码head.S文件，修改Link脚本，将代码和数据映射到S3C2410A自带的0x40000000开始的4KB内存空间内：
SECTIONS
{
. = 0x40000000;
.text : { *(.text) }
Image_RO_Limit = .;
Image_RW_Base = .;
.data : { *(.data) }
.rodata : { *(.rodata) }
Image_ZI_Base = .;
.bss : { *(.bss) }
Image_ZI_Limit = .;
__bss_start__ = .;
__bss_end__ = .;
__EH_FRAME_BEGIN__ = .;
__EH_FRAME_END__ = .;
PROVIDE (__stack = .);
end = .;
_end = .;
.debug_info 0 : { *(.debug_info) }
.debug_line 0 : { *(.debug_line) }
.debug_abbrev 0 : { *(.debug_abbrev)}
.debug_frame 0 : { *(.debug_frame) }
} |
借助万用表、示波器等仪器仪表，调通SDRAM，并将vivi中自带的串口、NAND FLASH驱动添加到工程中，调试通过板上的串口和FLASH。如果板电路的原理与三星公司DEMO板有差距，则vivi中硬件的操作要进行相应的修改。 全部调试通过后，修改vivi源代码，重新编译vivi，将其烧录入NAND FLASH就可以在复位后启动这个Bootloader了。
调试板上的新增硬件时，宜在ADT中添加相应的代码，在不加载操作系统的情况下，单纯地操作这些硬件。如果电路板设计有误，要进行飞线和割线等处理。
6.小结
本章讲解了ARM汇编、Bootloader的功能，Bootloader的调试环境及ARM电路板的调试方法。
作者:宋宝华 更新日期:2006-11-21
来源:dev.yesky.com
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