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基于 ARM 平台和 NAND flash 启动技术的
u- boot 移植过程浅析
朱运乔
(湖北职业技术学院信息技术学院
湖北孝感
432000)
【摘要】BootLoader 移植是嵌入式系统开发中一个非常重要工作环节。本文着重分析了 u-boot 的启动过程和 NAND flash 在 u-boot 中的
读写实现,并给出了在 u-boot 的移植中实现 NAND flash 启动的相关思路及具体方法。
【关键词】嵌入式系统;ARM;BootLoader;NAND flash;u-boot
Analysis of Porting Process of u-boot Based on ARM Platform and Technology of Booting from Nand Flash
ZHU Yun-qiao
(Department of Information Technology,Hubei Polytechnic Institute,Xiaogan Hubei ,432000)
【Abstract】Porting of BootLoader is a very important part in the embedded system development paper analyzes booting of u -boot and the reading and writing implementation of Nand flash,and Put forward ideas and specific methods related to achieve booting from nand flash in Porting process of u-boot.
【Key words】Embedded systems; ARM;BootLoader;NAND flash;u-boot
引言
0
u -boot 是德国 DENX 小组的开发用于多种嵌入式 CPU 的
Bootloader 程序, u-boot 不仅仅支持嵌入式 Linux 系统的引导, 当前,
BSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS 嵌入式操作系统。 u-boot 除了支持 PowerPC 系列的处理器外,还能支持 MIPS、
x86、ARM、NIOS、XScale 等诸多常用系列的处理器。
目前关于 u-boot 的移植解决方案主要面向的是微处理器中的 NOR flash,而 NAND flash 闪存容量大,价格便宜, 如果能在微处理器上的 NAND flash 中实现 u-boot 的启动, 则不仅有效降低嵌入式应用
系统的成本,也给实际应用带来极大的方便。
1 u-boot 的启动过程
跟其它 BootLoader 程序一样, u-boot 在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行。通过这段小程序,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或用户应用程序准备好正确的环境。
我们一般把 Bootloader 都分为阶段 1(stage1) 和阶段 2(stage2) 两大部分,依赖于 CPU 体系结构的代码(如 CPU 初始化代码等)通常都放在阶段 1 中且通常用汇编语言实现, 而阶段 2 则通常用 C 语言来实现,这样可以实现复杂的功能,而且有更好的可读性和移植性。
阶段 1 为汇编代码, 对于 arm920t 的 CPU 核对应的是 cpu/
arm920t/ 文件。其主要流程如下:
设置 CPU 的模式为 SVC 模式关闭看门狗
禁掉所有中断
设置 CPU 的频率
把自己拷贝到 RAM
配置内存区控制寄存器
配置的栈空间
进入 C 代码部分
阶段 2 是 C 语言代码, 在 lib_arm/ 中的 start_armboot 是 C 语言开始的函数,也是整个启动代码中 C 语言的主函数。这个函数调用一系列的初始化函数, 然后进入主 UBOOT 命令行, 进入命令循环
(即整个 boot 的工作循环),接受用户从串口输入的命令,然后进行相
应的工作。当用户输入启动 linux 的命令的时候,u-boot 会将 kernel 映像(zImage)和从 NAND flash 上读到 RAM 空间中,为内核设置启动参数,调用内核,从而启动 linux。 u-boot 整个启动过程见图 1。
2 Nand flash 在 u-boot 中的读写实现
Nand flash 闪存的工作模式分为两种: