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嵌入式操作系统uClinux移植到ARM平台的经验总结

2013-11-27 10:24
蓝林笑生
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  1. 简述

  针对“如何在以S3C44B0X为核心的ARMSYS开发板上建立uClinux内核移植”的一个总结,其内容包括对Bootloader的功能分析和uClinux2.4.24发行版内核基础上针对S3C44B0X开发板进行修改的重点内容的逐一列举。

  2. Bootloader

  2.1 Bootloader概述

  Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段程序。通过这段程序,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准备好正确的环境。因此,正确建立uClinux的移植的前提条件是具备一个与uClinux配套、易于使用的 Bootloader。

  ARMSYS开发板提供了这样一个uClinux专用的Bootloader,该Bootloader程序烧录在系统的地址0x0处,每次上电即运行,能够正确完成硬件系统的初始化和uClinux的引导。

  理论上,uClinux引导时并非一定需要一个独立于内核的Bootloader。然而,将Bootloader与内核分开设计能够使软件架构更加清晰,也有助于灵活地支持多种引导方式,实现一些有用的辅助功能。

  ARMSYS提供的Bootloader的主要任务可以概括如下:

  1.硬件初始化;

  2.从主机下载新的内核映像和文件系统映像;

  3.烧写NorFlash和Nandflash;

  4.加载uClinux 内核映像并启动运行;

  5.提供串行超级终端上的人机操作界面。

  2.2 存储空间分布

  Bootloader采用默认的存储空间分布地址来加载uClinux内核、文件系统,并按照正确引导uClinux的运行。在ARMSYS的Bootloader中,默认的存储空间分布如下表:

  内容                      起始地址             存储介质

  Bootloader程序空间         0x00000000           Flash

  压缩内核映像               0x00010000           Flash

  ROM文件系统映像            0x000e0000           Flash

  内核运行地址               0x0c008000           SDRAM

  压缩内核解压地址           0x0c100000           SDRAM

  文件系统加载               0x0c700000           SDRAM

  这个存储空间的分配方式也不是固定不变的,可以通过修改Bootloader中的相关代码来改变。

  2.3 Bootloader的工作

  完整的Bootloader引导流程可描述如下:

  硬件初始化阶段一

  ◎ 硬件初始化;

  ◎ 复制二级中断异常矢量表;

  ◎ 初始化各种处理器模式;

  ◎ 复制RO和RW,清零ZI (跳转到C代码入口函数)。

  硬件初始化阶段二

  ◎ 初始化本阶段使用到的硬件设备;

  ◎ 建立人机界面;

  ◎ 实现映像文件的下载和烧录工具;

  ◎ 实现映像文件的加载和运行工具。

  下面对上述各步骤进行逐一说明,并对与uClinux相关的内容详细加以说明。

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