第6章bootloader

第6章Bootloader2本章介绍了Bootloader的概念和类型，重点讲解了U-Boot的开发调试和使用。通过学习U-Boot软件，可以使读者充分理解Bootloader的工作原理和代码实现。本章目标 Bootloader概况U-Boot软件开发U-Boot使用技巧6.1Bootloader对于计算机系统来说，从开机上电到操作系统启动需要一个引导过程。嵌入式Linux系统同样离不开引导程序，这个引导程序就叫作Bootloader。6.1.1Bootloader介绍Bootloader是在操作系统运行之前执行的一段小程序。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表，从而建立适当的系统软硬件环境，为最终调用操作系统内核做好准备。6.1.2Bootloader的启动1．网络启动方式这种方式开发板不需要配置较大的存储介质，跟无盘工作站有点类似。但是使用这种启动方式之前，需要把Bootloader安装到板上的EPROM或者Flash中。Bootloader通过以太网接口远程下载Linux内核映像或者文件系统。2．磁盘启动方式3．Flash启动方式6.1.3Bootloader的种类开放源码的Linux引导程序BootloaderMonitor描述x86ARMPowerPCLILO否Linux磁盘引导程序是否否GRUB否GNU的LILO替代程序是否否Loadlin否从DOS引导Linux是否否ROLO否从ROM引导Linux而不需要BIOS是否否Etherboot否通过以太网卡启动Linux系统的固件是否否LinuxBIOS否完全替代BUIS的Linux引导程序是否否BLOB否LART等硬件平台的引导程序否是否U-boot是通用引导程序是是是RedBoot是基于eCos的引导程序是是是6.2U-Boot编程U-Boot作为通用的Bootloader，U-Boot可以方便地移植到其他硬件平台上，其源代码也值得开发者们研究学习。6.2.1U-Boot工程简介(了解)6.2.2U-Boot源码结构 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 特性解释说明board平台依赖存放电路板相关的目录文件，例如：RPXlite(mpc8xx)、smdk2410(arm920t)、sc520_cdp(x86)等目录cpu平台依赖存放CPU相关的目录文件，例如：mpc8xx、ppc4xx、arm720t、arm920t、xscale、i386等目录lib_ppc平台依赖存放对PowerPC体系结构通用的文件，主要用于实现PowerPC平台通用的函数lib_arm平台依赖存放对ARM体系结构通用的文件，主要用于实现ARM平台通用的函数lib_i386平台依赖存放对X86体系结构通用的文件，主要用于实现X86平台通用的函数include通用头文件和开发板配置文件，所有开发板的配置文件都在configs目录下common通用通用的多功能函数实现lib_generic通用通用库函数的实现Net通用存放网络的程序Fs通用存放文件系统的程序Post通用存放上电自检程序drivers通用通用的设备驱动程序，主要有以太网接口的驱动Disk通用硬盘接口程序Rtc通用RTC的驱动程序Dtt通用数字温度测量器或者传感器的驱动examples应用例程一些独立运行的应用程序的例子，例如helloworldtools工具存放制作S-Record或者U-Boot格式的映像等工具，例如mkimageDoc文档开发使用文档6.2.3U-Boot的编译U-Boot的源码是通过GCC和Makefile组织编译的。顶层目录下的Makefile首先可以设置开发板的定义，然后递归地调用各级子目录下的Makefile，最后把编译过的程序链接成U-Boot映像。1．顶层目录下的Makefile2．开发板配置头文件3．编译结果4．U-Boot工具6.2.4U-Boot的移植我们以S3C2410开发板fs2410为例说明。移植的过程参考SMDK2410开发板，SMDK2410在U-Boot-1.1.2中已经支持。移植U-Boot的基本步骤如下。（1）在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项（2）创建一个新目录存放开发板相关的代码，并且添加文件。board/fs2410/config.mkboard/fs2410/flash.cboard/fs2410/fs2410.cboard/fs2410/Makefileboard/fs2410/memsetup.Sboard/fs2410/u-boot.lds（3）为开发板添加新的配置文件（4）配置开发板$makefs2410_config（5）编译U-Boot（6）添加驱动或者功能选项（7）调试U-Boot源代码，直到U-Boot在开发板上能够正常启动。6.2.5添加U-Boot命令（1）定义CACHE命令。在include/cmd_confdefs.h中定义了所有U-Boot命令的标志位。（2）实现CACHE命令的操作函数。（3）打开CONFIG_COMMANDS选项的命令标志位。6.3U-Boot的调试新移植的U-Boot不能正常工作，这时就需要调试了。调试U-Boot离不开工具，只有理解U-Boot启动过程，才能正确地调试U-Boot源码。6.3.1硬件调试器使用BDI2000调试U-boot的方法如下。（1）配置BDI2000和目标板初始化程序，连接目标板。（2）添加U-Boot的调试编译选项，重新编译（3）下载U-Boot到目标板内存。（4）启动GDB调试。6.3.2软件跟踪假如U-Boot没有任何串口打印信息，手头又没有硬件调试工具，那样怎么知道U-Boot执行到什么地方了呢？可以通过开发板上的LED指示灯判断。开发板上最好 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 安装八段数码管等LED，可以用来显示数字或者数字位。6.3.3U-Boot启动过程开发板上电后，执行U-Boot的第一条指令，然后顺序执行U-Boot启动函数。函数调用顺序如下。1．cpu/arm920t/start.S这个汇编程序是U-Boot的入口程序，开头就是复位向量的代码。2．lib_arm/board.cstart_armboot是U-Boot执行的第一个C语言函数，完成系统初始化工作，进入主循环，处理用户输入的命令。3．init_sequence[]init_sequence[]数组保存着基本的初始化函数指针。这些函数名称和实现的程序文件在下列注释中。6.3.4U-Boot与内核的关系U-Boot作为Bootloader，具备多种引导内核启动的方式。常用的go和bootm命令可以直接引导内核映像启动。U-Boot与内核的关系主要是内核启动过程中参数的传递。6.4使用U-BootU-Boot是“Monitor”。除了Bootloader的系统引导功能，它还有用户命令接口，提供了一些复杂的调试、读写内存、烧写Flash、配置环境变量等功能。6.4.1烧写U-Boot到Flash6.4.1烧写U-Boot到Flash新开发的电路板没有任何程序可以执行，也就不能启动，需要先将U-Boot烧写到Flash中。如果主板上的EPROM或者Flash能够取下来，就可以通过编程器但是多数嵌入式单板使用贴片的Flash，不能取下来烧写。这种情况可以通过处理器的调试接口，直接对板上的Flash编程。处理器调试接口是为处理器芯片设计的标准调试接口，包含BDM、JTAG和EJTAG3种接口标准。烧写。6.4.2U-Boot的常用命令help命令bootp命令cmp命令cp命令crc32命令echo命令erase命令flinfo命令go命令iminfo命令loadb命令loads命令mw命令nfs命令nm命令printenv命令protect命令rarboot命令run命令setenv命令sleep命令tftpboot命令6.4.3U-Boot的环境变量有点类似Shell，U-Boot也使用环境变量。可以通过printenv命令查看环境变量的设置。25Q&A26谢谢！演讲完毕，谢谢观看！