PPCBoot在MPC8250上的移植要领

   择要：The Bootloader(引导加载步调)是嵌入式体系CPU加电后即开始运行的第一段代码，它把Linux内核与硬件平台衔接在一起，敷衍嵌入式体系的后续软件开辟非常告急。PPCBoot是结果非常强大的Bootloader。深入研究了PPCBOOt的变乱机理，过细阐发了PPCBoot在基于MPC8250型处理惩罚处罚器的嵌入式体系板上的移植要领、进程与移植要点。

  关键词：Bootloader；PPCBoot；MPC8250；嵌入式体系

1 小序
    Boodoader(引导加载步调)是CPU复位后和进入利用体系之前实行的一段代码，紧张用于完成由硬件启动到利用体系启动的过渡，为利用体系提供底子的运行环境，如初始化CPU、堆栈、存储器体系等。Bootloader代码与CPU的内核布局、细致型号等因素有关，其结果雷同于通用PC的BOIS步调。除了依赖CPU的体系布局外，Bootloader实际上还依赖于细致的嵌入式板级配置的配置。也便是说，敷衍二块差别的嵌入式板，纵然它们利用雷同的CPU构建，要想让运行在此中一块板上的Bootloader步调也能运行在另一块板上，通常也都须要修改Boofloader的源步调。因此，在嵌入式体系的开辟中不大概有通用的Bootloader，开辟时用户要根据细致的体系筹划恳求举行移植。

    从嵌入式体系的实际开辟角度讲，嵌入式利用体系的引导、配置以致应用步调的运行状态都与Bootloader有肯定的讨论干系，可以说，掌握Bootloader移植是顺利举行嵌入式体系开辟的告急利器。在嵌入式Linux体系中，PPCBoot是结果强大的Boot-loader，它支持多种CPU体系布局，但相对也比较巨大。

    本文以MPC8250微处理惩罚处罚器和嵌入式Linux为背景，针对性的提供了PPCBOOt在开辟板上的移植要领，可以应用在基于MPC82xx系列处理惩罚处罚器的嵌入式Linux体系应用开辟中。

2 PPCBoot简介
    PPCBoot是德国DENX小组开辟的用于多种嵌入式CPU的Bootloader引导步调，紧张由德国的工程师Wolfgang Denk和Intemet上的一群自由开辟职员对其举行维护和开辟。支持PowerPC、ARM、MIPS、m68K等多种处理惩罚处罚器平台，易于裁剪和调试。

    PPCBoot依照GPL(通用大众容许)条约，完全开放源代码。PPCBoot源代码可以在sourceforge网站的社区办事器中得到，它的项目主页是http：//sourceforge． net/projects/ppcboot，也可以从DENX的网站htrp：//www.denx.de下载。笔者利用的版本是PPCBoot-2.0.0。

    PPCBoot的紧张特点如表1所列。

3 PPCBoot的运行流程
    当MPC8250上电大概施加复位信号时，CPU通过读取数据总线D[0：3l]上的值或根据内部的缺省常数D[0：31]=0x00000000，确定它的状态。要是CPU在读取总线值时，RSTCONF#滞表现低电平有效，以下类同)为低电平，则硬复位配置字(HRCW)从总线上读取，若RSTCONF#为高电平，则HRCW选用内部的默认值。

    上电后，启动存储控制器CSO#(映射于Flash的片选信号)有效，选中Flash，CPU地点线上输出硬件复位克制向量映射的地点0x00000100，开始读第1条指令，在PPCBoot中，这条指令映射于/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S中的_start：标号处。下面先容细致的启动进程。

    (1)运行start.S(/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S)从一start：标号处实行。在完成CPU本身底子的初始化后，紧张是初始化CPU内部寄存器的一些状态，紧张设置IMMR、ICTRL、D-cache、I-cache等。从in_flash：处实行，设置C语言变乱环境，再调转到代码bl cpu_init_f(第2步)和bl board_init_f(第3步)。

    (2)CPU的底层初始化(/ppcboot/cpu/mpc8260/epu_init.C)从start.S中跳转到函数cpu_init_f(volatileimmap_t*immr)处，举行CPU的底层初始化，紧张设置了watchdog、SIUMCR寄存器、时基(timebase)寄存器、PIT(周期克制寄存器)、锁相环、体系定时器、存储控制器和CPM等。

    (3)板上的第1次初始化(/ppcboot/lib_ppc/board.c)完成第2步后，返回地点放人LR寄存器中，再从start.S中跳转到函数board_init_f(ulong bootflag)处，该函数实现板上的第1次初始化，完成SMC初始化和一些硬件测试。尤其是RAM初始化，并分派内存空间，生存板子的信息，准备幸亏RAM中重定向代码。然后调用relocate_code函数，将PPCBoot移到RAM中运行。

    (4)搬运代码到内存中(/ppeboot/cpu/mpc8260/8tart.s)
    从函数board_init_f跳到/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S中的relocate_code()函数处，然后将代码搬至SDRAM变乱，调解GOT表，做一些重定位后开始在RAM中运行代码。

    (5)板上的第2次初始化(/ppcboot/lib_ppc/board.C)在relocate_code()函数后将跳转到board_init_r()函数处实行第2次初始化，紧张完成一些数据布局、高端模块及体系配置的干系初始化。

    (6)下令的阐发与实行(/ppcboot/commom/main.C)在举行初始化后，PPCBoot会实行函数board_init_r()中的main_loop()函数循环，即监控步调。PPCBoot的监控步调会根据用户从控制表面的输入完成预先设置的变乱。该函数在/ppebooffeommom/main.c中。在函数main_loop()会调用/ppeboot/com-mom/main.C中的run_command()函数完成下令的阐发，并转去实行相应的处理惩罚处罚函数。

4 PPCBoot源代码的修改和编译
    要将PPCBoot移植到新的开辟板上，应该根据细致的体系筹划恳求，根据体系硬件配置修改PPC-Boot的源代码。

    移植紧张包括2个层面的移植，第1层是针对CPU的移植，PPCBoot支持的CPU典范在目次/cpu中，MPC8250映射在/cpu/mpe8260目次；第2层是针对细致board的移植，这紧张根据开辟者本身的细致筹划修改代码。为了淘汰变乱量，可以从PPC-Boot支持的demo板选择1个和本身的开辟板硬件相似的板子作为模板，这里，笔者选择MPC8260ADS板作为参考板，直接修改与该板上干系的源代码文件。

4．1 开辟板硬件
    在修改PPCBoot源代码之前，要相识开辟板的硬件配置环境，根据硬件配置对源代码中的配置值做相应的修改，表2摆列出板子的硬件底子信息。别的，MPC8250开辟板的外围配置接口紧张有10/100M自适应网卡接口、RS232串口、PCI接口和全结果JTAG调试接口等。

4．2 修改PPCBoot源代码
    从移植PPCBoot的最小恳求和PPCBOOt能正常启动的角度出发，并比较MPC8260ADS板和开辟目标板异同之后，紧张思量修改以下文件。

    (1)修改头文件mpc8260ads.h。mpe8260ads.h是板子的配置文件，它配置了板子的CPU、体系时钟、SDRAM、Flash体系及其他全部开辟板的信息，是须要修改的最告急的文件。

    在该文件中设置IMMR CPU寄存器基地点，过细该值必须与利用体系的设置一样。
    #define CFG—IMMR 0xF0000000
    设置CPU时钟
    #define CONFIG_8260_CLKIN 33333333 /*in Hz */
    设置：Flash、SDRAM，包括基址、大小、环境参数的偏移和大小，另有内存改造周期，都要根据目标板的细致环境设置；设置环境参数，用于网络下载、启动；别的，BR0、OR0、BR1、OR1等内存控制值，Watch．dog及一些目标板特定的参数也要根据实际环境设置。

    (2)Linux启动时，要从PPCBoot得到内存基地点和大小、时钟频率、波特率、IP地点等参数，以是ppcbooth文件中定义的布局体bd-info的成员序次必须与Linux利用体系的定义保持划一，实现参数的正确转达。

    (3)修改mpc8260ads.c。mpe8260ads.c中配置了I/O端口表，初始化SDRAM，完成板子的校验变乱。此中，I/O端口表配置了网络端口和板上其他一些通用I/O端口，函数initdram根据SDRAM寄存器的配置完成SDRAM的初始化。

    (4)修改config.mk。修改ppcboot/board/mpc826Oads/config.mk，设置TEXT_BASE=0xEF000000，使得TEXT_BASE的值和头文件中CFG_FLASH_BASE的值一样，这个值定义启动地点。

4．3 编译PPCBoot
    在代码修改完成后，就要举行重新编译，对PPC-Boot的编译须要在Linux主机上创建PowerPC的交错编译环境器。本身动手一步一步创建交错编译环境通常比较巨大，最大抵的要领是利用别人编译好的交错编译东西。笔者利用的是MontaVista提供的完备的开辟东西集CDK。

    在RedHat Linux9.O主机上创建好交错编译东西后，要修改PPCboot目次下的Makefile文件，指定交错编译器的完备路径名，然后用下面的下令举行配置和编译：
    #make MPC8260ADS_ config
    #make
    编译完成后，得到3个文件：
    * ppcboot：这是ELF(Executable and Link Format)格局的文件，可以被大多数Debug步调辨认。
    *ppcboot.bin：这是二进制bin文件，纯粹的ppeboot的二进制实行代码，不包括ELF格局和调试信息。这个文件一样通常用于摆设烧录ppcboot到用户的开辟板。
    *ppcboot．srec：Motorola的S-Record格局．是可以通过串口下载到开辟板中的文件。

5 移植PPCBoot
    编译好的ppcboot．bin文件通过JTAG接口下载到Flash的肇始地点处，再次上电后，就可以看到PPCBoot的启动信息：
    PPCBoot 2．0．O(Jul 12 2005—18：21：391
    RewinTeeh：Fengjunping&&Huangjianzhong MPC8260
    Reset Status：External Soft．Extemal Hard MPC8260
    Clock Configuration
    —Bus—to—C0re Mull 5x．VCO Div 2,60x Bus Freq 20—60，Core Freq 100-300一dtbrg 0，coreenf Oxob，busdf 5，cpmdf 1，plldf 0，pnmf 2
    一vco__out 199999998，scc_elk 49999999，brg_elk49999999
    一cpu_clk 166666665，epm_clk 99999999，bus_clk33333333
    CPU： MPC8260(Rev 14，Mask unknown[immr=0x0064，k=0x002d])at 166．666 MHz
    Board：Motorola MPC8260ADS
    I2C：ready
    DRAM：16MB
    F1ash：16 MB
    ***Warning—bad CRC．using default environment
    In： serial
    Out：serial
    Err：serial
    stan linux now(y／n)：=>

    输入help得到全部属令列表，help command列出该下令的结果。紧接着测试Flash和网卡，要是都正常变乱，表明移植PPCBoot的变乱底子完成，可以接着调试内核和文件体系。

    实际进程中大概由于思量不周而须要多次修改。移植告成后，也可以添加一些其他结果(如LED的驱动等)，在此底子上添加结果相相比较容易。

6 结束语
    Bootloader在嵌入式开辟中是利用体系和硬件的关键，它为利用体系内核的启动提供了须要的条件和参数。在移植进程中，开辟职员除了要掌握Bootloader的结讨论变乱流程外，还要对干系硬件有肯定的相识。如今，笔者移植的PPCBoot已经可以大概稳固地运行在开辟板上，并且可以通过FIash和网络加载内核和文件体系，为后续开辟分外是驱动步调的开辟奠定了精良的底子。敷衍差别的CPU和开辟板，其底子要领和步调是雷同的，笔者渴望本身的经历能对有关嵌入式筹划职员提供资助。