Bootloader

最新推荐文章于 2022-02-23 15:02:25 发布

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ARM Linux --- Bootloader

Bootloader 的概念就是一个用于引导的 loader ，在系统上电的时候最先被运行，然后对硬件平台做最基本的初始化，最后把操作系统加载起来。不同的嵌入式操作系统都有自己的 Bootloader ，但是本质功能都是一样的。

在 WinCE 中用的最多的就是 EBOOT ，是一个基于网络的 Bootloader ，而且可以根据需要带有命令行菜单功能，网络调试功能以及文件系统的相关功能。

在 Linux 中用的最多的就是 u-boot 和 vivi 。

NORFlash with bootloader ：

一般 ARM 处理器的片选 0 都会接有 NORFlash ，这样在 ARM 上电以后，会从 0 地址开始执行程序，也就是从 NORFlash 的 0 地址开始执行。所以把 bootloader 烧到 NORFlash 的 0 地址开始的地方，这样在上电以后， bootloader 开始执行，可以在 NORFlash 里面执行，也可以自拷贝到 SDRAM 中执行。最后加载 image 并运行。

NANDFlash Boot with bootloader ：

由于 NORFlash 容量小，价格贵，现在很多 ARM 处理器支持 NandFlash 引导。不同厂家的处理器对 Nandflash 的引导略有区别，具体要看 datasheet 。

( 摘自 S3C2410 用户手册 )

S3C2410/S3C2440 支持使用 NAND 来进行启动，但是启动代码并不是直接在 NAND 中执行的。在 S3C2410/S3C2440 中有一块名为 Steppingstone ，大小为 4KB 的 SRAM 。复位后，启动代码先从 NAND FLASH 的前 4KB 复制到 Steppingstone ，再从 Steppingstone 中执行以完成启动。具体过程：

1. 复位；
2. NAND FLASH 的前 4KB 被复制到 Steppingstone 中；
3. Steppingstone 被映射到 nGCS0 ；
4. CPU 从 Steppingstone 中执行启动代码。

在复制 NAND FLASH 的前 4KB 到 Steppingstone 的过程中， ECC 不会被检查，这就必须保证所用 NAND 的前 4KB 没有坏位。如果使用三星的 NAND FLASH ，这一点是完全可以保证的，三星 NAND FLASH 的 Block0 是没有坏位的，访问时不用进行错误校验。使用其他品牌的 NAND FLASH 要看数据手册，确认其 Block0 在出厂时保证无错，方可与 S3C2410/S3C2440 配合使用，进行 NAND 方式的启动。

具体可以参考下面一篇文章：

从 Nand Flash 启动 U-BOOT 的基本原理

http://hi.baidu.com/zengzhaonong/blog/item/4b901ee9b5ef343cb90e2d16.html

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前 4K 的问题

如果 S3C2410 被配置成从 Nand Flash 启动， S3C2410 的 Nand Flash 控制器有一个特殊的功能 , 在 S3C2410 上电后 ,Nand Flash 控制器会自动的把 Nand Flash 上的前 4K 数据搬移到 4K 内部 RAM 中 , 并把 0x00000000 设置内部 RAM 的起始地址 ,CPU 从内部 RAM 的 0x00000000 位置开始启动。这个过程不需要程序干涉。

程序员需要完成的工作 , 是把最核心的启动程序放在 Nand Flash 的前 4K 中。
启动程序的安排

由于 Nand Flash 控制器从 Nand Flash 中搬移到内部 RAM 的代码是有限的 , 所以在启动代码的前 4K 里 , 我们必须完成 S3C2410 的核心配置以及把启动代码 (U-BOOT) 剩余部分搬到 RAM 中运行。
u-boot 源码不支持从 nand flash 启动，可是 s3c2410 支持从 nand flash 启动，开发板 (sbc-2410x) 加电后 s3c2410 将 nand flash 的前 4k( 保存有 u-boot 的部分功能 -- 拷贝功能 -- 把 nand flash 中的内容拷贝到 SDRAM) 拷贝到 sram(s3c2410 芯片内的 sram) 。这就需要修改 u-boot 源码，增加 u-boot 的功能 : 使 u-boot 在得到执行权后能够将其自身拷贝到开发板上 SDRAM 中，以便处理器能够执行 u-boot

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启动代码与（ vivi 和 u-boot 的 bootloader ）联系和区别

INIT.S ，就是一个程序的开始部分，用来初始化板子。

VIVI 和 U-BOOT 本身肯定也是包括板子的初始化代码的。 VIVI 和 U-BOOT 都是 bootloader 的一种。 VIVI 是专门针对 2410 设计的。而 U-BOOT 是比较通用的，可以通过修改配置用到不同的硬件平台上去。 BOOTLOADER 的作用一般是用来调试，烧写 FLASH ，装载操作系统镜像，或者用来装载用户程序。