DM6467开发之U-Boot移植（1）——U-Boot学习

 

1        DM6467启动流程

在移植U-Boot之前，首先需要了解DM6467的启动流程，知道U-Boot在系统启动过程中的位置及作用。DM6467标准的启动过程如图 1‑1所示，主要包括四个步骤：RBL（ROM BootLoader）→UBL（User Boot Loader）→U-Boot →Linux内核。

图1‑1 DM6467启动流程

系统上电时，首先运行的是RBL。RBL是固化在片内ROM的，所以用户不能修改，并且功能比较弱。RBL根据开发板上拨码开关的值来确定下一阶段的启动方式，它支持NAND、UART和HPI三种启动方式。我们开发板上使用的是NAND启动，所以RBL负责将NAND Flash中的UBL复制到片内RAM，然后转到UBL执行。当RBL启动之后，其实就可以直接运行应用程序了，但是如果要进行嵌入式系统开发，也即要移植嵌入式操作系统，那么就需要下一阶段的bootloader，这里使用的是UBL。

UBL又称为2nd stagebootloader（第二阶段的bootloader），它主要负责初始化串口、PLL和DDR2 SDRAM，然后根据用户设定来选择下一阶段启动方式。UBL支持NOR、NAND、PCI和UART启动模式，我们选用的是NAND启动，所以UBL负责将NAND中的U-Boot复制到DDR2中，然后转到U-Boot执行。由于RBL没有初始化DDR2，UBL是复制到片内RAM执行的，而DM6467的片内RAM只有32K，但U-Boot的bin文件一般都是100K以上，所以系统需要使用第二阶段的UBL来初始化DDR2，然后将U-Boot复制到DDR2上运行。

TI官方提供了标准的UBL源文件和bin文件，兼容性很强，可以直接用于我们的开发板，不过，也可以根据我们的实际需要在其基础上进行一定修改。

第三阶段的U-Boot主要用于建立内存映射以及堆栈、初始化主要功能模块和复制Linux内核到DDR2，然后传递一些参数给内核，最后转到内核运行。由于这部分与实际的开发板联系紧密，而不同开发板总有些差别，所以需要根据实际情况来修改标准的U-Boot源文件以适应硬件参数。

2        U-Boot简介

U-Boot（UniversalBootloader）是一种广泛用于嵌入式设备的开源bootloader。U-Boot支持许多系统架构，包括PPC、ARM、MIPS、AVR32、X86、68K、Nios和MicroBlaze等。U-Boot也支持各种类型的文件系统，包括Cramfs、ext2、FAT、FDOS、JFFS2、RegisFS和UBIFS等。U-Boot还支持不同类型操作系统，包括NetBSD,、VxWorks、QNX、RTEMS、ARTOS、LynxOS和Linux等。

U-Boot源码可以在其官网http://www.denx.de/wiki/U-Boot/下载，U-Boot版本更新比较快，在U-Boot-2009.08版本及之前的版本中不支持DM646x系列SOC，只有对TI的DaVinci系列开发板的通用支持，在U-Boot-2009.08之后的所有版本都有专门的对DM646x系列SOC的支持，使用这些版本的U-Boot进行移植时可以减少一定工作量。在本文的以下部分，所有的分析及移植过程都是基于U-Boot-2009.08。

2.1             U-Boot源码结构

U-Boot源码解压后所得的目录结构见图 2‑1。从图中可以看到，文件和文件夹很多，并且有些文件夹下面还有很多子文件夹或者有很多文件，但是，由于U-Boot是支持不同架构、不同文件系统、不同开发板，而我们自己的开发板是ARM926ejs核的CPU，移植Linux操作系统，所以U-Boot源码中的大部分是与我们移植任务不相关的。从后面也可以看到，我们移植时对源码修改的地方非常少，并且只局限于几个文件。

图2‑1 U-Boot目录结构

为了使U-Boot更简洁，可以删除顶层目录中的doc、lib_avr32、lib_blackfin、lib_generic、lib_i386、lib_m68k、lib_microblaze、lib_mips、lib_nios、lib_nios2、lib_ppc、lib_sh、lib_sparc、nand_spl、onenand_spl这些文件夹，还有board/中除davinci之外的所有文件夹、cpu/中除arm926ejs之外的所有文件夹。当然，其实还有很多文件与文件夹是与我们开发板无关的，不过比较琐碎，就不用再一一删除了。

对于U-Boot源码顶层目录中各主要文件夹的内容和功能，表 2‑1给出了简单的介绍。另外，在顶层目录中还有一个很重要的文件Makefile，这是整个U-Boot编译时依据的规则，在移植时也可能需要修改。

表 2‑1 U-Boot顶层目录结构

文件夹名	包含内容
api	独立于硬件的一些API
board	与开发板相关的文件
common	独立于处理器结构的通用代码，如内存大小探测、U-Boot命令
cpu	与cpu相关的文件，每个子文件夹对应一种架构的cpu
disk	一些磁盘操作函数
drivers	通用的驱动程序
doc	参考文档
fs	U-Boot支持的文件系统
include	头文件及系统配置文件
lib_xxx	与具体cpu架构相关的库文件