作者：西安電子科技大學ISN國家重點實驗室 馮俊平，黃建忠，王新梅

摘要：The Bootloader(引導加載程序)是嵌入式系統CPU加電后即開始運行的第一段代碼，它把Linux內核與硬件平臺銜接在一起，對于嵌入式系統的后續軟件開發十分重要。PPCBoot是功能十分強大的Bootloader。深入研究了PPCBOOt的工作機理，詳細分析了PPCBoot在基于MPC8250型處理器的嵌入式系統板上的移植方法、過程與移植要點。

關鍵詞：Bootloader；PPCBoot；MPC8250；嵌入式系統

1 引言

Boodoader(引導加載程序)是CPU復位后和進入操作系統之前執行的一段代碼，主要用于完成由硬件啟動到操作系統啟動的過渡，為操作系統提供基本的運行環境，如初始化CPU、堆棧、存儲器系統等。Bootloader代碼與CPU的內核結構、具體型號等因素有關，其功能類似于通用PC的BOIS程序。除了依賴CPU的體系結構外，Bootloader實際上還依賴于具體的嵌入式板級設備的配置。也就是說，對于二塊不同的嵌入式板，即使它們使用相同的CPU構建，要想讓運行在其中一塊板上的Bootloader程序也能運行在另一塊板上，通常也都需要修改Boofloader的源程序。因此，在嵌入式系統的開發中不可能有通用的Bootloader，開發時用戶要根據具體的系統設計要求進行移植。

從嵌入式系統的實際開發角度講，嵌入式操作系統的引導、配置甚至應用程序的運行狀況都與Bootloader有一定的關聯，可以說，掌握Bootloader移植是順利進行嵌入式系統開發的重要利器。在嵌入式Linux系統中，PPCBoot是功能強大的Boot-loader，它支持多種CPU體系結構，但相對也比較復雜。

本文以MPC8250微處理器和嵌入式Linux為背景，針對性的提供了PPCBOOt在開發板上的移植方法，可以應用在基于MPC82xx系列處理器的嵌入式Linux系統應用開發中。

2 PPCBoot簡介

PPCBoot是德國DENX小組開發的用于多種嵌入式CPU的Bootloader引導程序，主要由德國的工程師Wolfgang Denk和Intemet上的一群自由開發人員對其進行維護和開發。支持PowerPC、ARM、MIPS、m68K等多種處理器平臺，易于裁剪和調試。

PPCBoot遵循GPL(通用公共許可)公約，完全開放源代碼。PPCBoot源代碼可以在sourceforge網站的社區服務器中獲得，它的項目主頁是http：//sourceforge． net/projects/ppcboot，也可以從DENX的網站htrp：//www.denx.de下載。筆者使用的版本是PPCBoot-2.0.0。

PPCBoot的主要特點如表1所列。

3 PPCBoot的運行流程

當MPC8250上電或者施加復位信號時，CPU通過讀取數據總線D[0：3l]上的值或根據內部的缺省常數D[0：31]=0x00000000，確定它的狀態。如果CPU在讀取總線值時，RSTCONF#滯表示低電平有效，以下類同)為低電平，則硬復位配置字(HRCW)從總線上讀取，若RSTCONF#為高電平，則HRCW選用內部的默認值。

上電后，啟動存儲控制器CSO#(對應于Flash的片選信號)有效，選中Flash，CPU地址線上輸出硬件復位中斷向量對應的地址0x00000100，開始讀第1條指令，在PPCBoot中，這條指令對應于/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S中的_start：標號處。下面介紹具體的啟動過程。

(1)運行start.S(/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S)從一start：標號處執行。在完成CPU本身基本的初始化后，主要是初始化CPU內部寄存器的一些狀態，主要設置IMMR、ICTRL、D-cache、I-cache等。從in_flash：處執行，設置C語言工作環境，再調轉到代碼bl cpu_init_f(第2步)和bl board_init_f(第3步)。

(2)CPU的底層初始化(/ppcboot/cpu/mpc8260/epu_init.C)從start.S中跳轉到函數cpu_init_f(volatileimmap_t*immr)處，進行CPU的底層初始化，主要設置了watchdog、SIUMCR寄存器、時基(timebase)寄存器、PIT(周期中斷寄存器)、鎖相環、系統定時器、存儲控制器和CPM等。

(3)板上的第1次初始化(/ppcboot/lib_ppc/board.c)完成第2步后，返回地址放人LR寄存器中，再從start.S中跳轉到函數board_init_f(ulong bootflag)處，該函數實現板上的第1次初始化，完成SMC初始化和一些硬件測試。尤其是RAM初始化，并分配內存空間，保存板子的信息，準備好在RAM中重定向代碼。然后調用relocate_code函數，將PPCBoot移到RAM中運行。

(4)搬運代碼到內存中(/ppeboot/cpu/mpc8260/8tart.s)
從函數board_init_f跳到/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S中的relocate_code()函數處，然后將代碼搬至SDRAM工作，調整GOT表，做一些重定位后開始在RAM中運行代碼。

(5)板上的第2次初始化(/ppcboot/lib_ppc/board.C)在relocate_code()函數后將跳轉到board_init_r()函數處執行第2次初始化，主要完成一些數據結構、高端模塊及系統設備的相關初始化。

(6)命令的解析與執行(/ppcboot/commom/main.C)在進行初始化后