作者：西安电子科技大学ISN国家重点实验室 冯俊平，黄建忠，王新梅

摘要：The Bootloader(引导加载程序)是嵌入式系统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，对于嵌入式系统的后续软件开发十分重要。PPCBoot是功能十分强大的Bootloader。深入研究了PPCBOOt的工作机理，详细分析了PPCBoot在基于MPC8250型处理器的嵌入式系统板上的移植方法、过程与移植要点。

关键词：Bootloader；PPCBoot；MPC8250；嵌入式系统

1 引言

Boodoader(引导加载程序)是CPU复位后和进入操作系统之前执行的一段代码，主要用于完成由硬件启动到操作系统启动的过渡，为操作系统提供基本的运行环境，如初始化CPU、堆栈、存储器系统等。Bootloader代码与CPU的内核结构、具体型号等因素有关，其功能类似于通用PC的BOIS程序。除了依赖CPU的体系结构外，Bootloader实际上还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。也就是说，对于二块不同的嵌入式板，即使它们使用相同的CPU构建，要想让运行在其中一块板上的Bootloader程序也能运行在另一块板上，通常也都需要修改Boofloader的源程序。因此，在嵌入式系统的开发中不可能有通用的Bootloader，开发时用户要根据具体的系统设计要求进行移植。

从嵌入式系统的实际开发角度讲，嵌入式操作系统的引导、配置甚至应用程序的运行状况都与Bootloader有一定的关联，可以说，掌握Bootloader移植是顺利进行嵌入式系统开发的重要利器。在嵌入式Linux系统中，PPCBoot是功能强大的Boot-loader，它支持多种CPU体系结构，但相对也比较复杂。

本文以MPC8250微处理器和嵌入式Linux为背景，针对性的提供了PPCBOOt在开发板上的移植方法，可以应用在基于MPC82xx系列处理器的嵌入式Linux系统应用开发中。

2 PPCBoot简介

PPCBoot是德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的Bootloader引导程序，主要由德国的工程师Wolfgang Denk和Intemet上的一群自由开发人员对其进行维护和开发。支持PowerPC、ARM、MIPS、m68K等多种处理器平台，易于裁剪和调试。

PPCBoot遵循GPL(通用公共许可)公约，完全开放源代码。PPCBoot源代码可以在sourceforge网站的社区服务器中获得，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。笔者使用的版本是PPCBoot-2.0.0。

PPCBoot的主要特点如表1所列。

3 PPCBoot的运行流程

当MPC8250上电或者施加复位信号时，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。如果CPU在读取总线值时，RSTCONF#滞表示低电平有效，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#(对应于Flash的片选信号)有效，选中Flash，CPU地址线上输出硬件复位中断向量对应的地址0x00000100，开始读第1条指令，在PPCBoot中，这条指令对应于/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S中的_start：标号处。下面介绍具体的启动过程。

(1)运行start.S(/ppcboot/cpu/mpc8260/start.S)从一start：标号处执行。在完成CPU本身基本的初始化后，主要是初始化CPU内部寄存器的一些状态，主要设置IMMR、ICTRL、D-cache、I-cache等。从in_flash：处执行，设置C语言工作环境，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，进行CPU的底层初始化，主要设置了watchdog、SIUMCR寄存器、时基(timebase)寄存器、PIT(周期中断寄存器)、锁相环、系统定时器、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，返回地址放人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，并分配内存空间，保存板子的信息，准备好在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工作，调整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()函数处执行第2次初始化，主要完成一些数据结构、高端模块及系统设备的相关初始化。

(6)命令的解析与执行(/ppcboot/commom/main.C)在进行初始化后