引言

　　引导装载程序(BootLoader)通常是在硬件上执行的第一段代码。虽然目前在Linux开源社区里有大量的引导装载程序，但是对于很多嵌入式设备上的应用来说，这些引导装载程序都显得过于复杂和冗长。为此，本文专门针对PowerPC E300系列处理芯片控制工程网版权所有，设计了一款小型BootLoader程序，并命名为Genesis。该程序结构简单、功能完善www.cechina.cn，能很好地引导Linux内核以及文件系统。

　　环境要求及系统映像

　　硬件环境

　　本文中开发的硬件环境如下：处理器采用MPC83xx系列;内存采用512M的DDR2内存;闪存采用8MB的闪存;串口采用uart16550;波特率采用115200。

　　编译环境

　　程序在mvl-linux、linux-kernal-2.6.10和gcc编译器环境下编译。

　　系统文件存放映像

　　Genesis程序存放在一块闪存里面。对于小型的Linux系统，包括内核和文件系统都和装载引导程序BootLoader一起编译产生二进制文件，最后存放在闪存中，在上电之后搬移到内存执行。图1就是编译产生的系统文件代码在闪存中以及搬移到内存以后的

图1 系统文件映像

　　Genesis的实现

　　Genesis的主体结构

　　功能完善的引导装载程序BootLoader必须经过以下几个步骤，即：初始化CPU;初始化内存，包括启用内存库、初始化内存配置寄存器等;初始化串行端口(如果在目标板上有的话);启用指令/数据高速缓存;设置堆栈指针;设置参数区域并构造参数结构和标记(这是重要的一步，因为内核在标识根设备、页面大小、内存大小以及更多内容时要使用引导参数);打开/关闭看门狗;调用主体入口函数;跳转到内核的开始。

　　程序模型的建立

　　根据Genesis的主体架构，本文在程序体内分别建立了几个最为重要的code程序：entry.S;board.c;cpu.c;console.c;main.c。这些程序的执行顺序如图2所示。

图2 程序执行顺序示意图

　　程序设计

　　这里，entry.S是程序的入口。entry.S中的代码全部是汇编指令。整个程序都围绕这些汇编代码展开。

　　cpu.c的功能是初始化CPU内核，CPU主要控制器以及系统时钟控制器;board.c主要是初始化跟目标板密切相关的外围设备，包括闪存、CPLD以及系统内存等;console.c是目标板的串口初始化程序，它对CPU的串口进行初始化，并配置串口的速率;main.c的功能就是引导Linux内核以及文件系统。

　　当CPU上电或者施加复位信号时控制工程网版权所有，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，来确定它的状态。如果CPU在读取总线值时，信号引脚RSTCONF#为低电平，则硬件复位配置字(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#(对应于闪存的片选信号)有效，选中闪存，CPU地址线上输出硬件复位中断向量对应的地址0x00000100www.cechina.cn，开始读第1条指令。在Genesis中，这条指令对应于entry.S中_start：标号处。代码段如下。

　　_start:

　　b boot_cold

　　boot_cold:

　　lis r4www.cechina.cn, DEFAULT_IMMR_ BASE@h

　　nop

　　boot_warm:

　　mfmsr r5

　　lis r3, IMMR_BASE@h

　　ori r3, r3, IMMR_BASE@l

　　stw r3, IMMR(r4)

　　接下来对CPU CORE进行初始化配置。首先是关闭CPU的看门狗。代码如下：

　　xor r4www.cechina.cn, r4www.cechina.cn, r4

　　stw r4www.cechina.cn, SWCRR(r3)

　　屏蔽所有的中断寄存器，并初始化高速缓存D-CACHE和I-CACHE：

　　.globl icache_enable

　　.globl icache_disable

　　.globl icache_status

　　.globl dcache_enable

　　.globl dcache_disable

　　.globl dcache_status

　　然后使用如下代码重新映射闪存的绝对地址：

　　map_flash_by_law1:

　　remap_flash_by_law0:

　　在CPU内部开放的高速缓存区设置堆栈。未初始化设备外部DRAM之前，只能利用CPU内部的cache作为内存。下一步就可以进入第二阶段的CPU初始化，即C语言环境：

　　setup_stack_in_data_ca