基于Mpc823e的bootloader分析和實現

步驟4：初始化cache

MPC823e采用Harvard結構的cache，它的指令cahce和數據cache是獨立的；采用最近最少使用法(LRU Least Recently Used)替代算法。在具體編寫時，要注意只有在對MMU編程后cache才能工作，應此要采用以下的步驟進行初始化（如圖2所示）：

步驟5：初始化內存管理單元 init_MMU

MPC823e的MMU的特點主要有：支持多種頁面大小、全相聯映像規則TLB(Translation Look-aside Buffer)、指令和數據TLB可獨立控制等。在編寫時，因為啟動程序中，不需要虛擬內存到物理內存的地址變換，所以只需對內存屬性做一些設置，如回寫策略、內存讀寫保護等

步驟6：設置中斷向量表 b vector_reloc

中斷向量表用于嵌入式Linux啟動代碼，在啟動過程中，最主要的就是設置復位中斷。可以在LILO(Linux bootloader)中填寫0x100復位中斷向量。當發生復位時，MPC823e自動讀取復位配置字，通過相應的配置，MPC823e會讀取復位中斷向量0x100處的指令，進行正確引導過程。

步驟7：init_stack初始化堆棧 -> 初始化編譯相關寄存器

此外，在運行C語言編譯的程序前必須先定義這些與編譯相關的寄存器，如堆棧指針寄存器、代碼段、數據段指針寄存器等。Mpc823e針對不同的編譯器使用不一樣寄存器的規則，如diab編譯器和gcc編譯器，在編寫時，需要仔細查閱編譯器手冊。

2．2 ppcboot中主板部分的開發

ppcboot支持數十種主板，可以在其中尋找與自己設計的主板相近的主板，并以其的ppcboot的主板代碼部分為模板，進行必要的修改來移植。本系統采用的主板HD823e與其中的RPXlite板十分相近，在其基礎上進行調整。接下來，將討論如何進行修改。

(1)在Makefile文件中，添加硬件基本配置信息，如cpu型號，主板類型，cpu體系

如本系統添加：

HD823e_config: unconfig

echo "ARCH = ppc" > config.mk ;

echo "BOARD = HD823e" >>config.mk ;

echo "CPU = mpc8xx" >>config.mk ;

echo "#include config_$(@:_config=).h>" >config.h

(2) 修改開發板的配置文件.包括 CPU，調試串口，內存映射，Flash與SDRAM等多部分配置參數進行修改。以下給出部分重要的參數。

CPU部分配置：

#define CONFIG_MPC823 1 /* CPU類型 */

#define CFG_RTCSC (RTCSC_SEC | RTCSC_RTE) /*配置cpu內部時鐘*/

#define CFG_PLPRCR ( (0x00900000) | PLPRCR_TEXPS )

#define CONFIG_8xx_GCLK_FREQ 50000000 /*設置CPU運行頻率*/

調試串口的部分配置：

#define CONFIG_BAUDRATE 9600 /* 串口波特率 = 9600bps */

#define CONFIG_8xx_CONS_SMC1 1 /* 串口使用 SMC1口 */

內存映射的部分配置：

#define CFG_IMMR 0xFF000000 /* Internel Memory Mapped Register */

#define CFG_LOAD_ADDR 0x100000 /* ppcboot缺省的引導地址 */

由于篇幅的關系，其他部分參數不介紹了，可以根據CPU的使用手冊和ppcboot手冊進行配置，注意的是，這些參數都需要嚴格的確定，不能出錯，否則，無法正確引導系統。

(3) 修改 include /commproc.h

該文件包含與通信接口相關的一些參數，由于本系統需要網絡來下載內核，需要對網絡接口引腳進行相關的定義。

#ifdef CONFIG_HD823e

#define PROFF_ENET PROFF_SCC2 #define CPM_CR_ENET CPM_CR_CH_SCC2

#define SCC_ENET 1 #define PA_ENET_RXD 0x0004

#define PA_ENET_TXD 0x0008 #define PA_ENET_TCLK 0x0800

#define PA_ENET_RCLK 0x0200 #define PB_ENET_TENA 0x2000

#define PC_ENET_CLSN 0x0040 #define PC_ENET_RENA 0x0080

#define SICR_ENET_MASK 0xff00 #define SICR_ENET_CLKRT 0x2f00

#endif

2.3 編譯ppcboot

修改完成后，可以使用下列命令進行編譯，一般說來，都可以編譯成功，得到適合自己系統的ppcboot。本系統，在原有RPXLite的模板基礎上，通過上修改，編譯成功，順利的引導了系統。

make clean

make HD823e_config

make all

3 結束語

本文根據所選用的嵌入式系統的特點，概述了ppcboot的啟動流程，對Mpc823e下的ppcboot體系進行了介紹，并針對自己的開發板，詳細的說明了如何開發適應自己系統的ppcboot。代碼已通過了系統的調試，成功的引導了linux內核，達到設計的目的。

本文作者的創新點是：在分析嵌入式系統在Linux下的引導程序工作流程和ppcboot源代碼基礎上，開發了特定的、適合本文系統硬件的引導程序。參考ppcboot中支持RPLite主板的相關代碼，給出了將ppcboot移植到本文所使用的HD823e主板的修改方案。

參考文獻

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[3]王學龍. 嵌入式Linux系統設計與應用[M].北京：清華大學出版社，2001.35-69.

[4]萬永波，張根寶.基于ARM的嵌入式系統Bootloader啟動流程分析 微計算機信息 2005.11-2

[5]motorola Inc.MPC823e User’S Manual[EB/OL].