Blob 在S3C44B0 上的移植
Bootloader 是嵌入式系统软件开发的第一个环节， 它紧密地将软硬件衔接在一起，对于一个嵌入式设备后续的软件开发至关重要。Blob 是一款功能强大的Bootloader，S3C44B0 是三星公司一款基于ARM7TDMI的嵌入式通用处理器。本文具体介绍Blob 在基于S3C44B0 的开发板上的运行原理与移植过程。
Bootloader对于嵌入式设备来说至关重要，它涉及到许多硬件相关的知识。对于自制的嵌入式开发板， 它又是不可跳过的步骤，所以很多人对于它感到很头痛。本文将以一款优秀的Bootloader Blob 为例，具体讲解它的运行原理以及在S3C44B0通用处理器上的移植过程，为在嵌入式设备上的后续软件开发打下基础 。
1 Blob 简介
Blob 是Boot Loader Object的缩写，是一款功能强大的Bootloader。它遵循GPL，源代码完全开放。Blob 既可以用来简单的调试，也可以启动Linuxkernel。Blob 最初是Jan-Derk Bakker和Erik Mouw 为一块名为LART(Linux Advanced RadioTerminal)的板子写的，该板使用的处理器是StrongARM SA-1100。现在Blob 已经被移植到了很多CPU上，包括S3C44B0。
MBA44B0 是一款基于S3C44B0 的开发板。本文将以运行在MBA44B0 开发板上的Blob 的源代码为基础，再针对自己的开发板进行Blob 的移植。开发板的主要配置为：
- 三星ARM7 处理器S3C44B0 ；
- 2MB 的Flash，地址范围0x0000 0000~0x0020 0000；
- 8MB 的SDRAM，地址范围0x0c00 0000~0x0c80 0000；
- 1 个串口，2 个LED 灯；
- JTAG 接口；
- 晶振为6MHz ，系统主频为60MHz 。
2 Blob 的运行过程分析
为Blob 程序启动流程。
Blob 编译后的代码定义最大为64KB，并且这64KB又分成两个阶段来执行。第一阶段的代码在start.s中定义，大小为1KB，它包括从系统上电后在0x00000000 地址开始执行的部分。这部分代码运行在Flash 中，它包括对S3C44B0的一些寄存器的初始化和将Blob 第二阶段代码从Flash 拷贝到SDRAM 中。除去第一阶段的1KB 代码，剩下的部分都是第二阶段的代码。第二阶段的起始文件为trampoline.s，被复制到SDRAM后，就从第一阶段跳转到这个文件开始执行剩余部分代码。第二阶段最大为63KB，单词trampoline词义为“蹦床”，所以在这个程序中进行一些BSS 段设置， 堆栈的初始化等工作后，最后跳转到main.c 进入C 函数。 ARM
我们的移植主要需要对上述的几个文件进行修改。在进行移植以前，首先需要对存储器的地址空间分配了解清楚。关于存储器空间的定义在/include/blob arch/mba44b0.h中。
![]()
![]() 2MB 的Flash 空间分别分配给了Blob、kernel、ramdisk。系统上电后， 先执行第一阶段代码， 进行相应的初始化后，将Blob 第二阶段代码复制到RAM 地址blob_abs_base，然后跳转到第二阶段开始执行。
在第二阶段中， 从汇编跳转到C 的Main()函数， 继续进行如下工作： http://www.armforum.cn
- 外围的硬件初始化( 串口，USB 等)；
- 从Flash 中将kernel 加载到SDRAM 的kernel 区域；
- 从Flash 中的ramdisk 加载到SDRAM 的ramdisk 区域；
- 根据用户选择，进入命令行模式或启动kernel。
在我们使用的开发板上，kernel 选用uClinux。由于Flash 的存储空间有限，所以存放在Flash 中的uClinux内核是经过压缩的。Blob 将压缩的uClinux 内核加载到SDRAM地址0x0c300000。假如选择启动uClinux，那么压缩的uClinux内核将自解压.Text段到0x0c00800(见uClinux/arch/armnommu/Makefile)，然后再跳转到该处，开始运行uClinux。具体的uClinux移植在此就不具体讨论了。
在SDRAM 的存储器空间分配图中， 可以看到有blob_base 和blob_abs_base两部分。blob_abs_base 大家已经知道了， 是Blob 将自身的第二阶段代码复制到SDRAM 所在的区域，而blob_base则是从Blob 进行自升级或调试的区域。举例说明， 假如Blob 已经能正常运行了，但是对于Flash的擦写还不能支持得很好，就可以使用已经运行的Blob 通过串口将新编译好的Blob 下载到SDRAM 中该区域进行运行调试。调试通过后，可以通过Blob 烧写进Flash，覆盖原来的Blob 进行升级。这样就不必因为对Blob做了一点小的改动就重新烧写Flash，从而减少了烧写Flash 的次数。 字串8
3 Blob 的移植
对Blob 的运行有了一定了解后， 就可以进行Blob的具体移植了。首先要修改的是start.s 文件，具体工作如下： ARM开**坛
- 屏蔽掉看门狗WTCON ；
- 配置寄存器SYSCFG 暂时关闭缓存，等Blob 运行稳定后再开启提高性能；
- 初始化I/O 寄存器；
- 屏蔽中断；
- 配置PLLCON 寄存器，决定系统的主频；
- 调用ledasm.s，在串口未初始化时led 状态对于程序是否正常运行很重要；
- 调用memsetup-s3c44b0.s 中的memsetup 进行初始化存储器空间， 初始化SDRAM 刷新速率等；
- 将第二阶段复制到SDRAM ， 并且跳转到第二阶段。
在ledasm.s 中，提供了led 的汇编的语言驱动程序。在Blob 还有个led.c 文件，它和ledasm.s 原理一样，只不过是在C 语言中调用的。修改led 是为了方便初期阶段的调试。在这里根据自己的开发板进行修改。
在memsetup-s3c44b0.s 中，修改MEMORY_CONFIG 中设置存储器相关的配置， 并设定SDRAM 刷新速度， 相关源码如下所示： ARM开**坛
MEMORY_CONFIG :
.long 0x11101002 /*进行存储器的配置，
SDRAM刷新速度配置等*/
? /*这里需要根据不同情况进行修改*/
.long 0x20
.globl memsetup /*定义全局标号，以便能被start.s调用*/
memsetup:
ldr r0, =MEMORY_CONFIG /*进行配置*/
ldmia r0,{r1-r13}
ldr r0, =0x01c80000
stmia r0,{r1-r13}
mov pc, lr /*程序返回*/
Trampoline.s 不需要进行修改。
进入Main()后，串口传输速度在结构体blob_status中设定：
blob_status.downloadSpeed = baud_115200;
blob_status.terminalSpeed = baud_115200;
串口的初始化相关代码定义在函数s3c44b0_serial_init()中，该函数在serial-s3c44b0.c中。对于S3C44B0的串口，一般只需要初始化下面四个寄存器串口就可以正常工作。假如不能工作， 可能是系统时钟设置不同， 只需要按照下列公式计算出divisor：
divisor=(int)(MCLK/(baud ×16))-1
替换下面的divisor 即可。其中MCLK 为系统主频，baud 为波特率。
/*serial-s3c44b0.c中s3c44b0_serial_init()函数初始化串口0部分*/
REG(UFCON0) = 0x0; /*关闭FIFO*/
REG(ULCON0) = 0x03; /* 设置数据位8，无奇偶校验，1位停止位*/ ARM开**坛
REG(UCON0) = 0x05; /*脉冲中断，中断请求或查询模式*/
REG(UBRDIV0) = divisor;/*设置波特率*/
至此，初级移植工作已经完成，运行./configurewith-board=mba-44b0-with-linux-prefix=/path/to/linux-src进行相关配置。在此还可以加一些开关选项进行配置， 具体请参阅Blob 自带文档。假如没有错误，就可以make 进行编译了。假如编译正确，可在blob/src/blob下得到bin格式的Blob，将其烧写到Flash 即可运行。关于Blob第一部分和第二部分的链接脚本，可以在start-ld-script和rest-ld-script.in中看到相关的链接地址，编译器是根据这些地址链接程序的。在blob/src/blob/Makefile 中可以看到，两个阶段分别以blob-start和blob-rest来编译，最后通过dd 命令将它们组成一个完整的Blob 二进制文件。
(1)命令行的修改
在笔者使用的Blob版本中，BackSpace 不能起作用，这对于调试非常的不方便。查阅源码， 可以发现在src/blob/lib/command.c中，GetCommand 函数中定义着人机交互部分。将else if(c ==’\b’这一行修改为else if(c==0x7f)，即可支持Backspace 功能。
(2)Blob 的运行
假如在前面的工作中没有什么问题的话， 将blob/src/blob/blob 文件烧写进Flash 后，上电就可以从串口看到欢迎信息。加载linux 内核和文件系统的后，等待几秒，假如没有操作，将启动操作系统，否则出现提示符： ARM开**坛
Blob>
表示进入Blob。在该模式下提供了许多命令，可以方便地进行硬件调试、系统升级和系统引导。
Blob 常用的命令有：blob、boot、xdownload 、flashreload、dump、reblob、status等。
不同的Flash 操作有所不同。笔者发现通过Blob 烧写Flash 的软件有些问题，为了调试方便，决定编写自己的Flash 驱动程序。
(3)Flash 驱动程序的编写
Flash 作为非易失性的存储器，在开发板上的作用是能保存数据且掉电不丢失。和EEPROM 最大的不同在于，对Flash编程不需要对特定的引脚加高电压，只是对特定地址写入一组特定的数据即可进行编程， 这样就直接在开发板上通过软件进行擦写，不必使用特定的编程器。但是它的缺点也是很明显的： 操作过于复杂，SST39VF160 是SST 公司的一款16M 位的Flash，16位数据线宽度，共2MB 容量，分为512 个扇区，每个扇区有4KB，或32 个块(block)，每个块64KB。对Flash 编程之前，必须对相应的扇区、块或者整个芯片进行擦除后，才能进行编程。
通过S3C44B0 进行Flash的烧写需要注重几点：首先，S3C44B0 外部地址总线是根据外部数据总线宽度连接的。例如， 本开发板外部数据总线为16 位宽度，这样S3C44B0 的地址线A0 就没有接入外部地址总线，而是从A1 接起。
存储器在不同总线宽度下与S3C44B0 地址线的接法
字串5
| 存储器地址引脚 | 8 位数据总线时S3C44B0 引脚 | 16 位数据总线时
S3C44B0 引脚 | 32 位数据总线时
S3C44B0 引脚 | | A0 | A0 | A1 | A2 | | A1 | A1 | A2 | A3 | | A2 | A2 | A3 | A4 | | A3 | A3 | A4 | A5 | | …… | …… | …… | …… |
ARM
对Flash 编程需要对Flash 写入一个特定的时序。假如S3C44B0寻址0x5555，由于外部总线错了一位，这样在Flash 看来发过来的地址信号是0xAAAA，也就不能正确地完成操作。注重到这一点，根据Blob 自带的Flash驱动程序，就可以很方便地改写出适合自己Flash 驱动程序。
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