WINCE6.0 S3C2410的NBOOT 分析

 

S3C2410处理器支持将启动存储在NAND Flash中。为了实现这一功能，2410配备了一个名为“Steppingstone”的内部SRAM。在启动时，NAND Flash中第一个4K字节的内容将被加载到Steppingstone中并执行。这个工作由MCU主动完成，而我们只需将NAND Flash配置为Auto Boot模式即可。

       一般来说，启动代码会拷贝存储在NAND Flash中的内容至SDRAM中。在使用ECC校验时，NAND Flash中数据的有效性将被确认。在完成拷贝的工作后，启动代码将跳转到已加载到SDRAM中的主程序中，这时启动代码的使命完成，MCU由主程序来控制。

       WinCE操作系统从文件的组成来看一般分为两部分：BOOTLOADER和NK.bin。在WinCE中，BOOTLOADER一般为EBOOT。它的主要功能是初始化硬件设备，主要包括CPU内部的相关控制器、内存、网络、串口甚至USB口和LCD。在初始化完成后，它将通过网络或USB从外部下载NK.bin，或从本地Flash中加载NK.bin并执行，从而启动WinCE操作系统。可以看到Eboot虽然是启动代码，但它得完成相当多的工作，最终的映像文件也将超过4K。所以，我们不能直接将Eboot存放在NAND Flash的第一个4K字节中。我们需要一个更小的启动代码，这就是通常所说的NBOOT(NAND BOOT)。

       通过上面的介绍，我们知道了NBOOT在整个系统中扮演的角色，它负责将EBOOT加载到内存并运行。在EBOOT开始执行后，NBOOT就退出了历史的舞台，事实上也不再有上场的机会。

       在NBOOT的代码实现中，我们必须完成以下几个部分。

1.       初始化CPU内部相关控制器，如设置GPIO，关闭Watch Dog，关闭中断，设置系统时钟。

2.       初始化内存。

3.       初始化串口，主要用来输出调试信息。

4.       初始化NAND Flash，因为在MCU启动时默认是Auto Boot模式，为了从NAND Flash中读取EBOOT，需要将其配置成 NAND Flash Mode。

5.       读取NAND Flash中的EBOOT映像文件，并放在内存指定的位置，这个地址是跟EBOOT有关，介绍EBOOT时再详细说明。

6.       完成读取之后，跳转到EBOOT的起始位置，执行EBOOT代码。

一般来说，前面两个功能在startup.s中实现，WinCE6.0下可以参考文件C:"WINCE600"PLATFORM"DEVICEEMULATOR"SRC"BOOTLOADER"EBOOT"startup.s的相关代码。后面四个功能可在main.c中实现。总之，在实现必备功能的情况下，尽可能减少代码量，以将最后的NBOOT映像文件控制在4K以内。

NBOOT的编译环境一般有两种，ADS1.2（或RVDS）、Platform. Builder。用ADS1.2编译NBOOT是比较方便的，需要注意的就是RO Base和RW Base的设置，RO Base必须设置为0x0。否则，系统启动时NBOOT将不被运行。在Post-Linker中选择ARM from ELF，在Linker——ARM fromELF——Output Format中选择Plain Binary，这样，编译完成后最终生成NBoot.bin。该文件就可以固化在NAND Flash的第0个BLOCK中。Platform. Builder 6.0是作为VS2005的插件来用的，所以，我们现在也可以用VS2005来编译NBOOT，这样就免得再ADS或RVDS等。用VS2005来编译NBOOT也有两种方法，第一种跟编译EBOOT映像文件类似，第二种是自己写makefile文件，然后用命令行的方式调用ARM编译器来编译。两种方法各有优点，第一种方法在编译OS时，会自动编译生成映像，而第二种方法可由ADS下的程序直接移植过来，不过，要写好makefile文件是相当困难的事情。一般还是少用为好。

下面就介绍如何用VS2005来编译NBOOT。

首先修改BSP的目录2410"SRC"Bootloader"的dir文件，添加NBOOT，dir文件的内容:

bootloader下创建NBOOT目录，并创建makefile、makefile.inc、sources、nboot.bib文件，也可从EBOOT的目录下拷贝对应文件过来进行修改。

DIRS=             \
         Nboot      \
          eboot     \
          bootpart

在

Makefile.inc文件的内容:

nboot_romimage:

!IF "$(NOLINK)" == ""

     romimage $(ROMIMAGE_FLAGS) nboot.bib

!IF "$(WINCEREL)"=="1"
     copy $(_PLATFORMROOT)"$(_TGTPLAT)"target"$(_TGTCPU)"$(WINCEDEBUG)"nboot.* $(_FLATRELEASEDIR)
!ENDIF

!ENDIF

Nboot.bib文件的内容:

MEMORY
;    Name       Start      Size       Type

;   -------   -------- -------- ----
     NBOOT   00000000 00003000 RAMIMAGE
     STACK   31400000 00001000 RESERVED
     RAM     31500000 00010000 RAM

CONFIG
        COMPRESSION=ON
        PROFILE=OFF
        KERNELFIXUPS=ON

        ROMSTART=00000000
        ROMWIDTH=32
        ROMSIZE=00001000

MODULES

;    Name         Path                                                                Memory Type

;   ---------- --------------------------------------------------------------     -----------

     nk.exe       $(_TARGETPLATROOT)"target"$(_TGTCPU)"$(WINCEDEBUG)"nboot.exe         NBOOT

sources文件的内容:

TARGETNAME=nboot
TARGETTYPE=PROGRAM
RELEASETYPE=PLATFORM
EXEENTRY=StartUp
NOMIPS16CODE=1

LDEFINES=-subsystem:native /DEBUG /DEBUGTYPE:CV /FIXED:NO

TARGETLIBS=$(_COMMONOAKROOT)\lib\$(_CPUINDPATH)\fulllibc.lib

SOURCES=           \
         startup.s \
         main.c     \
         nand.s

WINCETARGETFILES=nboot_romimage

再将对应的代码文件拷贝到NBOOT的目录下，这里需要提醒一点的是，在main.c中需要添加一个全局变量的定义，这在ADS1.2的工程代码中是没有的，也是不须的。否则，最终生成的Nboot.bin就只有一个文件头。做完相关代码的修改之后，就可以编译NBOOT了。

// Globals variables.
//
ROMHDR * volatile const pTOC = (ROMHDR *)-1;

               

可以看到，最终编译生成了Nboot.bin、NBOOT.nb0、NBOOT.nb1、NBOOT.nb2。上面我们提到用ADS1.2编译最后可用的NBOOT映像为NBOOT.bin，但这里我们却得用NBOOT.nb1。对比一下ADS下生成的Nboot.bin和Nboot.nb1文件。     

      

      最后，再看一下反汇编nboot.exe的样子，将其跟startup.s对比一下，一样！           

      

      至此，我们就完成了用VS2005编译得到NBOOT的映像文件，NBOOT.nb1，应该来说还是比较简单的，但这中间还有些小的问题需要考虑，下次再整理。

       当然，S3C2410&&WinCE6.0也可以用Nor Flash存储启动代码，这种情况下，就不必用NBOOT，直接用Eboot.nb0就行。