uClinux在Nios II嵌入式平台上的移植研究（2） 官方网站, 嵌入式, 工具包, Linux, 程序

yuyang911220

2.2. 开发环境的建立

1. 建立交叉编译环境。可以在uClinux官方网站下载支持Nios II的交叉编译开发工具包，包括Nios2-linux-uclibc-gcc、Nios2-linux-uclibc-ld、Nios2-linux-uclibc-objdump等。

安装好交叉编译工具包后，要在宿主PC上的Linux系统的环境变量中（一般修改"/.bash_profile文件），添加对Nios II交叉编译环境的支持，这样在以后的开发中，就可以正常编译在Nios II嵌入式平台下运行的程序了。

2. 内核的下载和烧写。在最初的调试中，是通过JTAG把内核下载到开发板，Nios II平台的硬件逻辑也是通过JTAG烧进开发板，等到最后硬件逻辑测试没有问题，以及uClinux操作系统调试运行正常后，就可以制作带bootloader的内核，烧入flash中。

2.3. 引导程序

引导程序（即bootloader）就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序，它在硬件复位后首先被执行。主要工作是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备合适的环境。通常引导程序严重地依赖于硬件，每种CPU体系结构都用不同的启动代码。此外，引导程序还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置，如硬件地址分配，RAM芯片类型等。bootloader担负着初始化硬件和引导操作系统的双重责任，也是在特定硬件平台操作系统移植至关重要的一步。

对于作者使用的Nios II应用开发板，引导程序主要完成以下几项工作：

1) 矢量表初始化。

2) 初始化硬件（I/O口和控制器、存储器、时钟）。

3) 将操作系统内核从Flash指定位置拷贝到RAM中。

4) 软件初始化：建立堆栈和初始化数据段，建立C的运行环境。

5) 让CPU转入RAM中指定的位置（即操作系统内核）开始执行。

其中，第二步主要初始化处理器的一些控制或状态寄存器、时钟、I/O口、RAM等这些内核必须用到的设备。第三步中uClinux内核加载可以直接从flash某个地址开始逐句执行或者加载到内存中运行。作者采用的是后一种方法，即先把flash中的操作系统内核全部复制到内存中，再从内存中运行操作系统，因为内核大小一共不到1.5M字节，从flash复制到RAM中花的时间很少（几百毫秒），很快就会完成，该方法也比较容易实现。

图1是作者的bootloader运行的主要流程：