引导加载程序vivi的分析和移植研究摘要：Bootloader是嵌入.docVIP

引导加载程序vivi 的分析和移植研究摘??要：Bootloader是嵌入式系统软件开发的第一个环节，它将软硬件紧密地衔接在一起，对于一个嵌入式设备后续的软件开发至关重要。本文 以?S3C2410x处理器和嵌入式Linux为基础，对嵌入式系统中的一款Bootloader进行分析和研究。在对vivi的分析过程中，探讨了 vivi?在S3C2410x处理器上的移植。 关键词：?Bootloader；vivi?；S3C2410x 引言Bootloader(引导装载器)是用于初始化目标板硬件，给嵌入式操作系统提供板上硬件资源信息，并进一步装载、引导嵌入式操作系 统运行的固件。在嵌入式系统开发过程中， Bootloader的编写往往是设计的主要难点。目前，Bootloader的开发通常都是基于一些开源的Bootloader(如vivi、U－ Boot、Blob、ARMBoot、RedBoot等)而设计，它们在设计思路上有许多相通之处。vivi是当前比较流行的，专门针对ARM9处理器而设计的一款Bootloader，它操作简便，同时提供了完备的命令体系。因此，对其进行分析和研究具有一定的实际意义。　　vivi简介vivi是由韩国Mizi公司开发的一种Bootloader，适合于ARM9处理器，支持S3C2410x处理器，其源代码可以在网站下载。和所有的Bootloader一样，vivi有两种工作模式，即启动加载模式和下载模式。当vivi处于下载模式时， 它为用户提供一个命令行接口，通过该接口能使用vivi提供的一些命令集。　　vivi运行过程分析vivi 作为一种Bootloader，其运行过程分成两个阶段。第一阶段的代码在vivi/arch/s3c2410/head.s中定义，大小不超过10 KB，它包括从系统上电后在0址开始执行的部分。这部分代码运行在Flash中，它包括对S3C2410的一些寄存器、时钟等的初始 化并跳转到第二阶段执行。第二阶段的代码在vivi\init\main.c中，主要进行一些开发板初始化、内存映射和内存管理单元初始化等工作，最后会 跳转到boot_or_vivi()函数中，接收命令并进行处理。需要注意的是在Flash中执行完内存映射后，会将vivi代码拷贝到SDRAM中执 行。如图1所示，给出了vivi的详细的运行过程。大多数Bootloader都分为stage1和stage2两部分，stage2 的代码通常用 C 语言来实现，以便于实现更复杂的功能并取得更好的代码可读性和可移植性。但是与普通C语言应用程序不同的是，在编译和链接Bootloader 程序时，不能使用glibc库中的函数。因此，从那里跳转进main()函数，而把main()函数的起始地址作为整个stage2执行映像的入口点也存 在两个缺点：无法通过main()函数传递函数参数且无法处理main()函数返回的情况。一种较为巧妙的方法是利用弹簧床的概念，也就是用汇编 语言写一段trampoline 小程序，并将这段程序作为stage2可执行映象的执行入口点，然后在trampoline汇编小程序中用CPU跳转指令跳入main()函数中去执行。 当main()函数返回时，CPU执行路径再次回到trampoline程序。简而言之，这种方法的思想就是：用这段 trampoline小程序来作为main()函数的外部包裹。vivi中的trampoline程序如下：@ get read to call C functions ???? ? ldr?sp, DW_STACK_START?@ setup stack pointer? mov?fp, #0???@ no previous frame, so fp=0? mov?a2, #0???@ set argv to NULL ? bl?main???@ call main ? mov?pc, #FLASH_BASE??@ otherwise, reboot；正常情况下，程序能够正常执行完毕，但是如果出错了，就回到最后一条语句重新启动系统。 图1　vivi运行过程　　vivi的移植为了使移植工作更加快捷，本文选择vivi本。它不仅提供对ARM-920T内核的支持，而且直接提供了对于S3C2410x的板级支持，这使移植工作量相对减少。vivi中与软件相关的修改vivi作为Linux系统的启动代码，在编译配置时需要用到函数库，包括交叉编译器库和头文件，交叉编译开关选项设置，还包括Linux内核代码中的库和头文件，所以，通常需要修改vivi工程管理文件Makefile。vivi中与硬件相关的初始化与具体运行在哪一个处理器平台上