ARM启动代码设计.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * BootLoader 的移植和修改 BootLoader除了依赖于 CPU 的体系结构外，BootLoader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置，比如板卡的硬件地址分配，RAM芯片的类型，其他外设的类型等。 对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种 CPU而构建的，如果他们的硬件资源和配置不一致的话，要想让运行在一块板子上的BootLoader程序也能运行在另一块板子上，也还是需要作一些必要的修改。 BootLoader 的安装 系统加电或复位后，所有的CPU通常都从CPU制造商预先安排的地址上取指令。比如，S3C2410在复位时都从地址 0取它的第一条指令。 嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备(比如：ROM、EEPROM或FLASH等)被安排这个起始地址上，因此在系统加电后，CPU将首先执行BootLoader程序。 也就是说对于基于XSCALE的这套系统，我们的BootLoader是从0地址开始存放的，而这块起始地址需要采用可引导的固态存储设备如FLASH。 用来控制 BootLoader 的设备或机制 串口通讯是最简单也是最廉价的一种双机通讯设备，所以往往在BootLoader中主机和目标机之间都通过串口建立连接，BootLoader 程序在执行时通常会通过串口来进行 I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。当然如果认为串口通讯速度不够，也可以采用网络或者USB通讯，那么相应的在BootLoader中就需要编写各自的驱动。 Boot Loader 的操作模式 启动加载模式：这种模式也称为自主（Autonomous）模式。也即BootLoader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程并没有用户的介入。这种模式是BootLoader的正常工作模式。 下载模式：在这种模式下，目标机上的BootLoader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像等。从主机下载的文件通常首先被BootLoader保存到目标机的RAM中，然后再被 BootLoader写到目标机上的固态存储设备中。BootLoader 的这种模式通常在系统更新时使用。工作于这种模式下的 BootLoader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。 在uboot中可以通过修改环境变量实现自主模式。 BootLoader与主机间文件传输的通信设备及协议 最常见的情况就是，目标机上的 BootLoader 通过串口与主机之间进行文件传输，传输可以简单的采用直接数据收发，当然在串口上也可以采用xmodem／ymodem／zmodem 协议以及 在以太网上采用TFTP协议。 BootLoader的主要任务与典型结构框架 从操作系统的角度看，BootLoader的总目标就是正确地调用内核来执行。 大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分。 依赖于CPU体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在stage1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的，也就是前面说的启动代码。 而stage2 则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。 BootLoader的主要任务与典型结构框架 BootLoader的stage1通常包括以下步骤 为加载 BootLoader 的 stage2 准备 RAM 空间 拷贝 BootLoader 的 stage2 到 RAM 空间中 设置好堆栈 跳转到 stage2 的 C 入口点 BootLoader的stage2通常包括以下步骤 初始化本阶段要使用到的硬件设备 调用应用程序或启动内核 Stage 1初始化流程图 stage 1的功能： RAM初始化，设置各个部件的时钟和片选，将BootLoader拷贝到RAM中，设置堆栈，调用Stage 2。 注意：在本阶段，特别是在堆栈设置之前，进行函数调用（也有些汇编子程序不需要使用堆栈）或者使用堆栈保存数据将产生不可预知的结果； Stage 2流程图 stage 2的功能： 初始化串口，显示菜单，通过控制台获取用户输入，并执行相应的命令操作。 板级支持包 BSP（板级支持包）是介于底层硬件和操作系统之间的软件层次，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，并对底层硬件进行封装，使得操作系统不再面对具体的操作。 板级支持包的特点 硬件相关性：因为嵌入式实时系统的硬件环境