WinCE下BootLoader的启动流程和开发经验

就象嵌入式系统中的Bootloader，都是最底层的引导软件，初始化主板的基本设置，为接收外部程序做硬件上的准备。但与Bootloader不同的是，BIOS在装载OS系统的同时还传递一些参数设置，而Bootloader只是简单的装载系统。尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似，可是大部分又和BIOS不同，作用也完全不同。因为BSP还包含和系统有关的基本驱动，程序员可以编程修改BSP，在BSP中任意添加一些和系统无关的驱动或程序，甚至可以把上层开发的统统放到BSP中。而BIOS程序是用户不能更改和编译编程的，只能对参数进行修改设置，当然更不会包含一些基本的硬件驱动。

　　3. BootLoader的启动流程

　　大多数 BootLoader 都包含两种不同的操作模式：启动加载模式和下载模式。启动加载模式也称为自主模式，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。而下载模式则是目标机上的 BootLoader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件。从主机下载的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 BootLoader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用，或系统更新时使用。一般嵌入式系统的Boot Loader较为常用的是启动加载模式，它的加载流程也是我们要重点讨论的内容。

　　（1）启动部分

　　启动部分主要是实现初始化硬件的功能。在参考板的BootLoader目录下，会发现一些.s文件，可能会是init.s或者是reset.s等，这样的文件是CPU加电后最先执行的代码。接着Oal.exe通过Startup函数完成硬件的初始化，StartUp 函数是BootLoader的入口函数。该函数一般是使用汇编语言编写，与CPU关系非常紧密，能完成初始化CPU、内存等核心硬件。

　　Startup.s代码与硬件平台的Bootloader启动代码共用。如果是热启动，即在该函数调用之前已经启动了Bootloader程序，相当基本硬件初始化已经完成，则直接跳转到OALStartUp函数中；否则需要进行硬件中断屏蔽、内存、系统时钟频率、电源管理等硬件的基本初始化过程。在系统硬件初始化完毕之后，Startup调用OALStartUp函数，OALStartUp函数主要完成将OEMAddressTable表传递给内核，然后调用KernelStart函数跳转到内核。因此，这部分工作是BootLoader的一大重点。

　　（2）主控部分

　　StartUp 函数初始化CPU等核心硬件并跳转到Main函数后，系统就会转入C语言代码执行环境。这时函数分为3个模块：BLCOMMON、Download Function、FLASH Function。其中BLCOMMON模块是由微软提供的，执行一些逻辑上的功能，因此建议开发人员不要对其进行修改。而Download Function、FLASH Function中的函数与硬件平台息息相关，因此对于每种硬件平台都要将函数的实现进行修改。

　　其中，BLCOMMON库是与BootLoader程序链接在一起的，BLCOMMON库的入口点为BootloaderMain函数，它是Startup汇编函数完成后跳转至该入口的。Main函数的主要任务时调用BLCommon中的 BootloaderMain（）函数，这是BootLoader的主控函数，它控制了BootLoader的完整执行流程。这部分代码由C语言实现，是BLCOMMON代码的一部分，它可以用来执行比较复杂的操作。比如检测内存和Flash的有效性、检测外部设备接口、检测串口并且向已经连接的主机发送调试信息、通过串口等待命令、启动网络接口、建立内存映射等汇编无法完成 的工作。

　　（3）下载部分

　　一般在平台调试完毕后，可以在不用人工干预的情况下自动加载CE，这也是BootLoader的功能之一。而在调试阶段时，这需要通过Loader所支持的命令来进行操作的，借助于这些命令不仅可以完成硬件平台的部分测试，还能完成CE的BootLoader程序最为重要的一个功能--下载CE映像。如果说硬件调试功能可以由其它的程序代替而不放入BootLoader中，但是下载映像文件却是BootLoader必需的功能。

　　CE映像文件通常叫做nk.bin，它是Windows CE二进制数据格式文件，不仅包含了有效的程序代码，还有按照一定规则加入的控制信息。当然，也可以选择生成.sre格式的代码文件，但是相于对前一种格式，它的代码要长很多，所需要的下载时间也更长。

　　（4）支持DOC部份

　　对于WinCE操作系统而言，丰富的多媒体功能是其一大特点。但是随之而来的问题是，如果选择了图形界面和中文支持，系统很容易大大超出嵌入式系统上百KB的数量级。而DOC（Disk On Chip）则提供了一种相对廉价的大存储容量的解决方案。

DOC本质上是一种加以软件控制的NAND格式的Flash，通过TFFS这一软件层提供对WinCE的支持。由于D