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关于Boot Loader的启动流程和开发经验总结

时间:08-28 来源:互联网 点击:

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.Boot Loader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Boot Loader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DOC不能像内存一样被直接访问,所以其加载WinCE的过程有些特殊,必须要

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