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WinCE下BootLoader的启动流程和开发经验

作者:时间:2013-12-04来源:网络收藏
-text-stroke-width: 0px">  其实运行在PC机上的桌面Windows或Linux系统也是有BSP的,只是PC机均采用统一的X86体系架构,这样操作系统的BSP相对X86架构是单一确定的,不需要做任何修改就可以很容易支持OS在X86上正常运行,所以在PC机上谈论BSP这个概念也就没什么意义了。

  而对嵌入式系统来说情况则完全不同,目前市场上有多种结构的嵌入式CPU(如X86,ARM,MIPS等),而且为了性能的需要,外围设备也会有不同的选择和定义。因此,一个嵌入式操作系统针对不同的CPU会有不同的BSP,又即使同一种CPU,由于外设的差别其BSP也会不一样。所以根据硬件设计编写和修改BSP,是保证嵌入式系统正常运行的一个重要环节。

  (3)嵌入式BSP与PC机主板BIOS的区别

  PC机主板上的BIOS首先是负责在电脑开启时检测、初始化系统设备、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令。它的Firmware代码是在芯片生产过程中固化的,一般来说用户是无法修改。然后,为下载运行操作系统做准备,把操作系统由硬盘加载到内存,并传递一些硬件接口设置给系统。在OS正常运行后,BIOS的作用基本上也就完成了,这就是为什么更改BIOS一定要重新关机开机。

  从这个角度来说,PC机BIOS的作用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.

  大多数 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 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



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