基于Nand Flash的VIVI装载器的分析与改进
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3．2 程序拷贝的改进
在嵌入式系统中，映像文件都是存储在Flash存储器等一些非易失性器件中的，而在运行时，映像文件中的RW段必须重新装载到可渎写的RAM中。这就涉及到映像文件的加载时域和运行时域：加载时域就是指映像文件烧入nash中的状态，
也就是映像文件运行之前的地址；运行时域是指映像文件执行时的状态，针对本文提到的Nand Flash启动方式可以这么理解加载时域与运行时域：加载时域的起始地址从(映射后的内部SRAM处)0x00000000开始，运行时域的地址从0x33f00000开始。由于加载时域与运行时域的地址不同，从加载时域到运行时域的转换要由系统引导程序完成，所以VIVI必须进行数据和代码的拷贝及程序跳转工作，以完成从加载时域到运行时域的转换。
VIVI的拷贝首先要确定拷贝的起始地址和目标地址，还要确定要拷贝多少代码。在此笔者对所搬运代码量进行了改进，下面是改进前的代码：
<2>mov rl，#Ox0
<3>mov r2，#0x20000
<4>bl nand_read_ll
其中：第<1>行：获取VIVI在RAM中的基地址VIVI_RAM_BASE，也是运行时域的首地址。第<2>行：获取VIVI映像在Flash中的起始地址OxO。第<3>行：获取拷贝的代码量0x20000。第<4>行：跳转到nand_read_ll函数，它是用C语言写的拷贝函数(略)。此时寄存器rO，rl，r2是传递给函数nand_read_ll的三个参数。
程序这样设计的缺点是不论VIVI映像有多大，它都会拷贝128KB的代码量，这样造成时间及空间的浪费或者拷贝不完整，为此笔者对上述代码进行改进：
[1]ldr r0,=VIVI_RAM_BASE
[2]ldr r2,=vivi_end
[3]sub r2,r2,r0
[4]mov r2,r2,lsr #9
[5]mov r2,r2,lsr #9
[6]add r2,r2, #0x200
[7]mov r1，#OxO
[8]bl nand_read_ll
代码中用到了外部变量vivi_end，它是在链接脚本文件中定义的，是VIVI映像运行时域的末地址，在此代码中使用前要用如下语句进行声明：
．extern vivi_end
其中：第[l]、[7]、[8]行的解释分别与未改进前的第
3．3 程序的跳转
针对本文所论及的系统，当系统加电或复位后，首先Nand Flash中的前4KB由硬件拷贝到位于0x40000000处的大小为4KB的内部SRAM中，然后此SRAM被映射到BankO处(Ox00000000)。PC从0x00000000处取指令执行。当遇到B或BL等跳转指令时，它会跳到当前地址加上一个偏移量的位置，它们属于相对跳转，它们的跳转范围是±32 MB，这使得B或BL指令不依赖于代码的存储位置，此时这些地址为加载时域的地址。在嵌入式系统中，还有一种实现长跳转的方式，就是使用ldr指令，它町以实现程序的绝对跳转，跳转范围为4G空间。
VIVI中实现程序跳转的代码为：
@jump to rain
<2>add pc, r1, #O
<3>1： blb@ infinite loop
<4>on_the_ram：
上文提到了加载时域与运行时域的概念，此时第<1>行获取的on_the_ram的地址就是运行时域的地址，此地址由上述链接脚本文件决定，第<2>行跳转到SDRAM中的on_the_ram处。
为了进一步深入说明程序的跳转，可以利用VIVI的反汇编文件来查看上述代码的反汇编情况。现分别给出此段代码下载时域和运行时域的存储布局。
下载时域此段代码在内部SRAM中的存储布局为：
<1>000000dc： e59f1278 ldr rl，[pc，#278]；0x35c
<2>000000eO： e281f000 add pc，rl，#0
<3>000000e4： eafffffeb Oxe4
<4>000000e8
...
<5>00000358：000055aa andeq r5，rO，r10，lsr #ll
<6>0000035c： 33f000e8 mvnccs rO．#240
运行时域此段代码被拷贝到SDRAM中的存储布局：
[1]33fOOOdc： e59f1278 ldr r1，[pc，#278]
[2133f000eO： e281f000 add pc，rl，#0
[3] 133mooe4： eaffffffeb Oxe4
[4]33fOOOe8
...
[5]33f00358： 000055aa andeqr5，rO，r10，lsr #11
[6]33f0035c： 33fOOOe8 mvnccs rO，#240
系统加电或复位从基地址0x00000000运行到上述代码的第<1>行时，r1获得地址0x0000035c处的值，从第<6>行知道此地址处的值为33f000e8，运行到第<2>行处，进行跳转，由于此时程序映像已经拷贝到SDRAM中，程序就跳到了运行时域此段代码的第[4]行处断续执行下面的程序，从而实现了程序从SRAM到SDRAM的跳转。
4 结语
Boot Loader的设计是嵌入式系统中的重要环节，它为系统的正常启动完成了一系列的初始化工作，设计一个简单高效功能强大的Boot Loader是嵌入式系统设计中一项重要工作。
本文的创新点：
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