對于計算機系統來說,從計算機開機上電的到操作系統的啟動需要一個引導過程。
嵌入式Linux同樣也需要一個引導的過程,及引導程序就叫做
Bootloader。Bootloader是在操作系統啟動之前執行的一小段程序,通過這段小程序,我們可以初始化硬件設備、建立內存空間映射表,從而建立適當系統軟硬件環境,為最終調用操作系統內核做好準備。
對于
嵌入式系統,Bootloader是基于特定平臺來實現的,因此幾乎不可能為所有的計算機操作系統建立一個通用的Bootloader,不同的處理器架構都有不同的Bootloader,Bootloader不但依賴于CPU的體系結構,而且依賴于嵌入式系統板級的設備的配置。對于兩塊不同的
嵌入式開發板,即使他們使用同一種處理器,要想讓運行于一塊板子上的Bootloader運行在另一塊板子上,一般都需要修改Bootloader源程序。
反過來大多數的Bootloader都具有很多的共性,某些Bootloader也能夠支持多種體系結構的嵌入式系統。例如:
u-boot就同時支持Powerpc、ARm、MIPS和X86等等的體系結構,支持的板子有上百種,通常他們都能夠自動從存儲介質上啟動,都能夠引導操作系統啟動,并且大部分都可以支持串口和網口的操作。
系統加電或者復位后,cpu通常都會從某個地址開始執行,這是由處理器決定的,對于ARM處理器而言會從0x00000000取第一條指令,嵌入式系統的開發板都要把ROM和FLASH映射到這個地址上,因此必須將Bootloader的程序存儲在相應的FLASH位置,這樣系統加電后就會首先執行它。u-boot的啟動一般流程:第一階段:依賴cpu初始化外圍硬件代碼,通常用匯編代碼實現1、設置cpu的工作模式;2、關中斷,以防止意外發生;
mrs
r0,cpsr//讀取cpsr中的數據到r0中
bic r0,r0,#0x 1f//將寄存器r0的值和0x1f的反碼安位與之后將結果存儲在r0中相當于清零
orr r0,r0,#0xd3//將寄存器r0的值和0xd3 安位或之后將結果保存在r0寄存器之中,關閉中斷
msr
cpsr,r0//將cpsr中的數值寫到r0寄存器中3、關閉看門狗,避免系統重啟;#ifdefined(CONFIG_S3C2400)||defined(CONFIG_S3C2410)||defined(CONFIG_S3C2440)
# if defined(CONFIG_S3C2400)#
define pWTCON
0x15300000#
define INTMSK
0x14400008
#
define CLKDIVN
0x14800014
#else#
define pWTCON
0x53000000#
define INTMSK
0x4A000008
#
define INTSUBMSK 0x4A00001C#
define CLKDIVN
0x4C000014
# endif4、設置back初始化,設置cpu的工作頻率;#if defined(CONFIG_S3C2440)
ldr
r0, =CLKDIVN
mov
r1,#5
str
r1,[r0]
mrc p15,0,r1,c1,c0,0
orr r1, r1,#0xc0000000
mcr p15,0,r1,c1,c0,0
mov r1,#CLK_CTL_BASE
mov r2,#MDIV_405
add r2,r2,#PSDIV_405
str r2,[r1,#0x4]#else
ldr
r0, =CLKDIVN
mov
r1, #3
str
r1, [r0]#endif
adr r0, _start
//adr是讀取地址的偽指令,表示將_start標示的運行地址給r0
ldr
r1, _TEXT_BASE
// 表示將_TEXT_BASE 指向的地址中的數據拷貝到r1中
cmp
r0, r1
//比較是否相同
beq
stack_setup
//相同跳轉出去
ldr
r2, _
armboot_start
//start起始地址,包含RO代碼段+RW
數據段+ZI
全局變量ldr
r3, _bss_start
//全局變量的地址
sub
r2, r3, r2
//相減之后得到的是代碼段+數據段的總大小
add
r2, r0 r2,
//r0是要燒錄的內容,表示的是燒錄的代碼段+數據段的結束地址
copy_loop:
ldmia
r0!, {r3-r10}
//ldmia批量的拷貝,向后拷貝32位到r3-r10(將r0中的數據讀出到r3-r10的,r0自動加一)
stmia
r1!, {r3-r10}
//stmia批量的存儲到r1上也就是目標運行的地址上(將r3-r10中的數據保存到r1指向的地址上,r1自動加一)
cmp
r0, r2
//r0 燒錄的起始地址,r2燒錄的結束地址,相等則說明拷貝完成
ble copy_loop#endif
6、設置建立堆棧;7、執行內存地址上的程序,該工作可以使ldr
pc來完成;start.s是u-boot啟動所執行的第一個文件,它說做的是設置系統堆棧和cpu的工作方式,為進入c程序奠定基礎。第二階段:用c語言完成,以實現更復雜的命令1、
調用系統一系列的初始化函數;2、
初始化Flash設備;3、
初始化系統內存分配函數;4、
如果目標系統有NAND設備,則初始化NAND設備;5、
如果系統擁有顯示設備,則初始化該類設備;6、
初始化相關網絡設備,填寫IP、MAC地址等;7、
進去命令循環(即整個boot的工作循環),接收用戶從串口輸入的相關命令,然后進行相應的工作;
關鍵詞:
Bootloaderu-boot啟動模