ARM启动过程.ppt

嵌入式与ARM体系结构*――BootLoader的概念、软件设计的主要任务以及结构框架等内容。 一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次:。包括固化在固件(firmware)中的boot代码(可选),和BootLoader两大部分。。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。。包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上文件系统。通常用ramdisk来作为rootfs。。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式GUI有:MicroWindows和MiniGUI。引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。回忆一下PC的体系结构我们可以知道,PC机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘MBR中的OSBootLoader(比如,LILO和GRUB等)一起组成。BIOS在完成硬件检测和资源分配后,将硬盘MBR中的BootLoader读到系统的RAM中,然后将控制权交给OSBootLoader。BootLoader的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM中,然后跳转到内核的入口点去运行,也即开始启动操作系统。 而在嵌入式系统中,通常并没有像BIOS那样的固件程序(注,有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序),因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。比如在一个基于ARM7TDMIcore的嵌入式系统中,系统在上电或复位时通常都从地址0x00000000处开始执行,而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。,一种是可以直接从Flash启动,另一种是可以将压缩的内存映像文件从Flash(为节省Flash资源、提高速度)中复制、解压到RAM,再从RAM启动。当电源打开时,一般的系统会去执行ROM(应用较多的是Flash)里面的启动代码。这些代码是用汇编语言编写的,其主要作用在于初始化CPU和板上的必备硬件如内存、中断控制器等。有时候用户还必须根据自己板子的硬件资源情况做适当的调整与修改。系统启动代码完成基本软硬件环境初始化后,对于有操作系统的情况下,启动操作系统、启动内存管理、任务调度、加载驱动程序等,最后执行应用程序或等待用户命令;对于没有操作系统的系统直接执行应用程序或等待用户命令。设置中断异常向量系统寄存器配置看门狗及外围电路初始化存储器电路初始化初始化栈指针变量初始化数据区准备高级语言入口函数调用启动代码是用来初始化电路以及用来为高级语言写的软件做好运行前准备的一小段汇编语言,在商业实时操作系统中,启动代码部分一般被称为板级支持包,英文缩写为BSP。它的主要功能就是:电路初始化和为高级语言编写的软件运行做准备。右图:,BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。通常,BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式世界。因此,在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。尽管如此,我们仍然可以对BootLoader归纳出一些通用的概念来,以指导用户特定的BootLoader设计与实现。。有些BootLoader也支持多种体系结构的CPU,比如U-Boot就同时支持ARM体系结构和MIPS体系结构。除了依赖于CPU的体系结构外,BootLoader实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。这也就是说,对于两块不同的嵌入式板而言,即使它们是基于同一种CPU而构建的,要想让运行在一块板子上的BootLoader程序也能运行在另一块板子上,通常也都需要修改BootLoader的源程序。