基于ARM嵌入式系统的Bootloader启动分析与移植

基于ARM嵌入式系统的Bootloader启动分析与移植

开发案例

基于ＡＲＭ嵌入式系统的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动分析与移植＊

黄健，陈荣征，李代平，

张希花

（广东工业大学计算机学院，广州５１０００６）

摘

要：Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动代码的分析与移植是嵌入式产品研发中最重要的环节之一，介绍嵌入式

及一般Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的启动过程；并重点分析了Ｕ－系统中Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的基本概念和功能、

ｂｏｏｔ在ＡＲＭＳ３Ｃ２４１０嵌入式系统中的启动过程和移植过程。

关键词：启动；移植；Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ；Ｕ－ｂｏｏｔ；嵌入式系统；ＡＲＭ；Ｓ３Ｃ２４１０

０引言

嵌入式系统出于经济性、价格方面的考虑一般不

配置ＢＩＯＳ，必须自行编写，这就是所需要的开机程序［１］。

Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ与ＰＣ中的ＢＩＯＳ类似，是操作系统和应用程序运行前的一段必须运行的一段代码，具有初始化处理器、外围硬件设备、加载操作系统的作用。Ｂｏｏｔ－

ｌｏａｄｅｒ在嵌入式系统中与硬件紧密结合，硬件配置不同时，Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动代码也不同，一般可以对同类型的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动代码修改与硬件相关的部分而使用。

１Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的有关概念和功能

Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ最主要的功能是引导加载内核镜像。

图１Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ引导系统和加载内核的流程图

启大多数Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ都包含两种不同的操作模式：“动加载”模式和“下载”模式，这种区别对于开发人员才有意义［３］。一般Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动过程主要分为两个阶段：Ｓｔａｇｅ１和Ｓｔａｇｅ２。Ｓｔａｇｅ１代码主要用于初始化及初始化本阶段需要使用的硬件，一般采用汇ＣＰＵ、

编语言编写，以提高系统运行的效率。Ｓｔａｇｅ２用Ｃ语言来实现，可以实现复杂的功能，同时代码具有更好的可读性和可移植性。Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ根据实现的功能不同，具体的目标系统和开发系统不同，使得每一种芯片的启动代码差别较大，通常，Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ引导系统和加载内核的流程如图１所示。

２Ｕ－ｂｏｏｔ在Ｓ３Ｃ２４１０上的启动分析

Ｕ－ｂｏｏｔ是由开源项目ＰＰＣＢｏｏｔ发展起来的，是目

前应用最为广泛的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ开源项目之一，目前已广泛应用于ＰｏｗｅｒＰＣ、ＡＲＭ嵌入式系统中。Ｕ－ｂｏｏｔ与大多Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ项目启动和移植过程类似，以下内容分析了Ｕ－ｂｏｏｔ在Ｓ３Ｃ２４１０嵌入式系统中启动过程中两个阶段的代码过程。

２．１启动过程Ｓｔａｇｅ１分析

Ｕ－ｂｏｏｔ的Ｓｔａｇｅ１代码通放在ｓｔａｒｔ．ｓ文件中，它用汇编语言写成，主要按步骤完成以下工作：

（１）定义入口

在由于一个可执行的Ｉｍａｇｅ必须有一个入口点，

现

代计算机（总第二六三期＊资金项目：广西自然科学基金赞助项目（桂科自０２２９００９）

收稿日期：２００７－０６－０５

修稿日期：２００７－０７－１６

作者简介：黄健（１９７６－），男，重庆人，硕士研究生，研究方向为ＡＲＭ嵌入式系统和网络并行计算