ARM裸機(jī)開(kāi)發(fā)bootloader我是bootloader設(shè)計(jì)師

1、什么是bootloader

如果說(shuō)系統(tǒng)內(nèi)核是航天飛機(jī)的話，那么bootloader就是助推器，它帶動(dòng)了內(nèi)核。在內(nèi)核啟動(dòng)之前它要做許多硬件的初始化操作，來(lái)適合系統(tǒng)的安全啟動(dòng)。

2、bootloader設(shè)計(jì)方法-模仿

90%的設(shè)計(jì)從模仿開(kāi)始，模仿加入自己的想法就是設(shè)計(jì)。bootloader的模仿我們一般會(huì)參照行業(yè)老大uboot。

3、uboot簡(jiǎn)介

uboot可以支持多種嵌入式cpu，例如X86、ARM、MIPS

還可以支持多種嵌入式操作系統(tǒng)，例如wince、linux、vxworks、QNX

uboot分為自主模式和開(kāi)發(fā)模式：自主模式下，uboot的運(yùn)行不需要人的參與，這往往也是產(chǎn)品模式。

開(kāi)發(fā)模式是供開(kāi)發(fā)人員使用，對(duì)uboot進(jìn)行修改，來(lái)適應(yīng)自己的需要。

4、uboot的查看

我們一般會(huì)使用sourceinsight來(lái)查看相對(duì)比較大的程序，它可以自動(dòng)定位函數(shù)位置。這方便了我們的查找。

二、ARM的啟動(dòng)流程

為什么要關(guān)心ARM的啟動(dòng)流程

這是因?yàn)檐浖脑O(shè)計(jì)要遵循硬件的要求。滿足硬件的一些要求。

主要從三個(gè)方面進(jìn)行介紹：1、啟動(dòng)方式 2、地址布局 3、啟動(dòng)流程

幾點(diǎn)說(shuō)明：一上電，處理器會(huì)從0地址開(kāi)始讀取指令并執(zhí)行。 Nandflash不參與統(tǒng)一編址。

2440：

1、啟動(dòng)方式：Norflash Nandflash

2、內(nèi)存地址從00x30000000開(kāi)始

3、啟動(dòng)流程（來(lái)自手冊(cè)）：s3c2440A boot code can be executed on an external NAND flash memory. In order to support nand flash bootloader, the s3c2440A is equipped with an internal SRAM buffer called "steppingstone". When booting, the first 4 KBytes of the NAND flash memory will be loaded into steppingstone and the boot code loaded into stippingstone will be executed.

Generally, the boot code will copy NAND flash content to SDRAM. the main program will be executed on the SDRAM.

6410:

1、啟動(dòng)方式：SROM、OneNAND、MODEM、IROM（NAND、SD）

2、bootloader的起始地址0x0C000000, 之前的為internal ROM。0地址處為映像區(qū)。DRAM起始地址為0x50000000.

3、a、iROM supportsinitialboot up : initialize system clock, D-TCM, device specific controller and booting device.

b、iROM boot codes can load4KBof bootloader tostepping stone. The8 KBbootloader is called BL1.

c、BL1:BL1 can initialize system clock, UART, and SDRAM for user. After initializing, BL1 will load remaining boot loader which is calledBL2on theSDRAM

d、Finally,jump to start address of BL2. That will make good environment to use system.

210:

1、啟動(dòng)方式：同6410

2、地址布局：0地址處為Boot area，內(nèi)存地址從0x20000000開(kāi)始。

3、啟動(dòng)流程：a、iROM can do initial boot up : initialize system clock, device specific controller and booting device.

b、b、iROM boot codes can load boot-loader to SRAM. The boot-loader is called BL1. then iROM verify integrity of BL1 in case of secure boot mode.

c、BL1 will be executed: BL1 will load remained boot loader which is called BL2 on the SRAM then BL1 verify integrity of BL2 in case of secure boot mode.

d、BL2 will be executed: BL2 initialize DRAM controller then load OS data to SDRAM

e、finally, jump to start address of OS. that will make good environment to use system.

三、Uboot 工作流程分析

1、程序入口

2、第一階段程序分析

3、第二階段程序分析

也就是上面談到的BL1和BL2，這兩部分也是要我們自己來(lái)編寫(xiě)的部分。BL0廠家已固化在硬件中，就不需要我們自己編寫(xiě)了。

2440

1、查看兩個(gè)文件

1、uboot下的Makefile

2、uboot/board/samsung/smdk2440/uboot.lds下查看代碼段首文件，ENTRY標(biāo)明程序入口（鏈接器腳本），start.S（cup/s3c24XX/start.o（.text））。

2、BL1分析（入口start.S 中 _start）

使用source Insight

分析/cpu/s3c24XX/start.S

提示：start.S中設(shè)置堆棧為c語(yǔ)言做鋪墊。

1、設(shè)置中斷向量表

2、設(shè)置處理器為SVC模式

3、刷新I/D cache

4、關(guān)閉mmu和cache

5、初始化系統(tǒng)時(shí)鐘

6、初始化串口

7、簡(jiǎn)單初始化nand flash

8、進(jìn)行內(nèi)存初始化

9、nand flash中的bl到內(nèi)存

10、設(shè)置堆棧

11、清除bss段

3、BL2分析(入口start_armboot)

1、初始化串口

2、LCD初始化

3、初始化網(wǎng)卡

4、初始化LED

5、執(zhí)行用戶輸入命令（死循環(huán)，一直等待用戶的使用）

6410同2440幾乎有同樣的工作，不過(guò)執(zhí)行的先后順序和方式不同。而210是新版本的U-boot，它的BL1、BL2分別產(chǎn)生了兩個(gè).bin文件。它有廠家固化的irom，BL1被到iram中，BL2被到內(nèi)存中。

三、Bootloader架構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，我們遵循的原則：盡量歸類(lèi)整理，分階段去完成。還就是要盡早的使用c語(yǔ)言這樣編程比較簡(jiǎn)單些。下面是思維導(dǎo)圖：