WinCE下BootLoader的啟動流程和開發(fā)經(jīng)驗

Windows CE最大程度繼承了桌面版Windows的豐富功能，但是Windows CE并不是一個通用的安裝版操作系統(tǒng)。在形形色色的嵌入式設(shè)備世界里，一款CE系統(tǒng)通常只能針對某一種硬件平臺生成。

　　一般來說，Windows CE的開發(fā)過程可以分為：0AL（OEM Abstraction Layer）、驅(qū)動、應(yīng)用程序開發(fā)三個步驟。其中，0AL開發(fā)最基本的一步是板級支持包（BSP），而BootLoader設(shè)計則在BSP開發(fā)中具有極為關(guān)鍵的地位。

　　1. 什么是BootLoader

　　嵌入式系統(tǒng)的啟動代碼一般由兩部分構(gòu)成：引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)境的初始化代碼。其中引導(dǎo)代碼一般也由兩部分構(gòu)成：第一部分是板級、片級初始化代碼，主要功能是通過設(shè)置寄存器初始化硬件的工作方式，如設(shè)置時鐘、中斷控制寄存器等，完成內(nèi)存映射、初始化MMU等。第二部分是裝載程序，將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的映像從只讀存儲器裝載或者拷貝到系統(tǒng)的RAM中并執(zhí)行。

　　（1）什么是板級BSP？

　　BSP（Board Support Package）是板級支持包，是介于主板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層，主要是為了支持操作系統(tǒng)，使之能夠更好的運(yùn)行于硬件主板。不同的操作系統(tǒng)對應(yīng)于不同形式的BSP，例如WinCE的BSP和Linux的BSP相對于某CPU來說盡管實現(xiàn)的功能一樣，可是寫法和接口定義是完全不同的。所以，BSP一定要按照該系統(tǒng)BSP的定義形式來寫，這樣才能與上層OS保持正確的接口，良好的支持上層OS。

　　（2）什么是BootLoader

　　在BSP中有一個重要的組成部分就是BootLoader，它是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過這段小程序，可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，為調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好環(huán)境。

　　一般來說，在嵌入式世界里BootLoader 是嚴(yán)重地依賴于硬件的，因此想建立一個通用的 BootLoader 幾乎是不可能的。不同的 CPU 體系結(jié)構(gòu)有不同的BootLoader，而且除了依賴于 CPU的體系結(jié)構(gòu)外，BootLoader還依賴于具體的嵌入式板級設(shè)備的配置。這也就是說，對于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們是基于同一種 CPU 結(jié)構(gòu)而構(gòu)建的，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的 BootLoader 程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，通常也都需要修改 BootLoader 的源程序。

　　2. BootLoader在PC機(jī)與嵌入式的區(qū)別比較

　　（1）引導(dǎo)程序在PC機(jī)和嵌入式上的區(qū)別

　　一般來說，在PC的硬件平臺上，由于硬件啟動根本就不是通過BootLoader（而是通過BIOS），所以BootLoader就不需要對CPU加電后的初始化做任何工作。在桌面系統(tǒng)中，有以下幾種設(shè)備可以作為啟動設(shè)備使用：硬盤、USB盤、光盤驅(qū)動器、還有網(wǎng)卡的Boot ROM等。但無論選擇了哪一種啟動設(shè)備，操作系統(tǒng)都會去將該設(shè)備起始地址的內(nèi)容讀入內(nèi)存，BIOS將控制移交給引導(dǎo)裝載程序。如果啟動設(shè)備是IDE硬盤，這時通常將引導(dǎo)裝載程序裝入第一個扇區(qū)（通常被稱做主引導(dǎo)扇區(qū)，MBR），然后將內(nèi)容讀入內(nèi)存再運(yùn)行。

　　在嵌入式平臺上，引導(dǎo)裝載程序是在硬件上執(zhí)行的第一段代碼，通常將引導(dǎo)程序放置在不易丟失的存儲器的開始地址或者是系統(tǒng)冷啟動時PC寄存器的初始值。在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒有像BIOS那樣的固件程序，因此整個系統(tǒng)的加載啟動任務(wù)就完全由BootLoader來完成，引導(dǎo)程序完成自己的任務(wù)后，也將控制權(quán)移交給操作系統(tǒng)。因此，BootLoader是最先被執(zhí)行的程序，所以就必須包括加電初始化程序。

　　（2）BSP在嵌入式和桌面Windows中的區(qū)別