WinCE下BootLoader的啟動流程和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)

　　而對嵌入式系統(tǒng)來說情況則完全不同，目前市場上有多種結(jié)構(gòu)的嵌入式CPU（如X86，ARM，MIPS等），而且為了性能的需要，外圍設(shè)備也會有不同的選擇和定義。因此，一個嵌入式操作系統(tǒng)針對不同的CPU會有不同的BSP，又即使同一種CPU，由于外設(shè)的差別其BSP也會不一樣。所以根據(jù)硬件設(shè)計(jì)編寫和修改BSP，是保證嵌入式系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個重要環(huán)節(jié)。

　?。?）嵌入式BSP與PC機(jī)主板BIOS的區(qū)別

　　PC機(jī)主板上的BIOS首先是負(fù)責(zé)在電腦開啟時檢測、初始化系統(tǒng)設(shè)備、裝入操作系統(tǒng)并調(diào)度操作系統(tǒng)向硬件發(fā)出的指令。它的Firmware代碼是在芯片生產(chǎn)過程中固化的，一般來說用戶是無法修改。然后，為下載運(yùn)行操作系統(tǒng)做準(zhǔn)備，把操作系統(tǒng)由硬盤加載到內(nèi)存，并傳遞一些硬件接口設(shè)置給系統(tǒng)。在OS正常運(yùn)行后，BIOS的作用基本上也就完成了，這就是為什么更改BIOS一定要重新關(guān)機(jī)開機(jī)。

　　從這個角度來說，PC機(jī)BIOS的作用就象嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader，都是最底層的引導(dǎo)軟件，初始化主板的基本設(shè)置，為接收外部程序做硬件上的準(zhǔn)備。但與Bootloader不同的是，BIOS在裝載OS系統(tǒng)的同時還傳遞一些參數(shù)設(shè)置，而Bootloader只是簡單的裝載系統(tǒng)。盡管BSP的開始部分和BIOS所做的工作類似，可是大部分又和BIOS不同，作用也完全不同。因?yàn)锽SP還包含和系統(tǒng)有關(guān)的基本驅(qū)動，程序員可以編程修改BSP，在BSP中任意添加一些和系統(tǒng)無關(guān)的驅(qū)動或程序，甚至可以把上層開發(fā)的統(tǒng)統(tǒng)放到BSP中。而BIOS程序是用戶不能更改和編譯編程的，只能對參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置，當(dāng)然更不會包含一些基本的硬件驅(qū)動。

　　3. BootLoader的啟動流程

　　大多數(shù) BootLoader 都包含兩種不同的操作模式：啟動加載模式和下載模式。啟動加載模式也稱為自主模式，即 BootLoader 從目標(biāo)機(jī)上的某個固態(tài)存儲設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到 RAM 中運(yùn)行，整個過程并沒有用戶的介入。而下載模式則是目標(biāo)機(jī)上的 BootLoader 將通過串口連接或網(wǎng)絡(luò)連接等通信手段從主機(jī)（Host）下載文件。從主機(jī)下載的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目標(biāo)機(jī)的 RAM 中，然后再被 BootLoader 寫到目標(biāo)機(jī)上的FLASH 類固態(tài)存儲設(shè)備中。這種模式通常在第一次安裝內(nèi)核與根文件系統(tǒng)時被使用，或系統(tǒng)更新時使用。一般嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader較為常用的是啟動加載模式，它的加載流程也是我們要重點(diǎn)討論的內(nèi)容。

　?。?）啟動部分

　　啟動部分主要是實(shí)現(xiàn)初始化硬件的功能。在參考板的BootLoader目錄下，會發(fā)現(xiàn)一些.s文件，可能會是init.s或者是reset.s等，這樣的文件是CPU加電后最先執(zhí)行的代碼。接著Oal.exe通過Startup函數(shù)完成硬件的初始化，StartUp 函數(shù)是BootLoader的入口函數(shù)。該函數(shù)一般是使用匯編語言編寫，與CPU關(guān)系非常緊密，能完成初始化CPU、內(nèi)存等核心硬件。

　　Startup.s代碼與硬件平臺的Bootloader啟動代碼共用。如果是熱啟動，即在該函數(shù)調(diào)用之前已經(jīng)啟動了Bootloader程序，相當(dāng)基本硬件初始化已經(jīng)完成，則直接跳轉(zhuǎn)到OALStartUp函數(shù)中；否則需要進(jìn)行硬件中斷屏蔽、內(nèi)存、系統(tǒng)時鐘頻率、電源管理等硬件的基本初始化過程。在系統(tǒng)硬件初始化完畢之后，Startup調(diào)用OALStartUp函數(shù)，OALStartUp函數(shù)主要完成將OEMAddressTable表傳遞給內(nèi)核，然后調(diào)用KernelStart函數(shù)跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核。因此，這部分工作是BootLoader的一大重點(diǎn)。

　?。?）主控部分

　　StartUp 函數(shù)初始化CPU等核心硬件并跳轉(zhuǎn)到Main函數(shù)后，系統(tǒng)就會轉(zhuǎn)入C語言代碼執(zhí)行環(huán)境。這時函數(shù)分為3個模塊：BLCOMMON、Download Function、FLASH Function。其中BLCOMMON模塊是由微軟提供的，執(zhí)行一些邏輯上的功能，因此建議開發(fā)人員不要對其進(jìn)行修改。而Download Function、FLASH Function中的函數(shù)與硬件平臺息息相關(guān)，因此對于每種硬件平臺都要將函數(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行修改。

　　其中，BLCOMMON庫是與BootLoader程序鏈接在一起的，BLCOMMON庫的入口點(diǎn)為BootloaderMain函數(shù)，它是Startup匯編函數(shù)完成后跳轉(zhuǎn)至該入口的。Main函數(shù)的主要任務(wù)時調(diào)用BLCommon中的 BootloaderMain（）函數(shù)，這是BootLoader的主控函數(shù)，它控制了BootLoader的完整執(zhí)行流程。這部分代碼由C語言實(shí)現(xiàn)，是BLCOMMON代碼的一部分，它可以用來執(zhí)行比較復(fù)雜的操作。比如檢測內(nèi)存和Flash的有效性、檢測外部設(shè)備接口、檢測串口并且向已經(jīng)連接的主機(jī)發(fā)送調(diào)試信息、通過串口等待命令、啟動網(wǎng)絡(luò)接口、建立內(nèi)存映射等匯編無法完成