基于Intel PXA270的Windows CE5.0下Boot Loader實現(xiàn)

● 啟動函數(shù)StartUp

StartUp函數(shù)是Boot Loader的入口函數(shù)，在CPU啟動后它將立即運行。該函數(shù)使用匯編語言編寫，完成初始化CPU、內(nèi)存(包括建立存儲器訪問和初始化緩存)等核心硬件，其主要完成的功能包括：使CPU進入正確的運行模式，以便CPU 能夠訪問所有的硬件資源；禁用所有的CPU中斷；關(guān)閉MMU和TLB；禁用Cache和write Buffer；初始化內(nèi)存控制器；初始化其他硬件設(shè)備，如時鐘等；將Boot Loader本身復(fù)制到內(nèi)存中；跳轉(zhuǎn)到C代碼中。

實現(xiàn)這些功能的代碼一般放置在StartUp.s文件中。由于此處是用匯編語言編寫的，有較強的硬件相關(guān)性，所以一般參考板的CPU與開發(fā)平臺的CPU考慮采用相同的架構(gòu)，這樣做可以不需要對寄存器的定義和初始化流程的等進行修改。

● 主控部分Main函數(shù)

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)轉(zhuǎn)入了C語言代碼執(zhí)行環(huán)境。Main函數(shù)的主要任務(wù)時調(diào)用 BLCommon中的BootloaderMain()函數(shù)。而BootloaderMain()函數(shù)是Boot Loader的主控函數(shù)，它控制了Boot Loader的完整執(zhí)行流程。它的主要工作如下。

(1)重定位全局變量函數(shù)KernelRelocate()，它將Boot Loader中的全局變量重定位到RAM中。這樣做的原因在于Boot Loader是在目標(biāo)設(shè)備的只讀媒體上運行的(本實際方案是在NOR Flash上)，這樣的情況下將使得Boot Loader的代碼對全局變量進行讀寫操作就會失敗。所以需要把全局變量所在的數(shù)據(jù)段移到RAM中，來確保全局變量可寫。

(2)初始化調(diào)試端口函數(shù)OEMDebugInit，主要任務(wù)是初始化調(diào)試輸出用的硬件端口，方便輸出調(diào)試信息。本方案初始化FFUART(全功能串口)用來輸出調(diào)試信息，在終端開發(fā)機上進行接收。

(3)初始化平臺函數(shù)OEMPlatformInit()，其作用是初始化目標(biāo)板上的的設(shè)備如實時時鐘，顯示屏、Flash、網(wǎng)卡等。

(4)預(yù)下載函數(shù)OEMPreDownloade()，主要任務(wù)是完成以太網(wǎng)下載前的一些準(zhǔn)備工作，如通過DHCP獲得IP地址或者初始化TFTP服務(wù)等。

(5)下載映像函數(shù)DownloadeImage()，該函數(shù)完成從遠(yuǎn)程開發(fā)機上下載操作系統(tǒng)映像。

(6)啟動映象函數(shù)OEMLaunch。

在實際開發(fā)中，本方案利用同屬Intel Xscale 270 CPU的MainstoneII開發(fā)板進行克隆，這樣使得大量的代碼可以共享，只需修改少許的OEM代碼和實現(xiàn)一些可選的OEM函數(shù)即可完成開發(fā)，減少未知錯誤。

Boot Loader通過對以上函數(shù)的調(diào)用，完成了對操作系統(tǒng)的映像的加載控制，函數(shù)的流程及其代碼位置如圖3所示。

圖3 Boot Loader函數(shù)調(diào)用流程

● Boot Loader的配置

BootLoader程序可以通過PB的集成編譯環(huán)境編譯鏈接，控制文件為.bib文件，.bib文件主要完成以下工作。

(1)配置目標(biāo)設(shè)備上的內(nèi)存分配信息，如目標(biāo)設(shè)備上的物理內(nèi)存起始地址、長度以及用途等；

(2)包含ROM信息，如起始位置、寬度等，這樣就可以正確的生成可以在ROM上運行的映像文件；

(3)需要打包文件列表。

對于Boot Loader文件的下載，可以通過仿真器下載，也可以通過其他調(diào)試程序下載，本方案采用的是直接燒寫到Flash中，因此要得到純二進制格式的映像以便燒寫進Flash。Boot Loader是系統(tǒng)啟動后第一個運行的程序，因此它必須放在CPU 上電和復(fù)位后立即運行的地址處。Xscale在上電和復(fù)位后是從物理地址0x00000000(片選0 Boot Flash的起始地址)開始運行的。

結(jié)束語

作為Windows CE操作系統(tǒng)的啟動部分，Boot Loader負(fù)責(zé)把Windows CE操作系統(tǒng)加載到內(nèi)存中，然后開始執(zhí)行。雖然最終的產(chǎn)品中可能不含Boot Loader，但是在開發(fā)和調(diào)試的時候Boot Loader是不可或缺的。只有得到一個穩(wěn)定工作的Boot Loader程序，才能夠更進一步開發(fā)Windows CE的BSP，直至最后整個系統(tǒng)的成功。