嵌入式系統(tǒng)中引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)

在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，技術(shù)難點(diǎn)主要在于系統(tǒng)引導(dǎo)程序的編寫，為此本文將詳細(xì)論述在ARM7基礎(chǔ)上開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時(shí)引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)。

引導(dǎo)加載程序是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段軟件代碼。當(dāng)一個(gè)微處理器最初啟動時(shí)，他首先執(zhí)行預(yù)定地址處的指令。通常這個(gè)位置是只讀內(nèi)存，其中存放著系統(tǒng)初始化或引導(dǎo)程序。在PC系統(tǒng)中，引導(dǎo)加載程序由BIOS(其本質(zhì)就是一段固件程序)和位于硬盤MBR中的操作系統(tǒng)BootLoader(比如，LILO和GRUB等)一起組成。BIOS進(jìn)行CPU初始化、配置其他硬件，并完成硬件檢測和資源分配。然后，BIOS判斷出哪一個(gè)磁盤包含有操作系統(tǒng)，再把硬盤MBR中的Boot Loader讀到系統(tǒng)的RAM中，然后將控制權(quán)交給操作系統(tǒng)BootLoader。BootLoader的主要運(yùn)行任務(wù)就是將內(nèi)核映象從硬盤上讀到RAM中，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的入口點(diǎn)去運(yùn)行，也即開始啟動操作系統(tǒng)，并把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)，再由操作系統(tǒng)引導(dǎo)其他應(yīng)用程序。

在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒有像BIOS那樣的固件程序(注：有的嵌入式CPU也會內(nèi)嵌一段短小的啟動程序)，因此整個(gè)系統(tǒng)的加載啟動任務(wù)就完全由BootLoader來完成。比如在一個(gè)基于ARM7TDMIcore的嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)在上電或復(fù)位時(shí)通常都從地址0x00000000處開始執(zhí)行，而在這個(gè)地址處安排的通常就是系統(tǒng)的BootLoader程序。

2 引導(dǎo)程序流程

嵌入式系統(tǒng)的資源有限，程序通常都是固化在ROM中運(yùn)行。ROM中程序執(zhí)行前，需要對系統(tǒng)硬件和軟件運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化，這些工作由用匯編語言編寫的引導(dǎo)程序完成。引導(dǎo)程序是嵌入式程序的開頭部分，應(yīng)與應(yīng)用程序一起固化在ROM中，并首先在系統(tǒng)上運(yùn)行。他應(yīng)包含各模塊中可能出現(xiàn)的所有段類，并合理安排他們的次序。寫好引導(dǎo)程序是設(shè)計(jì)好嵌入式程序的關(guān)鍵，系統(tǒng)引導(dǎo)程序所執(zhí)行的操作依賴于正在開發(fā)其軟件的系統(tǒng)，一般流程包括：初始化端口，屏蔽中斷，把程序拷貝到SRAM中；完成代碼的重映射；配置中斷句柄，連接到C語言人口，進(jìn)入應(yīng)用程序主循環(huán)。

3 詳細(xì)步驟

(1)設(shè)置人口指針

引導(dǎo)程序首先必須定義人口指針，而且整個(gè)應(yīng)用程序只有一個(gè)入口指針。

(2)設(shè)置中斷向量

ARM7要求中斷向量表必須設(shè)置在從。地址開始，連續(xù)8X4B的空間。在0x0一Ox000000lc位置放置7條跳轉(zhuǎn)指令，分別實(shí)現(xiàn)各種異常處理程序，包括0x00000000：Reset_Handler(復(fù)位)，0x00000004：Undefined-Handler(未定義指令錯(cuò)誤)，Ox00000008：SWI_Handler(軟件中斷)，0x0000000C：Prefetch_Handier(預(yù)取指令錯(cuò)誤)，0x00000010：Abort_Handler(數(shù)據(jù)存取錯(cuò)誤)，0x00000014：保留的中斷向量，0x00000018：IRQ_Handier，