课嵌入式系统BootLoader技术.pptVIP

　　;　　;从一个最小的“操作系统”说起;Boot Loader程序基本概念;PC机的引导装载简介（1/2）;PC机是通过BIOS来启动机器: 1、当PC机加电之后，BIOS启动相应的程序完成机器自检POST（Power-On Self Test）； 2、寻找可以引导的驱动器，即启动盘IPL（Initial Program Load Device）； 3、若找到合法的引导扇区（以0xAA55结束），那么就会将引导扇区的内容（共512字节）装载到内存0x0000:7C00处。 4、BIOS把控制权限交给系统引导扇区的程序。;BIOS Boot Specification 用于描述BIOS识别各类IPL(Initial Program Load)设备，并进行引导设备优先级排序、启动加载等功能。 BIOS启动时采用实模式（real mode）寻址，寻址空间为16位。 BIOS启动程序采用汇编语言编写，这使得编写BIOS程序变得比较复杂。 ;BIOS内存分布图 BIOS Entry 0xFFFF0h BIOS Boot Block 0xFe000h ～ 0xFFFFFh （Extended）BIOS Data Area Boot Sector 0x7c00h Interrupt Vector 0x0000h ～ 0x3ffh;BIOS映像文件 BIOS-bochs-latest 源代码 C程序：rombios.c、rombios32.c 汇编代码：rombios32start.S Makefile BIOS映像生成工具 biossums.c ;BIOS-bochs-latest;16位实模式程序 Power-up Entry Point（系统上电入口） ：0xfff0 POST Entry Point（系统检测入口）：0xe05b INT 19H（系统引导入口）：0xe6f2 - int19_relocated - int19_function INT 18H：int18_handler ;嵌入式系统的Boot Loader程序（1/2）;Boot Loader的实现依赖于硬件环境 CPU体系结构：ARM、PPC、x86、MIPS 板级设备：时钟、FLASH、通讯端口 Boot Loader的入口地址 Boot Loader与开发机的通讯机制 串口 网络 专用Boot Loader 通用Boot Loader：U-boot、Redboot;由Boot Loader启动操作系统的方式;简单Bootloader 只具有系统引导功能 具有监控功能（Monitor）的Bootloader 调试支持 内存读写 Flash烧写 网络下载 环境变量配置;名称;　　;Boot Loader的典型框架结构;Boot Loader阶段1介绍（1/4）;2）为加载阶段2准备RAM空间 除了阶段2可执行映象的大小外，还必须把堆栈空间也考虑进来 必须确保所安排的地址范围的确是可读写的RAM空间 内存区域有效性检测方法 保存指定内存区域 写入预定数据 读入数据并比较 恢复内存数据;3）拷贝阶段2代码到RAM中 4）设置堆栈指针sp 5）跳转到阶段2的C语言入口点 Boot Loader 的阶段1执行完成后的RAM 空间布局，如下图：;Boot Loader阶段1介绍（4/4）;Boot Loader阶段2介绍（1/8）;2）检测系统的内存映射 内存映射的描述 可以用如下数据结构来描述RAM地址空间中的一段连续的地址范围： 内存映射的检测 ;连续内存区域探测——X86系统内存探测算法举例 for (p = (char *)0x100000; (int)p 0 p += delta) { for (ix = 0; ix N_TIMES; ix++) /* 保存内存原有信息 */ { temp[ix] = *((int *)p + ix); *((int *)p + ix) = TEST_PATTERN; /*TEST_PATTERN 0/ } cacheFlush (DATA_CACHE, p, 4 * sizeof(int)); if (*(int *)p != TEST_PATTERN) /* 测试内存单元有效性 */ p -= delta; for (ix = 0; ix N_TIMES; ix++) /* 恢复内存原有信息 */ *((int *)p + ix) = temp[ix]; };非连续内存区域探测——具有空洞内存的探测 from 内存区域低端 to 内存区域最高端，以页为单位进行内存探测