s3c2410的Bootloader(Vivi)简介

0．Bootloader

Bootloader(引导加载程序)是系统加电后运行的第一段代码，一般运行的时间非常短，但是对于嵌入式系统来说，这段代码非常重要。在我们的台式电脑当中，引导加载程序由BIOS（固件程序）和位于硬盘MBR中的操作系统引导加载程序（比如NTLOADER，GRUB和LILO）一起组成

在嵌入式系统当中没有像BIOS这样的固件程序，不过也有一些嵌入式CPU会在芯片内部嵌入一小段程序，一般用来将bootloader装进RAM中，有点类似BIOS，但是功能比BIOS弱很多。在一般的典型系统中，整个系统的加载启动任务全由bootloader来完成。在ARM中，系统上电或复位时通常从地址0x00000000处开始执行，而在这个位置，通常安排的就是系统的BOOTLOADER。通过这小段程序可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境设置到一个合适的状态！以为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

嵌入式LINUX系统从软件的角度可看成是4个层次：

（1）引导加载程序，包括固化在固件中（firmware）中的启动代码（可选）和BOOTLOADER两大部分。

（2）内核。特定于板子的定制内核以及控制内核引导系统的参数。

（3）文件系统。包括根文件系统和建立与FLASH内存设备上的文件系统。

（4）用户应用程序。特定于用户的应用程序，有时还包括一个GUI。

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| Bootloader | 参数 | Kernel | 文件系统 |

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大多书BOOTLOASER都包含两中模式，启动加载模式和下载模式

BOOTLOADER的启动流程

大多书分为两个阶段，第一个阶段主要是包含依赖于CPU的体系结构的硬件初始化代码，通常都是用汇编语言来实现的。这个阶段的任务有：

● 基本的硬件设备初始化（屏蔽所有中断、关闭处理器内部指令/数据CACHE等）

● 为第二阶段准备RAM空间

● 如果是从某个固态存储媒质中，则复制BOOTLOADER的第二阶段代码到RAM

● 设置堆栈

● 跳转到第二阶段的C程序入口点

第二阶段通常是由C语言实现的，这个阶段的主要任务有：

● 初始化本阶段所要用到的硬件设备

● 检测系统的内存映射

● 将内核映像和根文件系统映像从FLASH读到RAM

● 为内核设置启动参数

● 调用内核

BOOTLOADER调用LINUX内核的方法是直接跳转到内核的第一条指令处，即跳转MEM_START+0x8000地址处，在跳转的时候必须满足下面的条件

● CPU寄存器：R0为0，R1为机器类型ID，R2为启动参数，标记列表在RAM中的起始基地址

● CPU模式：必须禁止中断，CPU设置为SVC模式

● Cache和MMU设置：MMU必须关闭，指令CACHE可以打开也可以关闭，数据CACHE必须关闭

Vivi简介

vivi是韩国mizi 公司开发的bootloader, 适用于ARM9处理器。 Vivi有两种工作模式：启动加载模式和下载模式。启动加载模式可以在一段时间后（这个时间可更改）自行启动linux内核，这时vivi的默认模式。在下载模式下，vivi为用户提供一个命令行接口，通过接口可以使用vivi提供的一些命令，见下表：

命令

功能

Load

把二进制文件载入Flash或RAM

Part

操作MTD分区信息。显示、增加、删除、复位、保存MTD分区

Param

设置参数

Boot

启动系统

Flash

管理Flash，如删除Flash的数据

1 vivi的配置与编译

1.1 建立交叉开发环境

网上关于这方面的内容有很多，也可以用最简单的cross-tool来自动建立开发环境！

1.2 配置和编译vivi

如果vivi的源代码已根据开发板作了相应改动，则需要对源代码进行配置和编译，以生成烧入flash的vivi 二进制映象文件。

需修改/vivi/Makefile里的一些变量设置：

LINUX_INCLUDE_DIR = /usr/local/arm/2.95.3/include

CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-

ARM_GCC_LIBS = /usr/local/arm/2.95.3/lib/gcc-lib/arm-linux/2.95.3

进入/vivi目录执行make distclean。（目的是确保编译的有效性，在编译之前将vivi里所有的“*.o”和“*.o.flag”文件删掉）

进入/vivi目录里，输入“make menuconfig”，开始选择配置。可以Load一个写好的配置文件也可以自己修改试试。注意Exit时一定要选“Yes”保存配置。

再输入“make”正式开始编译，一会儿就完了。如果不报错，在/vivi里面就有你自己的“vivi”了。这个就是后面要烧写到flash中的bootloader。

vivi代码分析

vivi的代码包括arch，init，lib，drivers和include等几个目录，共200多条文件。

Vivi主要包括下面几个目录：

arch：此目录包括了所有vivi支持的目标板的子目录，例如s3c2410目录。

drivers：其中包括了引导内核需要的设备的驱动程序（MTD和串口）。MTD目录下分map、nand和nor三个目录。

init：这个目录只有main.c和version.c两个文件。和普通的C程序一样，vivi将从main函数开始执行。

lib：一些平台公共的接口代码，比如time.c里的udelay()和mdelay()。

include：头文件的公共目录，其中的s3c2410.h定义了这块处理器的一些寄存器。Platform/smdk2410.h定义了与开发板相关的资源配置参数，我们往往只需要修改这个文件就可以配置目标板的参数，如波特率、引导参数、物理内存映射等。