【正文】 四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。實現(xiàn)bootloader，就基于以上原因，在擴展功能上進行了更多的支持。 } /* NOTREACHED no way out of mand loop except booting */ 代碼的編譯（1） ，把編寫好的代碼打包壓縮成“”，并將其復制到“/opt/EmbedSky/”目錄下，然后進入該目錄，運行“tar xvfj C /”命令解壓這個壓縮包。 reg 6。 for (reg = 0。ifdef CONFIG_VFD /* must do this after the framebuffer is allocated */ drv_vfd_init()。 CFG_CMD_NAND)// puts (NAND: )。init_fnc_t *init_sequence[] = { cpu_init, /* basic cpu dependent setup */ board_init, /* basic board dependent setup */ interrupt_init, /* set up exceptions */ env_init, /* initialize environment */ init_baudrate, /* initialze baudrate settings */ serial_init, /* serial munications setup */ console_init_f, /* stage 1 init of console */ display_banner, /* say that we are here */if defined(CONFIG_DISPLAY_CPUINFO) print_cpuinfo, /* display cpu info (and speed) */endifif defined(CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO) checkboard, /* display board info */endif dram_init, /* configure available RAM banks */ display_dram_config, NULL,}。if defined(CONFIG_S3C2440) ldr r0, =pWTCON mov r1, 0x0 str r1, [r0] mov r1, 0xffffffff ldr r0, =INTMSK str r1, [r0]mov r0, 0 mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 /* flush v3/v4 cache */ mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 /* flush v4 TLB */ （4）關閉MMU，內(nèi)部指令/數(shù)據(jù)cache以及寫緩沖區(qū)，ARM體系bootloader中都無需MMU的功能，所有的地址都直接使用物理地址；cache也都關閉，原因可參看上一章相關內(nèi)容 。下圖為具體的存儲布局圖： Uboot存儲映射圖 模式設計對于普通用戶來說只需要bootloader的啟動加載模式，但是對于開發(fā)者來說，則需要下載模式，因為他們需要時時刻刻地進行一些鏡像的更新。（2）代碼具有更好的可讀性與移植性：若對于相同的CPU以及存儲設備，要增加外設支持，階段1的代碼可以維護不變，只對階段2的代碼進行修改；若要支持不同的CPU，則基礎代碼只需在階段1中修改。其主要包括匯編器as、C編譯器gcc、C++編譯器g++、連接器ld和相關的二進制轉換工具，而基于ARM平臺的工具分別為armlinuxas、armlinuxgcc、armlinuxg++、armlinuxld，這些也是平常所說的交叉編譯工具?！? 16/32位RISC體系結構和ARM920T內(nèi)核強大的指令集。其低功耗，簡單，且全靜態(tài)設計特別適合于對成本和功率敏感型的應用?！? CPU模式：關閉中斷； 屬于SVC模式； Bootloader中沒有必要支持中斷的實現(xiàn)，這屬于內(nèi)核機制以及設備驅動管理的管理范疇；SVC模式是系統(tǒng)的一種保護模式，這樣就可以進行一些只能在SVC模式下的操作，例如一些特定寄存器訪問操作。另外，不同的操作系統(tǒng)，可能對具體的bootloader還會有另外額外的要求。下載模式：在這種模式下，目標機上的bootloader將通過串口或者網(wǎng)絡連接或者其它通信手段從主機下載文件，比如：下載內(nèi)核鏡像和根文件系統(tǒng)鏡像等。也就是說，對于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們基于相同的CPU構建，運行在其中一塊電路板上的bootloader，未必能夠運行在另一塊電路開發(fā)板上。圖 嵌入式Linux系統(tǒng)組成 引導加載程序是系統(tǒng)加電后運行的第一段代碼?！? 將寄存器lr_mode設置成返回地址。ARM體系中中斷向量表中指定了各異常中斷及處理程序的對應關系。★ operand2 位0－11，表示第二操作數(shù)編碼。★ 具有RISC指令的特點 由于ARM指令屬于RISC指令，所以多具有RISC指令的特點，指令少，且等長，便于充分利用流水線技術，使用多寄存器，且為簡單的Load和Store指令。一般地，ARM指令具有以下特點：★ 指令的條件執(zhí)行 ARM指令都是條件執(zhí)行，條件標志位位于程序代碼字節(jié)的cond位（位28 － 31，下文會介紹）。這些字單元的地址可以被4整除，也就是說該地址的低兩位為0b00。在特權模式下，軟件可以修改這些控制位： I：普通中斷禁止位；I＝1時禁止IRQ中斷。當特定的異常中斷發(fā)生時，這個寄存器用于存放當前程序狀態(tài)寄存器的內(nèi)容?！? 當異常中斷發(fā)生時，該異常模式特定的物理R14被設置成該異常模式將要返回的地址，對于有些異常模式，R14的值可能與將返回的地址有個常數(shù)的偏移量。通常操作系統(tǒng)的任務需要訪問所有的系統(tǒng)資源，同時該任務仍然使用用戶模式下的寄存器組，而不是使用異常模式下相應的寄存器組，這樣可以保證當異常中斷發(fā)生時任務狀態(tài)不被破壞。處理器模式可以通過軟件控制進行切換，也可以通過外部中斷或異常處理過程進行切換。5. 控制器：ARM的控制器采用的是硬接線的可編程邏輯陣列PLA。下圖所示的是ARM構架圖。另外，為了加速通信和多媒體中有關數(shù)字信號的處理，ARM處理器在RISC的基礎上增加了許多原屬DSP核中的關鍵部件。而余下的80％的指令卻不經(jīng)常使用，在程序設計中只占20％，顯然，這種結構是不太合理的。★ 內(nèi)嵌并行讀/寫操作部件。（4）ARM10E微處理器系列　ARM10E系列微處理器具有高性能、低功耗的特點，由于采用了新的體系結構，與同等的ARM9器件相比較，在同樣的時鐘頻率下，性能提高了近50％，同時，ARM10E系列微處理器采用了兩種先進的節(jié)能方式，使其功耗極低?！?支持32位的高速AMBA總線接口?！?支持數(shù)據(jù)Cache和指令Cache，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。其中，ARM7TMDI是目前使用最廣泛的32位嵌入式RISC處理器，屬低端ARM處理器核?！?極低的功耗，適合對功耗要求較高的應用，如便攜式產(chǎn)品。目前，采用ARM技術只是產(chǎn)權（IP）核的微處理器，即通常我們所說的ARM微處理器，已經(jīng)遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于ARM技術的微處理應用約占據(jù)了32位RISC微處理器75％以上的市場份額，ARM技術正在逐步滲入我們生活的各個方面。在實現(xiàn)過程中具體研究開發(fā)如下：★ 選擇基于ARM 920T構架的S3C2440A芯片作為處理器，并以此構建一套硬件開發(fā)系統(tǒng)★ 與實際項目接軌，選擇GNU的linux作為系統(tǒng)的操作系統(tǒng)★ 在上述軟硬件開發(fā)系統(tǒng)上實現(xiàn)基于S3C2440A的bootloader的基本功能，即引導加載內(nèi)核鏡像的功能★ 在ARM920T的構架基礎上在理論上擴展到ARM系統(tǒng)，分析對于ARM系統(tǒng)，bootloader實現(xiàn)的一些共性以及一些限制★ 分析對于實現(xiàn)bootloader，移植到其他ARM平臺的相關處理 主要內(nèi)容根據(jù)所涉及的主要研究工作，本文的內(nèi)容主要包括一下幾個部分：第2章簡要敘述ARM世界的一些主流處理器以及其優(yōu)勢特點；緊接著第3章則詳細描述了ARM的體系結構，指令系統(tǒng)；第4章的內(nèi)容是介紹bootloader的概念，并專門針對ARM bootloader進行了詳細說明；第5章在介紹軟硬件平臺之后詳細介紹了bootloadr的實現(xiàn)；最后一章進行一下總結與展望。隨著嵌入式產(chǎn)品中高端微處理器ARM的加入以及軟件上操作系統(tǒng)的支持，使得整個嵌入式系統(tǒng)擁有了完整的構架。但是，當系統(tǒng)變得越來越復雜時，就需要一個嵌入式操作系統(tǒng)來支持，否則應用軟件就會變得過于復雜，使開發(fā)難度過大，安全性和可靠性都難以保證。嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可剪裁來適應系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。關鍵詞 ： 嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的功能越來越強大，實現(xiàn)也越來越復雜，隨之出現(xiàn)的就是可靠性大大降低。最近的一種趨勢是一個功能強大的嵌入式系統(tǒng)通常需要一種操作系統(tǒng)來給予支持，這種操作系統(tǒng)是已經(jīng)成熟并且穩(wěn)定的,可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。 ARM。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術、電子技術和各行業(yè)的具體應用相結合后的產(chǎn)物，它是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式軟件，特別是操作系統(tǒng)的支持，使得對硬件的要求越來越高。現(xiàn)在，專門為嵌入式產(chǎn)品開發(fā)的各個操作系統(tǒng)層出不窮，WINDOW CE，POCKET PC，Linux等等，各界關注地也特別多。2 ARM處理器簡介嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器。ARM公司是專門從事基于RISC技術芯片設計開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權供應商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉讓設計許可由合作公司生長各具特色的芯片?！?。（2）ARM9微處理器系列ARM9系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能?！　RM9系列微處理器主要應用于無線設備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機頂盒、高端打印機、數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機等?！?支持VFP9浮點處理協(xié)處理器?！　RM10E系列微處理器的主要特點如下：★ 支持DSP指令集，適合于需要高速數(shù)字信號處理的場合?！　RM10E系列微處理器主要應用于下一代無線設備、數(shù)字消費品、成像設備、工業(yè)控制、通信和信息系統(tǒng)等領域?；谝陨系牟缓侠硇裕?979年美國加州大學伯克利分校提出了RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計算機）的概念，RISC并非只是簡單地去減少指令，而是把著眼點放在了如何使計算機的結構更加簡單合理地提高運算速度上。雙核協(xié)同工作，各用所長，有效地提高了數(shù)據(jù)處理能力核傳輸速度，但是RISC+DSP分立的雙核結構存在兩核之間互相通信的困難和分別編程的麻煩，為此發(fā)展了兩核融合在一起的單核結構，同時將指令集也合二為一，簡化編程提高效率，將CPU提升到可快速運算多媒體的算法，實現(xiàn)許多音視頻的解碼功能。它由32位ALU、若干個32位通用寄存器以及狀態(tài)寄存器、328位乘法器、3232位桶形移位寄存器、指令譯碼以及控制邏輯、指令流水線和數(shù)據(jù)/地址寄存器組成。6. 寄存器：具體參考下節(jié)相關介紹。大多數(shù)的用戶程序運行在用戶模式下，這時，應用程序不能夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應用程序也不能直接進行處理器模式的切換。 ARM寄存器組介紹 ARM處理器一般共有37個寄存器，其中包括：★ 31個通用寄存器，包括程序計數(shù)器（PC）在內(nèi)，這些寄存器都是32位寄存器；★ 6個狀態(tài)寄存器，這些寄存器也是32位寄存器；上一節(jié)已經(jīng)說過，ARM處理器共有7種不同的處理器模式，在每一種處理器模式中有一組相應的寄存器。 程序計數(shù)器R15又被記作PC。在異常中斷返回退出時，可以用SPSR種保存的值來恢復CPSR。 F：快速中斷禁止位；F＝1時禁止FIQ中斷。地址為A的字數(shù)包括地址A、A+A+A+3這4個字節(jié)單元的內(nèi)容。根據(jù)cond的不同編碼，可以選擇根據(jù)條件碼標志決定指令的執(zhí)行。ARM指令按功能大致可以分為跳轉指令、數(shù)據(jù)處理指令、乘法類指令、數(shù)據(jù)傳送指令、協(xié)處理器類指令以及雜項指令（包括狀態(tài)寄存器傳送指令、乘法類指令、軟件中斷指令和斷點指令）。ARM指令包括60多個指令，并且支持多種尋址方式：寄存器尋址、立即數(shù)尋址、寄存器間接尋址、寄存器變址尋址、多寄存器尋址、堆棧尋址、塊拷貝尋址以及相對尋址等。它可以放在存儲地址的低端，也可以放在存儲地址的高端?！? 將程序計數(shù)器值PC設置成該異常中斷的中斷向量地址，從而跳轉到相應的異常中斷處理程序處執(zhí)行。我們熟悉的PC中的引導程序一般由BIOS和位于MBR的OS bootloader（例如LILO或者GRUB）一起組成。Bootloader的啟動過程可以是單階段的，也可以是多階段的。從主機下載的文件通常首先被bootloader保存到目標機的RAM中，然后被bootloader寫到目標機上的FLASH類固態(tài)存儲設備中。但是，我們還是可以根據(jù)ARM的體系結構，從理論上總結出一些ARM系統(tǒng)bootloader實現(xiàn)的共性，而這僅僅局限于理論上?！? Cache和MMU的設置：MMU必須關閉； 數(shù)據(jù)cache必須關閉； 指令cache可以關閉也可以開啟； B