理解嵌入式Bootloader：从零开始编写S-Boot

"嵌入式Bootloader的编写教程" 嵌入式Bootloader是嵌入式系统中的关键组件，它是系统上电或复位后的第一段执行程序。本文档以作者原创的S-Boot为例，深入浅出地介绍了如何从零开始构建一个简单的Bootloader。S-Boot意为Simple Bootloader，其设计目标是为了教学目的，让初学者能够理解Bootloader的基本原理和核心功能。 在嵌入式系统中，CPU上电后会从固定的IO地址读取第一条指令。此时，系统的状态并不稳定，如时钟频率较低，中断设置未定义，内存不可用等。因此，Bootloader的主要任务是对系统进行必要的初始化，包括配置时钟、设置中断、初始化内存等，以便为后续的操作系统加载和运行创建合适的环境。 文档提到的实验平台是基于OK2440开发板，该板搭载了S3C2440A处理器，配备64MB RAM和64MB NAND闪存，网络接口采用CS8900A芯片。S-Boot的功能包括通过串口和网口下载Linux内核到RAM，并从RAM启动内核，挂载NFS根文件系统。 汇编语言在Bootloader编写中扮演了重要角色，因为它是系统启动初期唯一可以依赖的编程语言。在S-Boot中，`start.S`是Bootloader的第一阶段，包含了初始化硬件和设置C运行环境的汇编代码。`.text`段标识代码部分，`.global _start`声明_start为全局符号，使得外部可以访问。异常向量表是ARM架构的特性，通常从地址0x00开始，存放异常处理的跳转指令。在S-Boot中，除了Reset异常外，其他异常服务程序并未实现，因为它们在启动阶段不是必需的。 Bootloader的两个主要阶段通常包括： 1. 第一阶段：通常由汇编语言编写，负责最基本的硬件初始化，如设置堆栈指针SP，初始化内存控制器，以及配置时钟等。这部分代码需要紧凑且高效，因为它是在系统资源非常有限的情况下运行的。 2. 第二阶段：一旦第一阶段完成，系统环境已足够稳定，可以开始执行C代码。第二阶段通常涉及更复杂的任务，如文件系统操作，网络通信，以及加载操作系统的映像。 U-Boot是一个广泛应用的Bootloader，功能强大但结构复杂，对于初学者来说可能较难理解。S-Boot则简化了这一过程，仅保留了Bootloader的核心功能，便于教学和学习。 通过学习和实践S-Boot，读者不仅可以掌握Bootloader的基本构造，还能了解到嵌入式系统启动的整个流程，这对于从事嵌入式开发工作是非常有益的。同时，文档中提供的实验环境和实现功能也提供了实际操作的机会，有助于加深对理论知识的理解。