ARM架构下Bootloader程序详解与启动过程分析

" Bootloader程序分析arm启动分析" Bootloader是嵌入式系统中的关键组件，它的主要任务是在系统启动时执行一系列初始化操作，然后加载操作系统内核和根文件系统映像到RAM中，以便系统能够正常运行。在ARM架构的处理器上，Bootloader的实现通常分为两个阶段：stage1和stage2。 **Bootloader的stage1** 1. **硬件设备初始化**：在这一阶段，Bootloader对系统的基本硬件进行初始化，如设置CPU的工作模式、时钟频率、RAM控制器等，以确保后续操作的顺利进行。这个阶段的代码通常由汇编语言编写，因为它需要精确控制硬件操作，且要求体积小、执行速度快。 2. **准备RAM空间**：Bootloader需要为stage2在RAM中分配足够的空间来存放代码和数据。 3. **拷贝stage2到RAM**：stage1将stage2从非易失性存储（如ROM或Flash）复制到RAM中，以便在高速的RAM中执行。 4. **设置堆栈**：Bootloader需要设置一个有效的堆栈，以便在执行C语言代码时处理函数调用和异常。 5. **跳转到C入口点**：完成以上步骤后，stage1通过跳转指令转移到stage2的C语言入口点，开始执行更复杂的初始化任务。 **Bootloader的stage2** 1. **初始化更多硬件设备**：stage2会进一步初始化系统中需要用到的硬件设备，如串口、网络接口、I/O控制器等，为系统运行提供更多功能支持。 2. **检测系统内存映射**：确定系统内存的布局，这对于合理分配和管理内存至关重要。 3. **加载kernel和根文件系统映像**：从Flash或其他非易失性存储设备读取内核映像和根文件系统映像，并将其复制到RAM的指定位置，准备执行。 4. **设置启动参数**：根据系统配置，为内核设置启动参数，如设备树、启动选项等。 5. **调用内核**：最后，Bootloader调用内核的入口点，将控制权交给操作系统，从而启动系统。 在ARM架构中，CPU的状态寄存器如CPSR（Current Program Status Register）用于管理中断和处理器状态。在Bootloader的早期阶段，通常会屏蔽所有中断，以避免在系统未完全初始化时不必要的中断请求，这通常通过修改CPSR寄存器来实现。 Bootloader在ARM系统启动过程中的作用是确保系统从关闭状态安全、有效地过渡到操作系统接管。每个阶段都有其特定的目标，从最基本的硬件初始化到复杂的内存管理和内核加载，Bootloader的每一步都为后续的操作系统运行打下坚实的基础。