编写2440bootload

### 编写2440 Bootloader：从零开始构建S-Boot #### 一、引言 在嵌入式系统领域，Bootloader扮演着极其重要的角色，它负责系统的最初级初始化并为后续操作系统的加载提供必要的环境。本文将详细介绍一个针对S3C2440A处理器的简单Bootloader——S-Boot的设计与实现过程，帮助读者理解Bootloader的基本原理及其关键组成部分。 #### 二、S-Boot简介 S-Boot（Simple Bootloader）是为了教学目的而设计的一个极简启动加载器，其目标是提供一个清晰、易于理解的例子，用于展示Bootloader的核心功能。S-Boot仅包含了最基本的硬件初始化和内核加载功能，使其成为初学者学习Bootloader开发的理想起点。 #### 三、S-Boot的目标功能 S-Boot的目标是实现以下功能： - 从串口下载Linux内核映像到RAM。 - 从网口下载Linux内核映像到RAM。 - 从RAM启动内核，并挂载NFS根文件系统。 这些功能覆盖了Bootloader的主要职责，即初始化硬件、加载内核及配置启动参数。 #### 四、硬件环境 本项目的实验平台基于OK2440开发板，其主要特性如下： - 处理器：S3C2440A。 - 内存：64MB SDRAM。 - NAND Flash：64MB K9F1208。 - 网络接口：CS8900A。 #### 五、S-Boot的关键技术细节 **1. 第一阶段的汇编代码：start.S** 由于系统上电或复位后，硬件环境尚未准备就绪，因此Bootloader的第一阶段通常采用汇编语言编写。这部分代码负责完成最基础的硬件初始化工作，如设置CPU模式、禁用中断等，并为后续C语言代码的执行创建合适的环境。 ```assembly .text .global _start _start: b Reset@0x00: 发生复位异常时从地址零处开始运行 b HandleUndef@0x04: 未定义指令中止模式的向量地址 b HandleSWI @0x08: 管理模式的向量地址，通过SWI指令进入此模式 b HandlePrefetchAbort@0x0C: 指令预取终止导致的异常的向量地址 b HandleDataAbort @0x10: 数据访问终止导致的异常的向量地址 b HandleNotUsed @0x14: 保留 b HandleIRQ @0x18: 中断模式的向量地址 b HandleFIQ @0x1C: 快中断模式的向量地址 ``` 在这个例子中，_start标签定义了处理器复位后的第一个执行指令。接下来是一系列的跳转指令，指向不同的异常处理程序。除了Reset异常之外，其他异常处理程序在此阶段只需要简单的死循环即可。 **2. 设置CPU模式** ```assembly Reset: mrs r0, cpsr @set cpu to SVC32 mode bic r0, r0, #0x1F orr r0, r0, #0xD3 msr cpsr, r0 @cpsr = 11x10011, IRQ/FIQ disabled ``` 这段代码的主要目的是设置CPU的工作模式为SVC32，并关闭所有中断。这里使用到了ARM的特殊寄存器`cpsr`（Current Program Status Register），该寄存器包含了当前处理器的状态信息，如工作模式、中断允许标志等。 #### 六、MMU、Cache和中断管理 尽管S-Boot没有显式地处理MMU（Memory Management Unit）、ICache（Instruction Cache）和DCache（Data Cache）的开启和关闭，但在实际开发中，这些功能对于优化性能至关重要。MMU用于实现虚拟内存管理，而Cache则用于提高数据访问速度。此外，中断管理也是Bootloader的重要组成部分之一，在本例中，由于没有使用中断，因此没有涉及到具体的中断配置。 #### 七、总结 通过本篇文章，我们了解了如何从零开始构建一个简单的Bootloader——S-Boot。虽然S-Boot的功能相对有限，但它涵盖了Bootloader开发中最基本的元素，为初学者提供了一个很好的入门示例。通过阅读本文，读者不仅能够掌握Bootloader的基本概念和技术细节，还能够了解如何进行硬件初始化以及如何设置CPU的工作模式。希望这篇文章能够帮助大家更好地理解Bootloader的工作原理，为今后深入研究嵌入式系统打下坚实的基础。