WinCE系統下BootLoader的開發

wince系統下bootloader的開發

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引言windows ce.net是微軟公司向嵌入式領域推出的一款作業系統。它最大程度繼承了桌面版windows作業系統的豐富功能，同時又副入了許多新特性，以適應嵌入式領域的實際情況和要求。無論是商業應用需求，還是人們的多**消費需求，都能被採用ce作業系統的裝置很輕鬆的滿足。最新的.net版本較之3.0版本，在實時性和穩定性上有大幅度提高，開始廣泛地被平板電腦、數位相機、彩屏手機、pda等多種高效能產品所採用。

但是，ce並不是乙個通用的安裝版作業系統，在形形色色的嵌入式硬體裝置世界裡，一款ce系統通常只會針對某一種硬體平台生成。

所以，作為原始裝置生產商，必須根據自己的硬體平台和應用場合定製ce，最主要的工作就是編寫適合於自己的板級支援包（bsp）。在bsp中，包含了乙個重要的組成部分——bootloader。建立一未功能完善的bootloader，是開發wince系統的第一步，也是極為關鍵的一步。本文將結合開發例項，介紹如何開發適合於自己硬體的bootloader。

1 定製ce作業系統的基本知識

2 bootloader

圖1描述了wince的bsp基本結構以及bootloader所處的位置。

3 編寫bootloader源程式

前面已經提到，由於硬體的不同，bootloader的功能可能有多有少，此處筆者以自己開發bootloader的過程進行敘述。圖2是筆者bootloader的工程流程。

3.1 啟動部分

首先要實現初台化硬體的功能。在參考板的bootloader目錄下，會發現一些.s檔案，可能會是init.s或者是reset.s等，這樣的檔案是cpu加電後最先執行的**。由於此處是用組合語言編寫的，所以與cpu關係緊密。一般參考板的cpu與開發平台的cpu會是相同或者是同乙個架構的。筆者使用的是屬於同一種cpu的情況，所以對暫存器的定義和初始化流程都可以不加改動。接著就是對於平台配置的分析，包括平台儲存空間的分配、外圍裝置的工作設定等。一般這裡的區別是非常大的。所以必須要對cpu暫存器的值作相應設定。這部分工作可能需要cpu提供商方面的幫助。

應該說，這部分工作是bootloader的一大重點，但由於和實際的硬體非常大，所以不可能做進一步的詳細敘述。

3.2 主控部分

從這一部分開始，均用c語言編寫。

為了增加bootloader對平台的控制，一般bootloader都會設計成支援命令輸入的方式，通過串列埠來接收使用者的命令。這種機制中，如果參考板有loader支援的話，那麼可以自己新增有實用價值的命令，完成一些需要的功能。

從圖2中可以看出，一般在平台除錯完畢後，可以在不用人工干預的情況下自動載入ce（這也是bootloader必需的功能之一）；而在除錯階段，基本上是通過loader所支援的命令來進行操作的。提供足夠豐富的命令，能極大簡化和全面測試開發平台。如表1所列，是筆者loader所提供的命令。

表1 命令

通常，在platform builder自帶的**中，會包含完成tftp連線的了基本的函式。

*初始化tftp連線：用函式ebootinittftp()和ebootinittftpd（）完成。

*登記解析.bin格式資料的**函式：用eboottftpdserverregister（）完成。

*發出連線請求：用ebootsendbootme（）完成。

*接收主機端發出的資料報：用eboottftpreceiver()完成。

在這裡，需要重點說明的有兩點。

①對於接收資料報的函式eboottftpreceiver()，它只能處理已經存入記憶體的乙太網包，也就是說，從乙太網控制器接收資料的功能必須要使用者去完成。由於這一功能與硬體密切相關，所以不能使用pb自帶的函式來完成。

3.4 支援doc

對於wince作業系統而言，豐富的多**功能是其一大特點，使其成為當前消費類電子產品作業系統中的乙個不錯選擇。但是隨之而來的問題是，系統的容易已經大大超過出了傳統嵌入式系統上百kb的數量級。一般來說，如果選擇了圖形介面和漢語支援，容量一般會超過16mb。doc（disk on chip）則提供了一種相對廉價的大儲存容量的解決方案。

doc本質上是一種加以軟體控制的nand格式的flash，通過tffs這一軟體層提供對wince的支援。

由於doc不能像記憶體一樣被直接訪問，所以其載入wince的過程有些特殊，必須要在bootloader中加入專門的**，才能使用doc來存放wince映像檔案。

為了說明怎樣在loader檔案中提供對doc的支援，先看一下如何採用doc系統啟動ce，如圖4所示。從圖4可以看出，當採用doc作為儲存體的時候，實際上是在啟動的時候把映像檔案拷貝到記憶體中執行。為了實現這一啟動過程，就必須涉及到doc的讀寫操作。首先要從m-system的**上獲取doc的boot軟體開發包。在這個開發包裡，提供了一系列doc的操作函式。將此開發包嵌入到ce的bootloader中去，然後按照圖4的步驟，呼叫相應的讀寫函式完成這一過程。對於開發包中相關函式的說明，筆者就不具體介紹了，可以參考開發包的說明文件。

bootloader程式可以通過pb的整合編譯環境編譯鏈結，控制檔案為.bib檔案，下面是乙個簡單的bootloader的.bib檔案。

memory

cli 9fc00000 00050000 ramimage

ram 80080000 00070000 ram

config

compression=on

sre=on

romstart=9fc00000

romsize=00020000

romwidth=32

romoffet=000000

modules

nk.exe $(_flatreleasedir).exe cli

memory部分定義了生成的映像檔案的目標位址，以及程式執行可以使用的記憶體空間。

config部分：compression是否對目標**進行壓縮；sre是否生成格式為sre的目標**；romstart與romsize、romwidth、romoffset共同定義了開發平台上存放bootloader物理介質的起始位址、大小、寬度和偏移量。

modules部分定義了bootloader所包含的檔案，一般就只有乙個檔案：cli.exe。

編譯過程中，首先用命令build-c編譯生成檔案cli.exe，然後用romimage cli.bib命令產生最後的映像檔案cli.sre。

結語編寫bootloader是開發wince系統第一步，也是關鍵的一步。只有得到乙個穩定工作的loader程式，才能夠更進一步開發wince的bsp，直至最後整個系統的成功。

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