Cirrus Logic 的 clps7111~Ep9312 系列 core 的 CPU 内置 128 字节的 boot 程序。这个 boot 程序为把操作系统下载到裸机提供了极大的方便。这样再焊接板之前不用把操作系统预先写入 Flash ,而且日后升级操作系统也非常方便。 这个 boot 程序的功能是:
1. 设置串行口的参数为: 9600 , 8N1 , No FlowControl 。 2. 然后送出一个 < 字符 3. 开始接收 2K 字节程序( Bootloader ) 4. 送出一个 > 字符 5. 跳转去执行这 2K 的程序。
烧写操作系统的过程是 : 1. 连接 target 的产性口和 PC 的串行口 PC RX ------------------- TX TX ------------------- RX GND ---------------- GND
2. 从 BOOT 程序引导 target 3. 在 Windows NT4.0 的 console 中 , 设置串行口的参数 9600 8N1
C:>mode COM2: baud=9600 data=8 parity=n stop=1
4. 在 console 中把 bootloader 送到串行口。 /b 表示以二进制方式
C:>copy /b bootldr.bin COM1:
5. 在 console 中 , 根据 bootloader 的设置来调整串行口的参数 115200 8N1
C:>mode COM2: baud=115200 data=8 parity=n stop=1
6. 在 console 中把 vxworks image 送到串行口。 /b 表示以二进制方式
C:>copy /b vxworks COM1:
7. Power off target ,设置其从 Flash 启动。
8. reboot ,进入 VxWorks
这 2K 字节的程序就是我们说的 Bootloader ,它的任务一般是:
1. 必要的硬件初始化 2. 从串行口接收 VxWorks 的二进制文件,并写入 Flash 3. 在这过程中,显示一些提示信息。 像 Bootloader 这样底层的程序一般认为是要用纯汇编来写的。但是用汇编写的程序可读性肯定没有用C写的程序好。汇编程序不宜维护,没办法向其它类型的 CPU 去移植。这些方面 C 的程序是没有问题的! _
那么Bootloader能否用纯C语言去写呢?不可能。因为有些操作特殊寄存器的指令也是特殊指令,用C是实现不了的。有些功能用C也是不能实现的。用C不能作的有: 1. 操作 CP15 寄存器的指令 2. 中断使能 3. 堆栈地址的设定
所以,只要知道这几条汇编指令可以了,不必学习所有的汇编指令。是不是上手很快呀。下面来看看我们在Bootloader 中所用到的汇编部分: asm ("_my_start: mov r14, #0x70 mcr p15, 0, r14, c1, c0, 0 /* MMU disabled, 32 Bit mode, Little endian */ mrs r14, cpsr bic r14, r14, #0x 1f /* Mask */ orr r14, r14, #0xc0 + 0x13 /* Diasble IRQ and FIQ, SVC32 Mode */ msr cpsr, r14 ldr r13, =0xc0020000 /* Setup Stack */ ");
简单吧,比看几十K的汇编程序感觉好得多吧。也许你会问:硬件的初始化怎么办?那是要操作寄存器的。我说:看看这段 C 的代码: *((DWORD*)(dwHardwareBase + HW1_SYSCON1)) = SYSCON1_VALUE;
明白了吧, 中把寄存器映射在内存中了,就跟读写内存没有区别。现在编写程序的问题已经全部解决了,但是否就没有问题了呢?不是。你的程序应该写成什么样呢?怎么编译生成二进制文件呢?让我们先写一个程序试一下吧: #define DWORD unsigned int int main(void) { register DWORD dwHardwareBase; asm ("_my_start: mov r14, #0x70 mcr p15, 0, r14, c1, c0, 0 /* MMU disabled, 32 Bit mode, Little endian */ mrs r14, cpsr bic r14, r14, #0x 1f /* Mask */ orr r14, r14, #0xc0 + 0x13 /* Diasble IRQ and FIQ, SVC32 Mode */ msr cpsr, r14 ldr r13, =0xc0020000 /* Setup Stack */ "); dwHardwareBase = (DWORD)0x80000000; return 0; }
编译一下: C:>ccarm -c -O2 -mcpu=710 -mlittle-endian -nostdlib -fvolatile -nostdinc –static sam1.c C:>ld -o sam1.out -Ttext 10000000 sam1.o ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 10000000 sam1.o(.text+0xc):fake: undefined reference to `__gccmain' sam1.o(.text+0xc):fake: relocation truncated to fit: _26 __gccmain 我们发现应该把 main 定义成 _start #define DWORD unsigned int void start(void) //gcc 需要把它定义成 _start , vxworks 的 egcs 要把它定义成 start 。 { register DWORD dwHardwareBase; asm ("_my_start: mov r14, #0x70 mcr p15, 0, r14, c1, c0, 0 /* MMU disabled, 32 Bit mode, Little endian */ mrs r14, cpsr bic r14, r14, #0x 1f /* Mask */ orr r14, r14, #0xc0 + 0x13 /* Diasble IRQ and FIQ, SVC32 Mode */ msr cpsr, r14 ldr r13, =0xc0020000 /* Setup Stack */ "); dwHardwareBase = (DWORD)0x80000000; }
编译一下: C:>ccarm -c -O2 -mcpu=710 -mlittle-endian -nostdlib -fvolatile -nostdinc –static sam1.c C:>ld -o sam1.out -Ttext 10000000 sam1.o C:>objdump -d sam1.out > sam1.asm |