1、S3C440B0X的bootload設(shè)計(jì),組員：李知周，全源源，吳亞軍,引子,1999年4月26日全球不計(jì)其數(shù)的電腦在上一天正常關(guān)機(jī)之后再也沒有啟動(dòng)起來(lái)。它們所表現(xiàn)的故障都是一樣的，就好像硬件壞了一樣，計(jì)算機(jī)再也沒有一點(diǎn)反應(yīng)，成了一堆垃圾。這一切就是被認(rèn)為有史以來(lái)最危險(xiǎn)、破壞力最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)病毒之一CIH所造成的,引子,思考： CIH破壞的是什么？ 真的像傳說(shuō)的那樣能破壞硬件嗎,引子,首先，CIH破壞的不是硬件，它破壞的僅僅是軟件。 CIH破壞的軟件就是bootload（包括了在bios內(nèi)的與硬盤上的bootload,bootload,Bootload從字面上講就是啟動(dòng)裝載程序，這一程序在系統(tǒng)的

2、啟動(dòng)過(guò)程中扮演了非常重要的角色。 提出問(wèn)題： Bootload為何如此重要？ Bootload為何能決定系統(tǒng)的生死,bootload,原因有五： Bootload是系統(tǒng)運(yùn)行的第一個(gè)程序。 Bootload是啟動(dòng)操作系統(tǒng)的第一步。 Bootload是軟件層次結(jié)構(gòu)中的第一層。 Bootload是軟件對(duì)硬件系統(tǒng)的第一次測(cè)試。 Bootload是軟件的第一個(gè)用戶界面。 有那么多個(gè)第一，其重要性不言而喻,Bootload是系統(tǒng)運(yùn)行的第一個(gè)程序,Bootload程序通常是存放在系統(tǒng)復(fù)位完成之后pc指針?biāo)赶虻牡胤健Ｋ?，在?fù)位完后， Bootload程序?qū)⒈坏谝粋€(gè)執(zhí)行，用來(lái)初始化硬件，裝載操作系統(tǒng)鏡像等等

3、工作。如果第一個(gè)運(yùn)行的程序被破壞無(wú)法運(yùn)行，后續(xù)程序就不可能沒有辦法運(yùn)行了,Bootload是啟動(dòng)操作系統(tǒng)的第一步,操作系統(tǒng)的映像是通過(guò)bootload載入到內(nèi)存中的。在操作系統(tǒng)啟動(dòng)之前，bootload將操作系統(tǒng)的映像文件拷貝到sram中，并將pc指針的控制權(quán)交給sram操作系統(tǒng)，接下來(lái)才是操作系統(tǒng)的啟動(dòng),Bootload是軟件層次結(jié)構(gòu)中的第一層,作為Bootload程序，提供一個(gè)低層的驅(qū)動(dòng)是有益的。Bootload是根據(jù)硬件定制，通過(guò)在bootload里增加一個(gè)抽象層接口，使得操作系統(tǒng)可以在一個(gè)相對(duì)抽象的層次上操作硬件，實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的隱藏，降低系統(tǒng)程序員的編程難度,Bootload是軟件對(duì)硬件系

4、統(tǒng)的第一次測(cè)試,在啟動(dòng)的過(guò)程中，比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的重中之重就是對(duì)sram的測(cè)試。有必要強(qiáng)調(diào)的是sram的損毀會(huì)直接導(dǎo)致操作系統(tǒng)崩潰。Bootload是運(yùn)行在flashrom里的，不受sram影響，由他來(lái)完成sram的測(cè)試再合適不過(guò)了,Bootload是軟件的第一個(gè)用戶界面,任何程序沒有用戶界面，不能向使用者反饋信息，不能接受使用者的命令是不可想象的。作為系統(tǒng)第一個(gè)運(yùn)行的程序，同樣要有用戶界面。自然，這個(gè)用戶界面也就是第一個(gè)用戶界面了,工欲善其事，必先利其器論語(yǔ)魏靈公,想開發(fā)出一個(gè)好的bootload，必須首先明確bootload設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。 同樣本次課件不是完

5、全專注于過(guò)于細(xì)節(jié)化的技術(shù)，而是介紹設(shè)計(jì)bootload的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想,高度的可靠性。 完善的自我維護(hù)能力。 完善的硬件管理。 簡(jiǎn)單有效的交互界面。 完善的錯(cuò)誤報(bào)告能力。 短小精悍,實(shí)例研究,Sandstone 一個(gè)最小的bootload 引自: ARM System Developers Guide Designing and Optimizing System Software. 代碼下載：http:/,Sandstone執(zhí)行流程,執(zhí)行復(fù)位異常。 開始初始化硬件。 存儲(chǔ)器重映射。 初始化通信硬件。 引導(dǎo)裝載復(fù)制映像文件和轉(zhuǎn)交控制權(quán),第一步，執(zhí)行復(fù)位異常,系統(tǒng)的啟動(dòng)從復(fù)位

6、異常開始。默認(rèn)的中斷向量表中只有一個(gè)復(fù)位向量有用，它是真正被執(zhí)行的第一條指令，其他中斷向量都跳轉(zhuǎn)到一個(gè)無(wú)限循環(huán)過(guò)程。 復(fù)位向量處一般是一個(gè)轉(zhuǎn)向下一步工作的跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句。 整個(gè)向量表被放在flashrom的0 x00000000處,第二步，開始初始化硬件,在這一步執(zhí)行以下操作： 關(guān)閉cpu的cache。 關(guān)閉cpu的寫緩沖。 初始化led，顯示當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài),第三步，存儲(chǔ)器重映射,剛復(fù)位時(shí)的存儲(chǔ)空間影射表,第三步，存儲(chǔ)器重映射,完成重映射后的存儲(chǔ)空間影射表,第四步，初始化通信硬件,最簡(jiǎn)單的通信硬件是串口 在這一步，串口被初始化 9600波特，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1位停止，無(wú)數(shù)據(jù)流控制。 串口輸出Sandst

7、one的提示符： Sandstone Firmware(0.01) + booting payload,第五步，引導(dǎo)裝載,最后一步 將有效載荷(操作系統(tǒng)的映像文件)復(fù)制到sram的0 x00000000處。 將pc的控制權(quán)交給有效載荷 至此，整個(gè)Sandstone完成運(yùn)行,Sandstone,Sandstone的不足： 沒有與用戶交互界面。 沒有任何調(diào)試功能。 沒有flash的燒寫功能。 沒有硬件系統(tǒng)的全面自檢與設(shè)置程序。 沒有向操作系統(tǒng)提供一個(gè)硬件抽象層次的軟件借口,站在巨人的肩上,If I have seen further it is by standing on the shoulde

8、rs of Giants. From： Letter to Robert Hooke (15 February 1676) Isaac Newton,巨人們,目前被廣泛使用的bootload是 Redboot 由redhat公司開發(fā)的通用型bootload ARM Firmware Suite ARM公司專門為基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的固件包 u-boot 由開源社區(qū)開發(fā)的通用型bootload,Redboot,Redboot功能介紹 引自Reboot Userrs Guide Ver1.5 July 2001 支持通過(guò)腳本配置啟動(dòng)。 通過(guò)網(wǎng)口或串口實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單命令行界面。 集成gdb調(diào)試工具。

9、 硬件抽象層配置，包括時(shí)間日期、ip地址等。 支持Nandflash的燒寫。 支持上電自檢功能,Redboot,Redboot功能的使用方法： Redboot功能所有功能是通過(guò)簡(jiǎn)單命令行界面下命令的形式提供給用戶使用的。通過(guò)簡(jiǎn)單命令行界面，輸入各種命令來(lái)完成包括硬件配置,Redboot命令行,load file-v-d-b location-r-m xmodem|ymodem|tftp|disk-h host_IP_ad-dress 將file下載到location處。 dump-b-l 顯示出起始位置為location長(zhǎng)度為length的內(nèi)存空間的內(nèi)容,Redboot命令行,go-w timelocation 在等待time時(shí)間后從location處執(zhí)行 ping-v-n-l-t-r -i-h 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的命令,Redboot命令行,cacheON|OFF 開關(guān)cache的命令 Reset 重起系統(tǒng) 所有的命令可以