ARM體系下BOOT程式功能原理簡介

2022-09-08 04:15:10 字數 1851 閱讀 6577

一、功能簡介

boot程式主要功能就是系統各方面的初始化,主要包含如下幾方面。

1、      設定cpu模式

在arm體系中cpu工作模式主要分為7種,分別是:

(1)    使用者模式(usr,user mode):arm處理器正常的程式執行狀態。

(2)    快速中斷模式(fiq,fast interrupt request mode):用於高速資料傳輸或通道處理,當出發快速中斷時進入該模式。

(3)    外部中斷模式(irq,interrupt request mode):用於通用的中斷處理,當觸發外部中斷時進入該模式。

(4)    管理模式(svc,supervisor mode):作業系統使用的保護模式,在系統復位或者執行軟中斷指令swi時進入。

(5)    資料訪問終止模式(abt,abort mode):當資料或指令預取終止時進入該模式,可用於虛擬儲存及儲存保護。

(6)    系統模式(sys,system mode):執行具有特權的作業系統任務。

(7)    未定義指令終止模式(und,undefined mode):當未定義的指令執行時進入該模式,可用於支援硬體協處理器的的軟體**。

在此過程中主要是將cpu設定成svc模式。

2、      關閉看門狗

看門狗(watch dog)一般是個硬體模組,其作用是,在嵌入式作業系統中,很多應用情況是系統長時間執行且無人看守,為防止系統宕機,看門狗會幫自      動重啟系統。其實現原理簡單來說就是硬體上有個記錄超時的功能,然後要求使用者每隔一定的時間對其進行操作,比如往裡面寫入一些固定的值之類的,俗稱「餵狗」,當硬體判斷超時了還沒有被餵狗,看門狗就會重新啟動系統,而我們在boot初始化階段,要是不關閉看門狗的話就需要單獨寫乙個餵狗程式,相比寫餵狗程式而言,關掉它更實在些。

3、      關閉中斷

關中斷即將對應的中斷暫存器設定為disable即可。

4、      設定堆疊sp指標

設定sp指標就只乙個動作,即讓sp等於某個位址即可,但背後的邏輯是自己要先弄清楚當前系統是如何使用堆疊的,堆疊生長方向是向上還是向下。在給sp賦值前要確保對應的位址空間是專門分配給堆疊使用的,保證堆疊的大小相對合適。

5、      清除bss段

在計算機系統中資料會按照不同的用途存放在不同的區域,其區域主要分為如下幾類。

(1)    bss段(bss segment):通常是指用來存放程式中為初始化的全域性變數的一塊記憶體區域。bss段屬於靜態記憶體分配。

(2)    text段(code/text segment):通常是指用來存放程式執行**的一塊記憶體區域。該部分區域大小在程式執行前就已經確定了,通常該區域屬於唯讀(某些架  構也允許寫,及允許修改程式)。

(3)    堆(heap):堆是用於存放程序執行中被動態分配的記憶體段,它的大小並不固定,可動態擴張或縮減。當程序呼叫malloc等函式分配記憶體時,新分配的記憶體就新增到堆上(堆被擴張);當利用free等函式釋放記憶體是,被釋放的記憶體從堆中被剔除(堆被縮減)

(4)    棧(stack):棧又稱堆疊,是使用者存放程式臨時建立的區域性變數,其特點是先進先出(fifo),所以棧方便用來儲存/恢復呼叫現場。

該過程中就是將對應的bss段都設定為0,其對應的位址空間就是哪些未被初始化的全域性變數之類的位址。

6、      異常中斷處理

該過程就是實現對應的常見的那些處理中斷的部分內容,boot在初始化的時候,主要目的只是初始化系統及引導系統,所以中斷處理部分的**往往相對比較簡單。

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