vxworks引导启动过程

一基本概念及引导概述

1 bootloader/bootrom/bootstrap

CPU上电经自复位的过程（由硬件时序逻辑决定的Power-On StrappingSequence）后，

指令指针指向一个固定的地址（after-reset startingpoint）。这个固定地址因体系架构而异：在一个基于ARM7TDMI core 的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址

0x00000000 处开始执行；在一个MIPS体系架构的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址0xBFC00000（0x1FC00000）处开始执行。

无论是ARM中的0x00000000，还是MIPS中的0x1FC00000，这个入口地址处往往存放

的就是系统的Boot Loader程序。这个地址往往映射（可参考具体datasheet的Memory Map）为Boot Rom的地址空间，这里的Boot Rom通常为NOR Flash或者SPI Flash（早期的可能为EEPROM等非易失性存储介质）。由此可见，bootloader（引导加载程序）是系统上电后运行的第一段软件代码。bootrom则是用来存储bootloader的ROM/Flash芯片。

当然bootrom（ROM/Flash）上不仅仅只是存储bootloader，往往还存储着系统映像、应用程序资源和用户配置数据等信息。这样，嵌入式设备每次重新上电后，总能加载系统和恢复上一次的配置。因为嵌入式设备中往往没有配备磁盘，SDRAM又是易失的，因此bootrom 上往往还存放着系统映像等数据（可能是压缩的）。

在嵌入式系统中，通常没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动微码），因此整个系统的加载启动任务就完全由Boot Loader来完成。此时，CPU只认得指令，因此bootloader一般以纯汇编指令开始，而不应该包含任何ELF格式的文件头信息（这些信息只有特定OS才能识别）。

bootstrap是bootloader的一部分，是最初级的引导，旨在初始化CPU、内存控制器、时钟、堆栈，目标是让CPU正常运作起来。我们可以认为bootloader = bootstrap program + boot image。boot image往往初始化最小OS内核，搭建网络下载通道，提供一个可以

交互的命令行，以便自我更新（update boot）或下载更新系统映像（update vxWorks）。bootloader通常都分为Stage1和Stage2两个阶段，这里的bootstrap program对应Stage1，boot image则对应Stage2。下面从代码构成角度入手，阐述VxWorks下的bootstrap program和boot image的含义。

在vxWorks中，若含有bootlader（即下文提到的Boot Image + Loadable Image组合类型），则bootstrap program主要是指romInit.s+bootInit.c，boot image主要是指有bootConfig.c、sysAlib.s、sysLib.c以及BSP目录下的其他文件编译链接而成。通常为了节省空间，boot image部分被压缩作为数据段存储在bootstrap program之后——bootrom.bin。bootstrap program是在ROM/Flash中运行的，当然为了执行更快，其后半部分也可能拷贝到RAM中执行。很显然，bootstrap program是不能压缩的，否则无法完成自举。

VxWorks映象由文本段（.text/.code），数据段（.data）和BSS段（.bss）组成。文本段相当于代码段，是由一些指令组成的；数据段就是由一些初始化过的全局和静态变量组成；BSS段也是由全局变量和静态变量组成，只不过他们都没有经过初始化。

2 VxWorks映象的类型

（1）.VxWorks(Loadable binary VxWorks image)

RAM based VxWorks image, linked to RAM_LOW_ADRS. It is loaded into RAM via some external program such as a bootROM.This is the default development image.

（2）.vxWorks_rom(Uncompressed ROMable binary VxWorks image)

RAM based image that starts in ROM. The ROM startup code copies the entireimage to RAM and then jumps to it. This image generally has a slower startup time, but faster execution time, than vxWorks_romResident.

（3）.vxWorks_romCompress(compressed ROMable binary VxWorks image) Compressed RAM based image thatstartsin ROM. This image can fit almost twice the code as other ROM images.But it has the slowest boot time, since the image must be uncompressed. The run-time speed is the same as for vxWorks_rom.

（4）.vxWorks_romResident(ROM-resident version binary VxWorks image)

ROM resident image. The program text remains in ROM, only the data is copied to RAM. This image has the fastest boot time and uses the least amount of RAM, but runsslower on boards with slow ROM access.

相关后缀的含义同bootrom。

我们可将VxWorks Image的文件类型划分为两类三种:

A．加载型映象（VxWorks类型）

（1）Loadable Image是包含用户程序的VxWorks操作系统映象，其不具备引导功能，需要借助bootloader引导程序通过网口或串口下载到RAM中。bootloader在此扮演了“搬运工”的角色。

B．可引导型映象

可引导型（Bootable）映象包含含有用户程序的VxWorks操作系统映象，并包括完整的引导代码，可以在系统上电后自动完成自身的引导。我们在前面已经分析过，该类映像往往由bootstrap program（romInit.s+romStart.c）和紧随其后的为vxWorks映像（可能被压缩）组成。

（2）ROM-based Image（压缩/没有压缩）：即将Image直接烧入ROM/flash，运行时将Image拷入（如果压缩则需解压）RAM中运行。

（3）ROM-resident Image：Image的指令部分驻留在ROM中运行，仅将数据段部分拷入RAM。