【转】VxWorks镜像原理：构造与运行

一、概述
本文稍加定义，rom镜像为Tornado bootable工程编译出来的可以直接烧录在EEPROM/Flash中的镜像，其中包括了boot镜像与VxWorks镜像。boot镜像其实应该说是一个bootloader，但由于VxWokrs中创建的Bootable工程本身具有boot功能，而且其中还包含一个子镜像（sub image），在此称作VxWorks镜像，VxWorks镜像才是真正构成VxWorks的镜像，就好比boot镜像只是一个bios，或者更高一层类似于lilo/grub系统引导，而VxWorks镜像才是真正的操作系统。

VxWorks是如何将两个镜像合并在一起在另外一篇文章已经阐述，本文着重内部实现，关注于rom镜像于ram镜像的构成。VxWorks_romCompress是比较复杂的一个镜像，本文针对该压缩镜像，romResident，以及rom镜像都类似。

二、rom镜像构成
镜像主要由code段，data段组成，bss段不占据空间
----------------
| |
|--------------| 0xfffx xxxx = binArrayEnd
| subImage |
|--------------| 0xfffx xxxx = binArrayStart
| data |
|--------------| 0xfffx xxxx = ROM_DATA_ADRS
| text |
| | 0xfff0 0008 = ROM_TEXT_ADRS
-------------- - 0xfff0 0100 = ROM_BASE_ADRS

镜像地地址存放代码段，高地址存放数据段。数据段的其实地址为ROM_DATA_ADRS，决定于代码段长度，在ld中可以定义，代码中通过etext获取该值。binArrayStart与binArrayEnd之间存放的是VxWorks镜像，镜像与数据段的格式保存在rom镜像中。

生成rom镜像的ld参数如下：
LD_ROM_CMP_FLAGS= $(ROM_LDFLAGS) -Ttext $(ROM_TEXT_ADRS) \
-Tdata $(RAM_HIGH_ADRS)
可见将代码段定位在ROM_TEXT_ADRS，PPC中一般为0xFFF0 00100，而将数据段定位在RAM_HIGH_ADRS。ld如何定位，可以参考GNU ld手册。RAM_HIGH_ADRS地址决定了一会romStart拷贝中将数据段拷贝的目的内存地址。

三、ram镜像
ram镜像为rom镜像运行时在内存中的反应，结构如下：
---------------- LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS + LOCAL_MEM_SIZE
| |
|--------------|
| temp data |
|--------------| RAM_DATA_ADRS
| initial sp |
|--------------| RAM_DATA_ADRS - STACK_SAVE
| |
|--------------|
| |
| subimage |
| |
|--------------| RAM_DST_ADRS (for non-resident images)
| |
-------------- 0x00000000 = LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS

VxWorks_romCompress镜像中RAM_DST_ADRS为RAM_LOW_ADRS，而RAM_DATA_ADRS为RAM_HIGH_ADRS。RAM_HIGH_ADRS以上地址存放boot镜像数据段，而稍下点的地址作为堆栈，由结构中可以看出，子镜像的大小必须小于（RAM_HIGH_ADRS－RAM_LOW_ADRS）。该结构图为Tornado2.0的，2.2的结构中在RAM_HIGH_ADRS地址处还存放压缩镜像，当VxWorks镜像开始运行时，RAM_HIGH_ADRS以上地址都已经没有意义。

VxWorks镜像的ld参数为-Ttext $(RAM_LOW_ADRS)，可见为什么必须解压到RAM_LOW_ADRS地址处。

四、代码拷贝解压
代码摘自Tornado2.0，2.2版本多一个拷贝的过程，原理类似。
void romStart
(
FAST int startType /* start type */
)
{
volatile FUNCPTR absEntry = (volatile FUNCPTR)RAM_DST_ADRS;

/*
* TongFutian 注释
* ROM_DATA_ADRS = etext
* RAM_DATA_ADRS = RAM_HIGH_ADRS
*/
/* relocate the data segment of the decompression stub */

copyLongs (ROM_DATA_ADRS, (UINT *)UNCACHED(RAM_DATA_ADRS),
((UINT)binArrayStart - (UINT)RAM_DATA_ADRS) / sizeof (long));

/* If cold booting, clear memory to avoid parity errors */

#ifdef ROMSTART_BOOT_CLEAR
if (startType & BOOT_CLEAR)
bootClear();