bootloader简介
bootloader
引导程序bootloader●在操作系统内核或用户应用程序之前运行的一段小程序；通过这个程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将目标系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核或用户应用程序运行准备好正确的环境●初始化硬件，特别是内存控制器●提供linux内核的启动参数●启动linux内核●存储在targer的ROM或flash中(地址为0)，包含第一条可执行指令Run diagnostic programUpdate kernel/dataJump to kernel normal boot 系统加电或复位后，所有的CPU通常都从CPU制造商预先安排的地址上取指令。
比如A RM是从地址0x00000000取第一条指令●初始化处理器以及外设的硬件资源配置，CPU片内和片外设备，如SDRAM●初始化I/O芯片，可能有的设备有：串口，报告BOOTLOADER的结果（成功/失败）。
网络或FLASH接口，引导操作系统串口通讯是最简单也是最廉价的一种双机通讯设备，所以在Bootloader中主机和目标机之间常常通过串口建立连接。
Bootloader在执行时会通过串口来进行I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口获取用户控制字符等。
当然为了提高效率，也可以网口来建立通讯，这样在Bootloader中就需要启用网口的驱动●执行系统自检，报告检测结果●通过用户命令行提供特定应用程序●使用TFTP协议从网口接收，或者xmodem协议从串口接收操作系统镜像文件到RAM，将文件烧录到FLASH中，重启后负责找到镜像，解压缩到RAM中，并跳转到解压位置处执行，或直接跳转到RAM处执行该镜像●多阶段的Bootloader能提供更为复杂的功能，以便更好的可移植性。
从固态存储设备上(如flash)启动的Bootloader大多都是2阶段的启动过程。
●两种加载模式✓启动加载模式：也称为自主模式(Autonomous)，即Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程没有用户的介入—Bootloader的正常工作模式✓下载模式：在这种模式下目标机上的Bootloader将通过串口连接或网络连接等从主机上下载文件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像等。
stm32f103 bootload原理
stm32f103 bootload原理STM32F103是一款基于Cortex-M3内核的微控制器，具有丰富的外设和高性能的计算能力。
在实际应用中，常常需要对STM32F103进行固件更新或更改，以实现新功能或修复已知问题。
为了实现这一目标，STM32F103具备了bootloader（启动加载器）功能，即可以通过引导加载器进行固件的更新。
本文将以STM32F103的bootloader原理为主题，详细讲解其实现过程。
一、什么是bootloader？在计算机领域，bootloader是一种可以加载操作系统或其他应用程序的程序。
它位于系统内存的固定位置，并在系统启动时执行。
相似地，STM32F103的bootloader也是一种程序，它位于芯片内部的固定位置，并在芯片上电启动时执行。
STM32F103的bootloader专门用于加载和烧录新的固件。
二、bootloader的功能1. 固件更新：STM32F103的bootloader使得可以通过各种方式，如串行端口、USB、以太网等，将新的固件烧录到芯片内部的闪存中，并更新原有的固件。
2. 故障修复：当出现问题导致原有的固件无法正常运行时，通过bootloader 可以重新烧录固件，以修复问题。
3. 调试功能：通过bootloader，可以在运行时上传代码和调试信息，方便开发人员进行调试和验证。
三、bootloader的实现原理1. 前提条件：为了实现bootloader功能，首先需要将bootloader程序烧录到STM32F103芯片内部的闪存中，并保证固件的启动顺序正确。
一般来说，bootloader程序的入口地址为0x08000000，而应用程序的入口地址为0x08002000。
2. 硬件连接：为了与外部设备进行通信，需要将STM32F103的串口、USB或以太网等接口与外部设备相连，以实现数据传输。
3. bootloader程序逻辑：bootloader程序首先进行固件检测，判断当前是否需要更新固件。
Bootloader过程简介
堆栈指针sp：stage_end-4
RAM地址空间
stage1为stage2可执行 映像准备的RAM地址范
围，大小：1MB
......
stage2_start
...
...(blank)
ramdisk
...(blank)
Flash地址空间
内核映像 ...(blank)
0x0001,0000(64KB)
11
下载模式应用场合：Bootloader的这种模式通常 在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外， 以后的系统更新也会使用到这种工作模式。
用户应用接口：工作于这种模式下的Bootloader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接 口。 如在RedBoot下，将出现“RedBoot>”提示符； 在vivi Bootloader 下出现“vivi>”提示符。
stage2可执行映像可能 的最大大小：1MB
stage1可执行映像大 小：1MB
0x0000,0400(1KB) 0x0000,0000
Bootloader的 stage2可执行映像 刚被拷贝到RAM空 间时的系统内存布 局
18
2、第二阶段
阶段2通常用C语言来实现，以便实现更复杂 的功能，也使程序有更好的可读性和可移植性。 这个阶段的主要任务有5：
back
14
3.4 Bootloader启动过程
Bootloader的启动可以分为两个阶段
1、第一阶段
阶段1主要包含依赖于CPU体系结构及硬件设备的初始 化等。通常都用汇编语言来实现。这个阶段的任务有5：
(1)、基本的硬件设备初始化 这是 Bootloader 一开始就执行的操作，其目的是为阶 段2 的执行、以及随后kernel 的执行准备好一些基本的硬 件环境。
bootloader学习资料简介
• 等待10秒钟，看用户是否按了键。按键通过串口 读入。如果没有键按下，每过一秒钟输出一个小 数点。
• for(i = 0; i < 10; i++) •{ • serial_write('.'); • retval = SerialInputBlock(commandline, 1, 1); • if(retval > 0) • break; •}
• ldr r0, BLOB_START
• mov pc, r0
第二阶段开始
• 入口程序trampoline.S
• .text
• .globl _trampoline
• _trampoline:
•
……/*全局数据区清0*/
•
ldr r0, stack_end
•
sub sp, r0, #4
• 设置堆栈指针为堆栈段的最后一个地址，也即堆栈向低地 址生长。
• 如果时间结束还没有键按下，则引导操作 系统内核。
• if(retval == 0) •{ • commandline[0] = '\0'; • parse_command("boot"); •}
• 如果有键按下，则进入命令行模式，等待用户输 入命令。每个命令等待输入10分钟。
• for(;;) •{ • DisplayPrompt(NULL);
prefetch_abort
/* 0x0000000C */
data_abort
/* 0x00000010 */
bootloader概念和功能
bootloader概念和功能
引导加载程序（bootloader）是一段位于计算机系统上电时运行的固件，其目的是加载操作系统（OS）内核或其他引导程序。
它又被称为引导程序或引导管理器。
引导加载程序的主要功能包括：
1. 启动硬件初始化：引导加载程序会对计算机硬件进行初始化和配置，以便后续的操作系统和应用程序能够正确地运行。
2. 加载操作系统：引导加载程序会从存储设备（如硬盘、固态硬盘或网络）中读取操作系统的内核文件，并将其加载到计算机内存中。
3. 校验和验证：引导加载程序会对加载的操作系统内核文件进行校验，以确保文件的完整性和正确性。
这通常涉及到校验和、数字签名或哈希函数等技术。
4. 多重引导：引导加载程序通常可支持多个操作系统的引导，用户可以根据需要选择要启动的操作系统。
这在多系统或多操作系统共存的情况下非常重要。
5. 错误处理和故障恢复：引导加载程序还可以检测和处理系统启动过程中的错误和故障。
它能够提供一些故障恢复的选项，例如回滚操作系统更新、修复损坏的系统文件等。
总的来说，引导加载程序是计算机启动过程中重要的一环，它负责将计算机从电源关闭状态转换为正常工作状态，并加载操作系统以供用户使用。
它具有管理和控制系统启动过程的功能，确保系统的正确和稳定运行。
Bootloader的基本概念
转载]Bootloader的基本概念一、Bootloader的基本概念一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：引导加载程序、Linux 内核、文件系统、用户应用程序。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段代码。
我们熟悉的PC中的引导程序一般由BIOS和位于MBR的OS bootloader（例如LILO或者GRUB）一起组成。
然而在嵌入式系统中通常没有像BIOS那样的固件程序（有的嵌入式CPU有），因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader来完成。
在嵌入式Linux中,引导加载程序即等效为bootloader。
简单地说，bootloader就是在操作系统内核运行前运行地一段小程序。
通过这段小程序，我们可以初始化必要的硬件设备，创建内核需要的一些信息并将这些信息通过相关机制传递给内核，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，最终调用操作系统内核，真正起到引导和加载内核的作用。
bootloader是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式系统中。
不同的体系结构需求的bootloader是不同的；除了体系结构，bootloader还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。
也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们基于相同的CPU构建，运行在其中一块电路板上的bootloader，未必能够运行在另一块电路开发板上。
Bootloader的启动过程可以是单阶段的，也可以是多阶段的。
通常多阶段的bootloader 能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。
从固态存储设备上启动的bootloader大多数是二阶段的启动过程，也即启动过程可以分为stage 1和stage 2两部分二、Bootloader的操作模式大多数bootloader都包含两种不同的操作模式：“启动加载”模式和“下载”模式，这种区别对于开发人员才有意义。
但从最终用户的角度看，bootloader的作用永远就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。
bootloader通俗解释
bootloader通俗解释【实用版】目录1.Bootloader 的通俗解释2.Bootloader 的功能和作用3.Bootloader 的种类和应用正文一、Bootloader 的通俗解释Bootloader，中文俗称“引导程序”，是计算机系统启动时运行的第一个程序。
它可以理解为一个“中介”，负责在操作系统启动前，协调硬件与软件之间的沟通，将操作系统从存储设备加载到内存中，并最终将控制权交给操作系统。
二、Bootloader 的功能和作用1.硬件初始化：Bootloader 负责对计算机硬件进行初始化，包括内存、外设、总线等，为操作系统运行做好准备。
2.加载操作系统：Bootloader 将操作系统从存储设备（如硬盘、U 盘等）中读取到内存中，为操作系统的启动提供支持。
3.设置启动参数：Bootloader 可以根据用户需求，设置不同的启动参数，例如选择不同的操作系统、进入 BIOS 设置等。
4.诊断和自检：Bootloader 可以对计算机硬件进行自检，诊断硬件是否存在问题，并在启动时显示相关信息，方便用户了解系统状态。
三、Bootloader 的种类和应用1.BIOS：BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）是一种最基本的 Bootloader，主要应用于早期的计算机系统。
它主要负责硬件的初始化和操作系统的加载。
2.UEFI：UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口）是一种更先进的 Bootloader，主要应用于现代计算机系统。
相较于 BIOS，UEFI 具有更好的兼容性和可扩展性，可以支持更多的硬件设备和操作系统。
3.GRUB：GRUB（GNU GRand Unified Bootloader，GNU 统一引导加载程序）是一种开源的 Bootloader，广泛应用于 Linux 系统。
bootloader介绍0--u-boot整体介绍
利用norflash上supervivi烧写rootfs.img
拨动挄钮，选择模式从norflash上启动机器。这时候，机器一上电，便会迚入如下界面，选择 y 升级rootfs.img
然后利用dnw烧写rootfs.img到开发板上。
如何挂载rootfs.img?
a. • • b. • 挂载rootfs.img（a和b两种方法都可以） 可以通过如下方式，由u-boot传参给kernel，让kernel在启动的最后阶段，从/dev/mtdblock3上挂 载真实的根文件系统rootfs.img # setenv bootargs noinitrd root=/dev/mtdblock3 rootfstype=yaffs2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M # saveenv 当然，也可以直接修改u-boot代码，修改include/configs/mini2440.h文件， #define CONFIG_BOOTARGS " noinitrd root=/dev/mtdblock3 rootfstype=yaffs2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M "
3. a)
为了不kernel的flash分区配置表保持一致。对u-boot代码修改如下： 修改include/configs/mini2440.h文件，
• • b) •
#define CONFIG_ENV_OFFSET 0X40000 //修改env分区的偏移值，从0x60000改为0x40000 #define CONFIG_ENV_SIZE 0x20000 /* Total Size of Environment Sector */ 修改cpu/arm920t/start.S文件， #define LENGTH_UBOOT 0x40000 //修改u-boot的大小，把0x60000改为0x40000
bootloader简介
bootloader 简介1.1 Bootloader移植的必要性Bootloader是与系统硬件环境高度相关的初始化软件，它担负着初始化硬件和引导操作系统的双重责任。
一些ARM平台可以共用同一种Bootloader，但是总的说来，每一个特定系统的Bootloader都会有所不同。
Bootloader广泛用于有操作系统的手持终端设备、智能家电及机顶盒等嵌入式设备上，它负责完成硬件初始化、操作系统引导和系统配制等。
Bootloader 移植是在特定硬件平台上操作系统移植至关重要的一步。
1.2 BootLoader所支持的CPU和嵌入式系统板每种不同的CPU体系结构都有不同的BootLoader。
有些BootLoader也支持多种体系结构的CPU，比如U-BOOT就同时支持ARM、MIPS、POWERPC等体系结构。
除了依赖于CPU 的体系结构外，BootLoader实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。
也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种CPU而构建的，要想让运行在一块板子上的BootLoader程序也能运行在另一块板子上，通常也都需要修改BootLoader的源程序。
1.3. Boot Loader的烧录和存储系统加电或复位后，所有的CPU通常都从某个由CPU制造商预先安排的地址上取指令。
比如，at91rm9200的CPU在复位时通常都从地址0x00000000取它的第一条指令。
这个地址依据特定的CPU而定。
通常片外启动时，基于CPU构建的嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备（EEPROM或FLASH等，at91rm9200是0x10000000)被映射到这个预先安排的地址上。
因此在系统加电后，CPU将首先执行Boot Loader程序。
bootloader烧写到flash中，对于一个裸板有两种方式：（1）通过片内固化的loader加载bootloader：通常某些CPU内部ROM中固化了一段程序可以用于最初的程序下载，如A T91RM9200。
BootLoader的介绍及应用研究
BootLoader的介绍及应用研究作者：吴瑕来源：《数字技术与应用》2013年第05期摘要：BootLoader是嵌入式系统在最初运行时需要启动的一小段程序，同时，在系统复位时，也要运行。
它主要包括装载与启动两个功能。
本文分析了BootLoader在执行过程中发挥的几个功能，并介绍它的操作模式。
关键词：BootLoader 嵌入式系统应用研究中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）05-0132-01嵌入式系统最初运行的一小段程序是BootLoader，系统进行复位时，这段程序就会被运用。
这段程序在执行过程主要发挥装载和启动两个功能。
1 BootLoader的功能介绍存在于Linux操作系统中BootLoader程序不但要完成装载和启动两个功能，还会完成以下几个功能。
1.1 实现处理器和外设硬件的初使化操作一般来讲，嵌入式处理器在重新恢复后，所有的外部引脚都是会保持为输入的状态，处理器相关设备资源也要重新进行配置。
而BootLoader就是完成这些初使化操作的。
例如只有SDRAM控制器被恢复后，它才会空间供计算机运行使用，才能保证其他程序的正常载入。
1.2 构建完整的内存空间映射图系统在工作时，软件与硬件会处于不同的状态，而BootLoader具有一个功能就是将软硬件进入最佳的工作状态。
一般来讲，BootLoader大多矮小，易于实现，因此不需要复杂的虚伪地址映射。
但是，对于含有MMU的处理器的系统来说，一般分为两种情况，第一种情况就是同样不需要虚拟地址映射，另一种情况则是由于为了加速系统的启动过程，需要开启对DCache 的支持，这时就需要利用平板映射完成MMU的启动。
BootLoader采用什么样的映射，采用哪种类型的MMU根据BootLoader的处理方式来确定。
1.3 将操作系统内核的映像装载到内存中操作系统就是被BootLoader程序装载到内核之中，才开始系统的启动工作，这也是BootLoader完成的最重要功能之一。
bootloader详细介绍
bootloader详细介绍Bootloader对于计算机系统来说，从开机上电到操作系统启动需要⼀个引导过程。
嵌⼊式Linux系统同样离不开引导程序，这个引导程序就叫作Bootloader。
6.1.1 Bootloader介绍Bootloader是在操作系统运⾏之前执⾏的⼀段⼩程序。
通过这段⼩程序，我们可以初始化硬件设备、建⽴内存空间的映射表，从⽽建⽴适当的系统软硬件环境，为最终调⽤操作系统内核做好准备。
对于嵌⼊式系统，Bootloader是基于特定硬件平台来实现的。
因此，⼏乎不可能为所有的嵌⼊式系统建⽴⼀个通⽤的Bootloader，不同的处理器架构都有不同的Bootloader。
Bootloader不但依赖于CPU的体系结构，⽽且依赖于嵌⼊式系统板级设备的配置。
对于2块不同的嵌⼊式板⽽⾔，即使它们使⽤同⼀种处理器，要想让运⾏在⼀块板⼦上的Bootloader程序也能运⾏在另⼀块板⼦上，⼀般也都需要修改Bootloader 的源程序。
反过来，⼤部分Bootloader仍然具有很多共性，某些Bootloader也能够⽀持多种体系结构的嵌⼊式系统。
例如，U-Boot就同时⽀持PowerPC、ARM、MIPS和X86等体系结构，⽀持的板⼦有上百种。
通常，它们都能够⾃动从存储介质上启动，都能够引导操作系统启动，并且⼤部分都可以⽀持串⼝和以太⽹接⼝。
本章将对各种Bootloader总结分类，分析它们的共同特点。
以U-Boot为例，详细讨论Bootloader的设计与实现。
6.1.2 Bootloader的启动Linux系统是通过Bootloader引导启动的。
⼀上电，就要执⾏Bootloader来初始化系统。
可以通过第4章的Linux启动过程框图回顾⼀下。
系统加电或复位后，所有CPU都会从某个地址开始执⾏，这是由处理器设计决定的。
⽐如，X86的复位向量在⾼地址端，ARM处理器在复位时从地址0x00000000取第⼀条指令。
第六讲--Bootloader
嵌入式软件系统
1. 2. 3.
4.
嵌入式操作系统已经得到广泛应用 带操作系统的嵌入式软件体系一般分为： 引导加载程序 操作系统内核 文件系统（可选） 用户应用程序
PC 机的引导加载程序
1. 2.
BIOS+MBR BIOS的本质是一段固件程序（Firmware） MBR是磁盘上的一段分区，位于磁盘的第 一个扇区，大小为512B，包含了磁盘的分 区信息以及系统引导代码，比如Lilo、 Grub
Vivi代码结构
Arch：包含vivi支持的处 理器 Drivers:包含了MTD和串 口驱动程序 Init：包含main程序， stage2的入口点 Lib：与平台无关的公共 的代码，比如memory操 作、命令操作等 Include:所有头文件
目标板配置
处理器：samsung S3C2410X （ARM920T） 32M NandFlash， 用作Boot 64M SDRAM，地址 范围0x30000000— 0x33ffffff
U-boot简介
起源于PPC-BOOT 是一种通用的Bootloader 开源，高度模块化 驱动程序丰富、命令操作灵活
U-BOOT代码结构
Board:与目标板相关代码 Common:命令的实现代码 Cpu:与目标处理器相关代 码 Drivers:各种驱动程序 Fs:支持的文件系统 Lib_arm:ARM平台的公共 接口代码
4. 5.
一般的Bootloader的结构分成： 目标处理器相关代码，一般stage1的入口 代码在此目录中 目标板相关代码，一般stage2的入口代码 在此目录中 驱动代码，包括串口、网络、USB、以及 ROM操作驱动 命令处理代码 其他代码
Bootloader过程简介
Bootloader过程简介1. 引言在计算机系统中，操作系统的启动过程是一个复杂而重要的过程。
在操作系统启动之前，计算机系统首先要执行一个称为Bootloader的程序。
Bootloader是一个小型的程序，负责加载操作系统并进行必要的准备工作。
在本文档中，我们将对Bootloader的过程进行简要介绍，包括其定义、功能和执行过程。
我们将使用Markdown格式来展示文档内容。
2. Bootloader的定义Bootloader是计算机系统引导的第一个程序。
它位于计算机内存的一个固定位置，通常是硬盘的引导扇区〔MBR〕或UEFI固件中的引导管理器。
3. Bootloader的功能Bootloader的主要功能可以归纳为以下几个方面：•硬件初始化：Bootloader负责初始化计算机的硬件，包括处理器、内存、外设等。
它会设置必要的存放器和内存映射表，以确保后续的操作系统可以正常运行。
•选择和加载操作系统：Bootloader通常会提供一个菜单或配置文件，供用户选择要启动的操作系统。
根据用户选择的操作系统，Bootloader会从硬盘或网络中加载相应的操作系统文件，并将控制权转交给操作系统。
•引导扩展程序：一些Bootloader还支持引导扩展程序。
它们可以加载和执行额外的程序，如驱动程序、启动菜单等。
这些扩展程序可以提供额外的功能和灵巧性。
•错误处理和恢复：Bootloader还负责错误处理和恢复机制。
如果在硬件初始化或操作系统加载过程中出现错误，Bootloader将负责处理错误，并显示相应的错误信息。
在某些情况下，Bootloader还可以提供恢复选项，例如从备份引导扇区或其他设备启动。
4. Bootloader的执行过程Bootloader的执行过程可以大致分为以下几个步骤：1.BIOS或UEFI固件启动：计算机加电后，首先执行BIOS或UEFI固件，这局部固件中包含了Bootloader的位置和初始化代码。
什么是bootloader
本文出自“李云”博客/831344/181630在嵌入式系统当中你可能经常听到bootloader（引导加载器）这一词，bootloader是指什么呢？在我们日常经常接触的东西中是不是有与bootloader的作用或是概念相似的呢？有一点我一定猜得到，你现在正在用计算机看这篇文章。
如果你稍微熟悉计算机的组成，你一定知道BIOS（Basic Input/Output System）。
BIOS在计算机中就是用来启动计算系统的，在完成一定的硬件初始化工作以及人机交互后，它加载位于硬盘中的操作系统，并最终运行操作系统。
嵌入式系统中的bootloader与BIOS的作用就是相类似的，也是完成对于处理器相关的硬件资源进行初始化后，最后加载通常是存放在FLASH中的应用程序，当然在嵌入式系统当中操作系统与应用程序一般是在同一个可执行文件中的，这与我们的电脑有很大的不同。
BIOS与bootloader有相同之处，比如：1）完成处理器正常最小系统的初始化。
最小系统的概念通过举个例比较容易让人明白，比如对于我们的计算机，通常在初始化时不需要用到以太网，因此，在最小化系统中就不包括以太网卡的初始化，对其的初始化完全可以放到操作系统中去做，而不是在BIOS中。
相类似的是，在嵌入式系统中，我们通常不需要在初始化的过程中用到USB设备，那么对于USB设备的初始化就不需要包含在最小系统中，而可以在被bootloader加载的应用程序中去初始化它。
2）两者在最后都得加载其它的程序，并将运行权交给被加载的程序。
对于BIOS，其所加载的程序通常是操作系统，当然，如果你正在安装系统那么BIOS所加载的可能是位于光盘中安装程序。
对于loader，其加载的是一个可执行程序，这一可执行程序包括实时操作系统（有的也不是实时操作系统）和我们的应用程序。
3）如果BIOS或是bootloader程序太大，通常都会采用压缩技术对其进行压缩。
对于BIOS，其肯定会采用压缩技术进行压缩，因为BIOS随着计算机行业的飞速发展而越来越复杂，比如，以前的BIOS不需要支持USB的鼠标和键盘，但现在就得支持了，这就意味着BIOS要有USB鼠标和键盘的驱动程序。
bootloader通俗解释
bootloader通俗解释摘要：1.Bootloader的概念与作用2.Bootloader的种类与区别3.Bootloader的应用场景4.如何选择合适的Bootloader5.Bootloader的编写与定制6.Bootloader的安全性与优化7.总结与展望正文：一、Bootloader的概念与作用Bootloader，简称“boot loader”，中文意为“引导加载程序”，是计算机启动时加载操作系统之前执行的一段程序。
它的主要作用是在计算机加电后，将操作系统加载到内存中并启动操作系统。
二、Bootloader的种类与区别根据硬件平台和操作系统的不同，Bootloader有多种类型。
常见的有：1.BIOS Bootloader：适用于基于BIOS（Basic Input/Output System）的计算机，如传统的x86架构。
2.UEFI Bootloader：适用于基于UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）的计算机，如现代的x86_64架构。
3.Linux Bootloader：主要用于加载Linux操作系统，如GRUB（GrandUnified Bootloader）。
4.Windows Bootloader：用于加载Windows操作系统，如NTLDR （Windows NT Loader）。
三、Bootloader的应用场景1.操作系统多重启动：允许用户在启动时选择不同的操作系统，如Windows和Linux。
2.操作系统修复：当操作系统无法正常启动时，通过Bootloader进入恢复模式，进行修复。
3.数据恢复：利用Bootloader启动特定的数据恢复工具，进行数据救援。
4.硬件测试：利用Bootloader启动硬件测试工具，如硬盘检测工具、内存检测工具等。
四、如何选择合适的Bootloader1.了解计算机硬件平台和操作系统：根据计算机使用的硬件架构和操作系统，选择相应的Bootloader。
bootload标准
bootload标准摘要：1.引导加载程序（Bootloader）简介2.Bootloader 的作用3.Bootloader 的两种类型：启动扇区和启动管理器4.常见的Bootloader 标准5.UEFI 标准简介6.UEFI 与传统Bootloader 的比较7.UEFI 的发展趋势和影响正文：引导加载程序（Bootloader）是计算机系统启动过程中的关键组件，负责将操作系统内核从存储介质加载到内存中并启动执行。
Bootloader 的主要作用是在计算机加电后初始化硬件，找到并加载操作系统的内核，从而使计算机能够正常运行。
Bootloader 分为两种类型：启动扇区和启动管理器。
启动扇区是计算机加电后BIOS 读取的第一个扇区，通常位于硬盘的0 磁道1 柱面1 扇区（也称为MBR，Master Boot Record），它包含一个引导程序，用于加载操作系统的内核。
而启动管理器则是在操作系统启动后，负责管理系统启动过程的程序。
在计算机发展过程中，出现了许多不同的Bootloader 标准。
早期常见的标准有：DOS 的IBM BIOS、微软的MS-DOS、GRUB（GRand UnifiedBootloader）等。
随着计算机技术的发展，UEFI（统一可扩展固件接口）标准逐渐成为主流。
UEFI 是一种基于x86 架构的Bootloader 标准，相较于传统的Bootloader，UEFI 具有更快的启动速度、更好的兼容性和更强的安全性。
UEFI 支持在计算机启动过程中直接访问网络，从而实现快速启动和网络唤醒等功能。
此外，UEFI 还支持启动多个操作系统，用户可以根据需要在UEFI 设置中选择要启动的操作系统。
UEFI 的出现对计算机产业产生了深远的影响。
随着UEFI 的普及，传统的Bootloader 逐渐被取代，计算机启动过程变得更加高效、安全和灵活。
此外，UEFI 也为计算机硬件和软件厂商提供了更大的创新空间，使得计算机技术得以不断进步。
bootloader
U-boot启动流程
• 链接脚本
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") OUTPUT_ARCH(arm) ENTRY(_start) SECTIONS { . = 0x00000000; . = ALIGN(4); .text : { cpu/arm920t/start.o (.text) __arm1_init_start = .; board/mindspeed/common/arm1_init.o (.text) __arm1_init_end = .; *(.text) }
U-Boot命令
• 这样每一个U-Boot命令有一个结构体来描述。结构体包含 的成员变量：命令名称、最大参数个数、重复数、命令执 行函数、用法、帮助。 • 从控制台输入的命令是由common/command.c中的程序 解释执行的。find_cmd()负责匹配输入的命令，从列表中 找出对应的命令结构体。 • 在u-boot中输入命令不一定输入全部命令名称，而是可以 省略后面的一些字符，例如“help”命令可以输入he。
环境变量
关于以上结构的说明: crc是u-boot在保存env 的时候加上去的校验头，在第一次启 动时一般 crc校验会出错，这很正常，因为这时 Flash中 的数据无效。 data data字段保存实际的环境变量。u-boot 的 env 按 u-boot name=value”\0”的方式存储，在所有env的最后以”\0\0” 表示整个 env 的结束。新的name=value对总是被添加到 env 数据块的末尾，当删除一个name=value对时，后面 的环境变量将前移，对一个已经存在的环境变量的修改实 际上先删除再插入。
《BootLoader实验》课件
03
Bootloader实验步骤
编写引导程序
总词
编写引导程序是实验的第一步，需要使用汇 编语言或C语言编写引导程序代码。
详细描述
引导程序是用于加载操作系统的程序，需要 在计算机启动时运行。在实验中，学生需要 编写一个简单的引导程序，该程序可以在屏 幕上输出一些文本信息，并加载操作系统。
编译引导程序
安装ISO文件启动制作工具（ 如Etcher或 Win32DiskImager）
实验环境配置
01 配置虚拟机软件，设置正确的启动顺序和 启动方式
02 将U盘插入PC机，并设置正确的启动顺序 和启动方式
03
将ISO文件插入PC机，并设置正确的启动 顺序和启动方式
04
将硬盘映像写入硬盘，并设置正确的启动 顺序和启动方式
详细描述
Bootloader是在操作系统运行之前，由硬件或软件系统自动加载到主存储器中的一段小程序。它的主 要任务是初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而为操作系统的内核准备好正确的环境。
Bootloader的作用
总结词
系统启动的关键环节
详细描述
Bootloader是操作系统启动的关键环节，它负责在系统启动时加载并启动内核，同时为内核提供必要的运行环境 。此外，Bootloader还可以提供系统维护和修复等功能。
05
Bootloader实验问题与解决方案
常见问题汇总
启动引导问题
无法正常引导操作系统。
硬件接口问题
与硬件设备的通信异常。
内存访问问题
无法正确访问内存空间。
配置文件问题
配置文件丢失或配置错误。
问题解决方案
重新检查启动引导代码 ：确保引导程序正确加 载。
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简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
通常，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对BootLoader归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的BootLoader设计与实现。
U-BOOT是由PPCBOOT发展起来的，是PowerPC、ARM9、Xscale、X86等系统通用的Boot方案，从官方版本 0.3.2开始全面支持SC系列单板机。u-boot是一个open source的bootloader，目前版本是0.4.0。u-boot是在ppcboot以及armboot的基础上发展而来，虽然宣称是0.4.0版本，却相当的成熟和稳定，已经在许多嵌入式系统开发过程中被采用。由于其开发源代码，其支持的开发板众多。唯一遗憾的是并不支持我们现在学习所用samsung 44B0X的开发板。
1、 引导加载程序。包括固化在固件(firmware)中的boot代码(可选)，和BootLoader两大部分。
2、 Linux内核。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。
3、 文件系统。包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上文件系统。通常用ramdisk来作为rootfs。
大多数Bootloader都包含2种不同的操作模式：本地加载模式和远程下载模式。这2种操作模式的区别仅对于开发人员才有意义，也就是不同启动方式的使用。从最终用户的角度看，Bootloader的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的本地加载模式与远程下载模式的区别。
常见的Bootloader有哪些
而在嵌入式系统中，通常并没有像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程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。比如在一个基于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，而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。
命令
功能
Load
把二进制文件载入Flash或RAM
Part
操作MTD分区信息。显示、增加、删除、复位、保存MTD分区
Param
设置参数
Boot
启动系统
Flash
管理Flash，如删除Flash的数据
为什么我们需要u-boot？显然可以将ucLinux直接烧入flash，从而不需要额外的引导装载程序（bootloader）。但是从软件升级的角度以及程序修补的来说，软件的自动更新非常重要。事实上，引导装载程序（bootloader）的用途不仅如此，但仅从软件的自动更新的需要就说明我们的开发是必要的。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。回忆一下 PC 的体系结构我们可以
知道，PC 机中的引导加载程序由 BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘 MBR 中的
OS Boot Loader（比如，LILO 和 GRUB 等）一起组成。BIOS 在完成硬件检测和资源分
配后，将硬盘 MBR 中的 Boot Loader 读到系统的 RAM 中，然后将控制权交给 OS Boo
及 Boot Loader 的安装等四个方面来讨论嵌入式系统的 Boot Loader。
2. Boot Loader 的概念
简单地说，Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小
程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带
到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
通常，Boot Loader 是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌
入式世界里建立一个通用的 Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对
Boot Loader 归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的 Boot Loader 设计与实现
对于嵌入式系统，Bootloader是基于特定硬件平台来实现的。因此，几乎不可能为所有的嵌入式系统建立一个通用的Bootloader，不同的处理器架构都有不同的Bootloader。Bootloader不但依赖于CPU的体系结构，而且依赖于嵌入式系统板级设备的配置。对于2块不同的嵌入式板而言，即使它们使用同一种处理器，要想让运行在一块板子上的Bootloader程序也能运行在另一块板子上，一般也都需要修改Bootloader的源程序。
vivi代码分析
vivi的代码包括arch，init，lib，drivers和include等几个目录，共200多条文件。
Vivi主要包括下面几个目录：
arch：此目录包括了所有vivi支持的目标板的子目录，例如s3c2410目录。
drivers：其中包括了引导内核需要的设备的驱动程序（MTD和串口）。MTD目录下分map、nand和nor三个目录。
。比如在一个基于 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，而在这个地址处安排的通常就是系统的 Boot Loader 程序。
本文将从 Boot Loader 的概念、Boot Loader 的主要任务、Boot Loader 的框架结构以
二、常见bootloader介绍
1．U-BOOT介绍
uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系，包含常见的外设的驱动，是一个功能强大的板极支持包。其代码可以从/projects/u-boot下载
同时，u-boot移植的过程也是一个对嵌入式系统包括软硬件以及操作系统加深理解的一个过程。
2。vivi介绍（下载地址/developer）
vivi是韩国mizi 公司开发的bootloader, 适用于ARM9处理器。 Vivi有两种工作模式：启动加载模式和下载模式。启动加载模式可以在一段时间后（这个时间可更改）自行启动linux内核，这时vivi的默认模式。在下载模式下，vivi为用户提供一个命令行接口，通过接口可以使用vivi提供的一些命令，如下：
4、 用户应用程序。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式GUI有：MicroWindows和MiniGUI懂。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。PC机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘MBR中的OS BootLoader（比如，LILO和GRUB等）一起组成。BIOS在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘MBR中的BootLoader读到系统的RAM中，然后将控制权交给OS BootLoader。BootLoader的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到 RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。
软件设计的主要任务以及结构框架等内容。
1. 引言
在专用的嵌入式板子运行 GNU/Linux 系统已经变得越来越流行。一个嵌入式 Linux 系
统从软件的角度看通常可以分为四个层次：
1. 引导加载程序。包括固化在固件(firmware)中的 boot 代码(可选)，和 Boot Loade
r 两大部分。
2. Linux 内核。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。
3. 文件系统。包括根文件系统和建立于 Flash 内存设备之上文件系统。通常用 ram d
isk 来作为 root fs。
4. 用户应用程序。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会
包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式 GUI 有：MicroWindows 和 MiniGUI 懂。
Grub和Lilo是PC计算机上的，U-boot,vivi，blob，ARMBoot是嵌入式系统上的。
（来源《嵌入式Linux系统开发技术详解—基于A统 Boot Loader 技术内幕
本文详细地介绍了基于嵌入式系统中的 OS 启动加载程序 ―― Boot Loader 的概念、
BootLoader:
YAMON, U-Boot, CFE
vivi
LILO
GRUB
Loadlin
ROLO
Etherboot
LinuxBIOS
U-boot
RedBoot
一． BootLoader简介
在专用的嵌入式板子运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：
什么是bootloader？对于计算机系统来说，从开机上电到操作系统启动需要一个引导过程。嵌入式Linux系统同样离不开引导程序，这个引导程序就叫作Bootloader。
Bootloader介绍
Bootloader是在操作系统运行之前执行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表，从而建立适当的系统软硬件环境，为最终调用操作系统内核做好准备。
Bootloader的启动
Linux系统是通过Bootloader引导启动的。一上电，就要执行Bootloader来初始化系统。
系统加电或复位后，所有CPU都会从某个地址开始执行，这是由处理器设计决定的。比如，X86的复位向量在高地址端，ARM处理器在复位时从地址0x00000000取第一条指令。嵌入式系统的开发板都要把板上ROM或Flash映射到这个地址。因此，必须把Bootloader程序存储在相应的Flash位置。系统加电后，CPU将首先执行它。