Bootloader基础知识解析
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Bootloader是最先被系统执行的程序。
每种不同的 CPU 体系结构都有不同的 Boot Loader。
有些 Boot Loader 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 ARM 体系结构和MIPS体系结构。
Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级 设备的配置。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 Boot Loader 程序也能运行在另一块 板子上，通常也都需要修改 Boot Loader 的源程序。
固态存储设备的典型空间分配结构
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。 在 PC 机中： 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，将硬盘中的 Boot Loader 读到系统的 RAM 中，然后将控制权交给 OS Boot Loader。 Boot Loader： 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。
在嵌入式系统中： 通常并没有像 BIOS 那样的固件程序
（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 Boot Loader 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
一、 bootloader的基本概念
1、什么是bootloader（引导加载程序）
简单地说BootLoader就是在操作系统内核或 用户应用程序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（有的CPU没有内存映射功能 如 S3C44B0），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或 用户应用程序准备好正确的环境。
最常见的情况是，目标机上的BootLoader通过串口与主 机之间进行文件传输，传输协议通常xmodem/ymodem/zmodem 协议中的一种。但是，由于串口传输的速度是有限的，因此 通过以太网连接并借助TFTP协议来下载文件是个更好的选择。 但是，在通过以太网连接和TFTP协议来下载文件时，因为主 机方必须有一个软件用来的提供TFTP服务，所以操作相对复 杂。
2、 Boot Loader的操作模式
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，这种区别仅对于开发人员才 有意义。但从最终用户的角度看，BootLoader的作用就是 用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下 载工作模式的区别。 启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为 “自主”（Autonomous）模式，也即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， 整个过程并没有用户的介入。这种模式是BootLoader的正 常工作模式。因此在嵌入式产品发布的时候， BootLoader显然必须工作在这种模式下。
3、BootLoader的启动过程
由于 Boot Loader 的实现依赖于 CPU 的体 系结构，因此大多数 Boot Loader 的启动都分为 stage1 和 stage2两大部分。依赖于 CPU 体系结 构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在 stage1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达 到短小精悍的目的。而 stage2则通常用C语言来 实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会 具有更好的可读性和可移植性。
Boot Loader 的 stage1
• 通常包括以下步骤（以执行的先后顺序）：
硬件设备初始化 1． 屏蔽所有的中断。为中断提供服务通常是 OS 设 备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程 中可以不必响应任何中断。中断屏蔽可以通过写 CPU 的 中断屏蔽寄存器或状态寄存器（比如 ARM 的 CPSR 寄存 器）来完成。 2． 设置 CPU 的速度和时钟频率。 3． RAM 初始化。包括正确地设置系统的内存控制器的 功能寄存器以及各内存库控制寄存器等。 4． 初始化 LED。典型地，通过 GPIO 来驱动 LED，其 目的是表明系统的状态是 OK 还是 Error。如果板子上没 有 LED，那么也可以通过初始化 UART 向串口打印 Boot Loader 的 Logo 字符信息来完成这一点。 5． 关闭 CPU 内部指令／数据 cache。
Boot Loader 程Βιβλιοθήκη Baidu。
系统加电或复位后，所有的处理器通常都从某个预先 安排的地址上取指令。 比如，ARM在复位时从地址0x0取指。
嵌入式系统中通常都有某种类型的固态存储设备（比 如：ROM、EEPROM 或FLASH 等）被映射到这个预先安 排的地址上。因此在系统加电后，处理器将首先执行 Bootloader 程序。
第六章
Bootloader
一个嵌入式 Linux 系统从软件的角度看通常可以分为五 个层次：
1. 引导加载程序 包括固化在固件中的 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(包括驱动程序)以及内核的 启动参数。 3. 文件系统 建立于 Flash 设备之上文件系统。 4.驱动程序编写（移植） 5. 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：QT 和 MiniGUI 。
• 下载（Down loading）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通信手段从主机下载文 件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像 等。从主机下载的文件通常首先被BootLoader保 存到目标机的RAM中，然后再被BootLoader写到目 标机上的固态存储设备中。BootLoader的这种模 式通常在系统更新时使用。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。
每种不同的 CPU 体系结构都有不同的 Boot Loader。
有些 Boot Loader 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 ARM 体系结构和MIPS体系结构。
Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级 设备的配置。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 Boot Loader 程序也能运行在另一块 板子上，通常也都需要修改 Boot Loader 的源程序。
固态存储设备的典型空间分配结构
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。 在 PC 机中： 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，将硬盘中的 Boot Loader 读到系统的 RAM 中，然后将控制权交给 OS Boot Loader。 Boot Loader： 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。
在嵌入式系统中： 通常并没有像 BIOS 那样的固件程序
（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 Boot Loader 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
一、 bootloader的基本概念
1、什么是bootloader（引导加载程序）
简单地说BootLoader就是在操作系统内核或 用户应用程序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（有的CPU没有内存映射功能 如 S3C44B0），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或 用户应用程序准备好正确的环境。
最常见的情况是，目标机上的BootLoader通过串口与主 机之间进行文件传输，传输协议通常xmodem/ymodem/zmodem 协议中的一种。但是，由于串口传输的速度是有限的，因此 通过以太网连接并借助TFTP协议来下载文件是个更好的选择。 但是，在通过以太网连接和TFTP协议来下载文件时，因为主 机方必须有一个软件用来的提供TFTP服务，所以操作相对复 杂。
2、 Boot Loader的操作模式
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，这种区别仅对于开发人员才 有意义。但从最终用户的角度看，BootLoader的作用就是 用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下 载工作模式的区别。 启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为 “自主”（Autonomous）模式，也即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， 整个过程并没有用户的介入。这种模式是BootLoader的正 常工作模式。因此在嵌入式产品发布的时候， BootLoader显然必须工作在这种模式下。
3、BootLoader的启动过程
由于 Boot Loader 的实现依赖于 CPU 的体 系结构，因此大多数 Boot Loader 的启动都分为 stage1 和 stage2两大部分。依赖于 CPU 体系结 构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在 stage1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达 到短小精悍的目的。而 stage2则通常用C语言来 实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会 具有更好的可读性和可移植性。
Boot Loader 的 stage1
• 通常包括以下步骤（以执行的先后顺序）：
硬件设备初始化 1． 屏蔽所有的中断。为中断提供服务通常是 OS 设 备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程 中可以不必响应任何中断。中断屏蔽可以通过写 CPU 的 中断屏蔽寄存器或状态寄存器（比如 ARM 的 CPSR 寄存 器）来完成。 2． 设置 CPU 的速度和时钟频率。 3． RAM 初始化。包括正确地设置系统的内存控制器的 功能寄存器以及各内存库控制寄存器等。 4． 初始化 LED。典型地，通过 GPIO 来驱动 LED，其 目的是表明系统的状态是 OK 还是 Error。如果板子上没 有 LED，那么也可以通过初始化 UART 向串口打印 Boot Loader 的 Logo 字符信息来完成这一点。 5． 关闭 CPU 内部指令／数据 cache。
Boot Loader 程Βιβλιοθήκη Baidu。
系统加电或复位后，所有的处理器通常都从某个预先 安排的地址上取指令。 比如，ARM在复位时从地址0x0取指。
嵌入式系统中通常都有某种类型的固态存储设备（比 如：ROM、EEPROM 或FLASH 等）被映射到这个预先安 排的地址上。因此在系统加电后，处理器将首先执行 Bootloader 程序。
第六章
Bootloader
一个嵌入式 Linux 系统从软件的角度看通常可以分为五 个层次：
1. 引导加载程序 包括固化在固件中的 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(包括驱动程序)以及内核的 启动参数。 3. 文件系统 建立于 Flash 设备之上文件系统。 4.驱动程序编写（移植） 5. 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：QT 和 MiniGUI 。
• 下载（Down loading）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通信手段从主机下载文 件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像 等。从主机下载的文件通常首先被BootLoader保 存到目标机的RAM中，然后再被BootLoader写到目 标机上的固态存储设备中。BootLoader的这种模 式通常在系统更新时使用。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。