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Bootloader 的概念 一、Bootloader 的引入 从前面的硬件实验可以知道，系统上电之后，需要一段程序来进行初始化：关闭 WATCHDOG 、改变系统时钟、初始化存储控制器、将更多的代码复制到内存中等等。如果 它能将操作系统内核(无论从本地，比如 Flash ；还是从远端，比如通过网络)复制到内存中 运行，就称这段程序为Bootloader 。 简单地说，Bootloader 就是这么一小段程序，它在系统上电时开始执行，初始化硬件设备、 准备好软件环境，最后调用操作系统内核。 可以增强Bootloader 的功能，比如增加网络功能、从PC 上通过串口或网络下载文件、烧写 文件、将Flash 上压缩的文件解压后再运行等──这就是一个功能更为强大的Bootloader ， 也称为Monitor 。实际上，在最终产品中用户并不需要这些功能，它们只是为了方便开发。 Bootloader 的实现严重依赖于具体硬件，在嵌入式系统中硬件配置千差万别，即使是相同的 CPU，它的外设( 比如Flash)也可能不同，所以不可能有一个Bootloader 支持所有的 CPU、 所有的电路板。即使是支持CPU 架构比较多的U-Boot ，也不是一拿来就可以使用的(除非里 面的配置刚好与你的板子相同) ，需要进行一些移植。 二、 Bootloader 的启动方式 CPU 上电后，会从某个地址开始执行。比如MIPS 结构的CPU 会从0xBFC00000 取第一条 指令，而ARM 结构的CPU 则从地址0x0000000 开始。嵌入式单板中，需要把存储器件ROM 或Flash 等映射到这个地址，Bootloader 就存放在这个地址开始处，这样一上电就可以执行。 在开发时，通常需要使用各种命令操作Bootloader ，一般通过串口来连接PC 和开发板，可 以在串口上输入各种命令、观察运行结果等。这也只是对开发人员才有意义，用户使用产品 时是不用接串口来控制Bootloader 的。从这个观点来看，Bootloader 可以分为两种操作模式 (Operation Mode)： （1）启动加载(Boot loading)模式。 上电后，Bootloader 从板子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。产品发布时，Bootloader 工作在这种模式下。 （2 ）下载(Downloading)模式。 在这种模式下，开发人员可以使用各种命令，通过串口连接或网络连接等通信手段从主机 (Host)下载文件( 比如内核映像、文件系统映像) ，将它们直接放在内存运行或是烧入Flash 类 固态存储设备中。 板子与主机间传输文件时，可以使用串口的xmodem/ymodem/zmodem 协议，它们使用简单， 只是速度比较慢；还可以使用网络通过tftp 、nfs 协议来传输，这时，主机上要开启tftp 、nfs 服务；还有其他方法，比如USB 等。 像Blob 或U-Boot 等这样功能强大的Bootloader 通常同时支持这两种工作模式，而且允许用 户在这两种工作模式之间进行切换。比如，U-Boot 在启动时处于正常的启动加载模式，但 是它会延时若干秒(这可以设置)等待终端用户按下任意键而将 U-Boot 切换到下载模式。如 果在指定时间内没有用户按键，则U-Boot 继续启动Linux 内核。 编辑] 15.1.2 Bootloader 的结构和启动过程 ?1. 概述 在移植之前先了解Bootloader 的一些通用概念，对理解它的代码会有所帮助。 在一个嵌入式Linux 系统中，从软件的角度通常可以分为4 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 Bootloader 两大部 分。 有些CPU 在运行Bootloader 之前先运行一段固化的程序(固件，firmware)，比如x86 结构的 CPU 就是先运行BIOS 中的固件，然后才运行硬盘第一个分区(MBR) 中的Bootloader 。 在大多嵌入式系统中并没有固件，Bootloader 是上电后执行的第一个程序。 （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。内核的启动参数可以是内核默认的，或 是由Bootloader 传递给它的。 （3 ）文件系统。 包括根文件系统和建立于Flash 内存设备之上的文件系统。里面包含了Linux