bootloader的移植教学内容.ppt

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1、bootloader的移植PARTIBootloader概述1.1Bootloader简介引导加载程序（Bootloader）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(masterbootrecord)中的OSBootLoader（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OSBootLoader。BootLoader的主要运

2、行任务就是将内核映像从硬盘上读到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。（用图来演示PC的启动过程）1.1Bootloader简介而在嵌入式系统中，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ARMcore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。（演示通信系统的一般系统启动过程）本节将从BootL

3、oader的概念和启动过程来讨论嵌入式系统的BootLoader。1.1Bootloader简介1.1.1BootLoader的概念简单地说，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BootLoa

4、der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。1.1Bootloader简介1、BootLoader所支持的CPU和嵌入式单板每种不同的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、PPC和MIPS等一系列体系结构。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构建的，要想让运行在一块板子上的BootLoa

5、der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。1.1Bootloader简介2、BootLoader的安装系统加电或复位后，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，ARM系列CPU在复位后都从地址0x00000000取它的第一条指令。而嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备（比如：ROM、EEPROM或FLASH等）被安排在这个起始地址上，因此在系统加电后，CPU将首先执行BootLoader程序。1.1Bootloader简介一个同时装有BootLoader、内核的启动参

6、数、内核映像和根文件系统映像的固态存储设备的典型空间分配结构图(这个图是Linux的典型配置,不同的系统配置可以不同):1.1Bootloader简介3、用来控制BootLoader的设备或机制串口通讯是最简单也是最廉价的一种双机通讯设备，所以往往在BootLoader中主机和目标机之间都通过串口建立连接，BootLoader程序在执行时通常会通过串口来进行I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。当然如果认为串口通讯速度不够，也可以采用网络或者USB通讯，那么相应的在BootLoader中就需要编写各自的驱动。

7、1.1Bootloader简介4、BootLoader的启动过程BootLoader的启动过程分为单阶段（SingleStage）和多阶段（Multi-Stage）两种。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大多都是2阶段的启动过程，也即启动过程可以分为stage1和stage2两部分。至于在stage1和stage2中具体完成哪些任务，将在下一小节中具体讨论。1.1Bootloader简介5、BootLoader的操作模式大多数BootLoader都包

8、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的，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。1.1Bootloader简介启动加载（