Linux中bootloader介紹

發(fā)布人：嵌入式Linux 時(shí)間：2023-01-10 來源：工程師發(fā)布文章

一個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)從軟件的角度通常分為以下四個(gè)層次：

引導(dǎo)加載程序。包括固化在firmware中的boot代碼（可選），和Bootloader兩大部分。
Linux內(nèi)核。
文件系統(tǒng)。
應(yīng)用程序。

Bootloader概念

在嵌入式操作系統(tǒng)中，Bootloader是硬件啟動(dòng)的引導(dǎo)程序，是運(yùn)行操作系統(tǒng)的前提；在操作系統(tǒng)內(nèi)核或用戶應(yīng)用程序運(yùn)行之前運(yùn)行的一小段代碼，對軟硬件進(jìn)行相應(yīng)的初始化和設(shè)定，為最終運(yùn)行操作系統(tǒng)準(zhǔn)備好環(huán)境，類似于X86計(jì)算機(jī)中的BIOS固件；Bootloader不屬于操作系統(tǒng)，一般采用匯編語言和C語言開發(fā)，需要針對特定的硬件平臺（比如arm、powerpc、MIPS等）編寫，Bootloader不但依賴于CPU的體系結(jié)構(gòu)，而且依賴于嵌入式系統(tǒng)板級設(shè)備的配置。對于2塊不同的嵌入式板而言，即使它們使用同一種處理器，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的Bootloader程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，一般也都需要修改Bootloader的源程序。

Bootloader的兩種操作模式

自啟動(dòng)模式：在這種模式下，Bootloader從目標(biāo)機(jī)上的某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上將操作系統(tǒng)(kernel)加載到RAM中運(yùn)行（讀取bootcmd參數(shù)），整個(gè)過程并沒有用戶的介入。

交互模式：在這種模式下（uboot可在倒計(jì)時(shí)按任意鍵進(jìn)入到這種模式），目標(biāo)機(jī)上的Bootloader將通過串口或網(wǎng)絡(luò)等方式從開發(fā)主機(jī)（Host）上下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等到RAM中，可以被 Bootloader寫到目標(biāo)機(jī)上的固態(tài)存儲(chǔ)媒質(zhì)中，或者直接進(jìn)行系統(tǒng)的引導(dǎo)。也可以通過串口接收用戶的命令。

Bootloader的基本功能

初始化相關(guān)硬件
把bootloader自搬運(yùn)到RAM中
執(zhí)行用戶的命令
訪問環(huán)境變量
通過網(wǎng)絡(luò)/串口通信
讀寫RAM/FLASH
加載并執(zhí)行內(nèi)核

常見的Bootloader

Redboot：Redhat公司隨eCos發(fā)布的一個(gè)BOOT方案，是一個(gè)開源項(xiàng)目，Linux操作系統(tǒng)引導(dǎo)，在線讀寫Flash。
ARMboot：ARM平臺的開源固件項(xiàng)目，2002年ARMboot終止了維護(hù)。
U-Boot：ARMboot并入了PPCBoot，和其他一些平臺的Loader合稱U-Boot，是目前最常用的bootloader。
Blob、Bios-lt、Bootldr、vivi等