嵌入式linux的bootloader的启动流程是怎样的?

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嵌入式 Linux 系统从软件角度看可以分为四个部分:引导加载程序(Bootloader), Linux 内核,文件系统,应用程序。

当系统首次引导时,或系统被重置时,处理器会执行一个位于Flash/ROM中的已知位置处的代码,Bootloader就是这第一段代码。它主要用来初始化处理器及外设,然后调用 Linux 内核。Linux 内核在完成系统的初始化之后需要挂载某个文件系统作为根文件系统(Root Filesystem),然后加载必要的内核模块,启动应用程序。这就是嵌入式Linux系统启动过程 Linux 引导的整个过程。

Bootloader 的启动方式:

网络启动方式。这种方式的开发板不需要较大的存储介质,跟无盘工作站有点类似,但是使用这种启动方式之前,需要把Bootloader安装到板上的EPROM或者Flash中。Bootloader通过以太网接口远程下载Linux内核映像或者文件系统。Bootloader下载文件一般都使用TFTP网络协议,还可以通过DHCP的方式动态配置IP地址。

硬盘启动方式

传统的Linux系统运行在台式机或者服务器上,这些计算机一般都使用BIOS引导,并使用磁盘作为存储介质。Linux传统上是LILO (Linux Loader) 引导,后来又出现了GUN的软件 (Grand Unified Bootloader) 。 这两种Bootloader广泛应用在X86的Linux系统上。

Flash启动方式。大多数嵌入式系统上都使用Flash存储介质。Flash有很多类型,包括NOR Flash、NAND Flash和其它半导体盘。它们之间的不同在于: NOR Flash 支持芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样代码可以在Flash上直接执行而不必拷贝到RAM中去执行。而NAND Flash并不支持XIP,所以要想执行 NAND Flash 上的代码,必须先将其拷贝到 RAM中去,然后跳到 RAM 中去执行。NOR Flash 使用最为普遍。Bootloader一般放在Flash的底端或者顶端,这需要根据处理器的复位向量来进行设置。可以配置成MTD设备来访问Flash分区。

中文名:启动装载

外文名:BootLoader

说    明:系统启动前引导程序

*** 作模式:启动模式、交互模式

在嵌入式 *** 作系统中,BootLoader是在 *** 作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态,以便为最终调用 *** 作系统内核准备好正确的环境。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。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。

Bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码,在它完成CPU和相关硬件的初始化之后,再将 *** 作系统映像或固化的嵌入式应用程序装在到内存中然后跳转到 *** 作系统所在的空间,启动 *** 作系统运行。

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 *** 作系统启动,并且大部分都可以支持串口和以太网接口。


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