Boot Loader 是在来自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，从而将系统的软硬圆节令罪似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，Boot Loader 是严重地依赖饭连门纪哥秋于硬件而实现的，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 Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对 Boot Loader 归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的 Boot Loader 设计与若略犯实现。

• 外文名称 Boot Loader
• 依赖 硬件
• 作用原理 CPU 和嵌入式
• 安装媒介 Installation Medium

作用原理

　　⒈ B过者额今言茶夜志oot Loader 所支持的 CPU 和嵌入式板

　　每种不同的 CPU 体系结构都有不同的Boot Loader。有些 Boot Loa来自der 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 360百科ARM 体系结构和MIPS 体系结构。除了依赖于 CPU的体系结构外，Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配核弱战还武假章走听划置。这也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种 CPU 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。

　　⒉ Boot Loader 的安装媒介(Installation Medium)

　　系统加电或复位后，所有声文满正赶星德质酒记的CPU 通常都从某个由 CPU 制造商预先安排的地址上取指令。比厂贵如，基于 ARM7TDMI core 的 CPU 在复位时通常都洋么干经站对众除述从地址 0x00000000 取它的第一条指令。而基于CPU 构建的嵌入式系统通常都品培牛良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，CPU 将首先执行Bo刑卫ot Loader 程序。

　　⒊ 用来控制 Boot Loader 的设备或机制

的夫　　主机和目标机之间一般通过串口建立连接，Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行输入、输出，比如仅冷:输出打印信息到班工电表串口，从串口读取用户控制字符等。

　　⒋ Boot Loader 的启动过程

　　BootLoader 的启动过程可分为单阶段(Single-Stage)和多阶段(Multi-Stage)两种。通常多阶段的Boot Loader 具有更复杂的功能，更好的可移植性。从固很斗利宣怕优态存储设备上启动的Boot Loader 大多采用两阶段，即启动过程可以分为 stage1和stage2:stage1完成初始化硬件，为stage2准备内存空间，并将stage2复制到内存中，设置堆栈，然后跳转到stage2。

　　⒌ Boot Loader 的操作模式 (Operation Mode)

　　大多数Boot Loader都包含两种不同的操作模式。启动加载模式和下载模式。

　　(1)启动加载(Boot loading)模式:这种模式也称为"自主"模式，也即Boot Loader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Boot Loader的正常工作模式。

　　(2)下载(Down loading)模式:在这种模式下目标机上的Boot Lo守阻预余杀反刑胶英意太ader将通过串口连接或网络连岩延区供春京此班怀接等通信手段从主机下载文件。从主机下载的文件通常首先被Boot Loader保存到目标机的RAM中然后再被B溶开oot Loader写到目标机上的固态存储设备中。

　　⒍ Boot Loader 与主机之间进行文件传输所用的通信设备及协议

　　分为两种情况。一种是目标机使用串口与主机相连。这时的传输协议通常是xmodem/ymodem/zmodem中的一种。第二种可以用网络连接的方式传输文件，这时使用的协议多为tftp。

解析

　　网上关于Linux的BOOTLOADER文章不少了，但是大都是vivi,b毛径向程高结lob等比较庞大的程序，读起来不太方便,编译出的文件也比较大，而且更多的是面向开发用的引导代码，做成产品时还要裁减，这一定程度影响了开发速度，对初学者学习开销也比较大，在此分析一种简单的BOOTLOADER，是在三星公司提供的2410 BOOTLOADER上稍微修改后的结果，编译出来功杀的文件大小不超过4k，希望升绿对大家有所帮助.

重要概念

　　COMPRESSED KERNEL and DECOMPRESSED KERNEL

　　压缩后的KERNEL，按照文档资料，已不提倡使用DECOMPRESSE采亲染按D KERNEL，而要使用COMPRESSED KERNEL，它包括了解压器.因此要在ram分配时给压缩和解压的KERNEL提供足够空间，这样它们不会相互覆盖.

　　当执行指令跳转到COMPRESSED KERNEL后，解压器就开始工作，如果解压器探测到解压的代码会覆盖掉COMPRESSED KERNEL，那它会直接跳到COMPRESSED KERNEL后存放数据，并且重新定位KERNEL，所以如果没有足够空间，就会出错.

　　Jffs2 File System

　　可以使armlinux应用中产生的数据保存在FLASH上，我的板子还没用到这个.

　　RAMDISK

　　使用RAMDISK可以使ROOT FILE SYSTEM在没有其他设备的情况下启动.一般有两种加载方式，最常用的一种是，把COMPRESSED RAMDISK IMAGE放到指定地址，然后由BOOTLOADER把这个地址通过启动参数的方式ATAG_INITRD2传递给KERNEL.具体看代码分析.

　　启动参数(摘自IBM developer)

　　在调用内核之前，应该作一步准备工作，即:设置 Linux 内核的启动参数。Linux 2.4.x 以后的内核都期望以标记列表(tagged list)的形式来传递启动参数。启动参数标记列表以标记 ATAG_CORE 开始，以标记 ATAG_NONE 结束。每个标记由标识被传递参数的 tag_header 结构以及随后的参数值数据结构来组成。数据结构 tag 和 tag_header 定义在 Linux 内核源码的include/asm/setup.h 头文件中.

　　在嵌入式 Linux 系统中，通常需要由 BOOTLOADER 设置的常见启动参数有:ATAG_CORE、ATAG_MEM、ATAG_CMDLINE、ATAG_RAMDISK、ATAG_INITRD等。

　　(注)参数也可以用COMMANDLINE来设定，在我的BOOTLOADER里，我两种都用了.

开发环境

　　CPU:S3C2410,BANK6上有64M的SDRAM(两块)，BANK0上有32M NOR FLASH，串口当然是逃不掉的.这样，按照数据手册，地址分配如下:

　　0x4000_0000开始是4k的片内DRAM.

　　0x0000_0000开始是32M FLASH 16bit宽度

　　0x3000_0000开始是64M SDRAM 32bit宽度

　　注意:控制寄存器中的BANK6和BANK7部分必须相同.

　　0x4000_0000(片内DRAM)存放4k以内的BOOTLOADER IMAGE

　　0x3000_0100开始存放启动参数

　　0x3120_0000 存放COMPRESSED KERNEL IMAGE

　　0x3200_0000 存放COMPRESSED RAMDISK

　　0x3000_8000 指定为DECOMPRESSED KERNEL IMAGE ADDRESS

　　0x3040_0000 指定为DECOMPRESSED RAMDISK IMAGE ADDRESS

　　开发环境:Redhat Linux,armgcc toolchain,armlinux KERNEL

　　如何建立armgcc的编译环境:建议使用toolchain，而不要自己去编译armgcc，偶试过好多次，都以失败告终.

　　先下载arm-gcc 3.3.2 toolchain

　　将arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2 解压到 /toolchain

　　# tar jxvf arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2

　　# mv /usr/local/arm/3.3.2 /toolchain

　　在makefile 中在把arch=arm CROSS_COMPILE设置成toolchain的路径

　　还有就是INCLUDE = -I ../include -I /root/my/usr/local/arm/3.3.2/include.，否则库函数就不能用了

启动方式

　　可以放在FLASH里启动，或者用Jtag仿真器.由于使用NOR FLASH，根据2410的手册，片内的4K DRAM在不需要设置便可以直接使用，而其他存储器必须先初始化，比如告诉memory controller,BANK6里有两块SDRAM，数据宽度是32bit,= =.否则memory control会按照复位后的默认值来处理存储器.这样读写就会产生错误.

　　所以第一步，通过仿真器把执行代码放到0x4000_0000，(在编译的时候，设定TEXT_BAS

　　E=0x40000000)

　　第二步，通过 AxD把linux KERNEL IMAGE放到目标地址(SDRAM)中，等待调用

　　第三步，执行BOOTLOADER代码，从串口得到调试数据，引导armlinux

代码分析

　　讲了那么多执行的步骤，是想让大家对启动有个大概印象，接着就是BOOTLOADER内部的代码分析了，BOOTLOADER文章内容网上很多，我这里精简了下，删除了不必要的功能.

　　BOOTLOADER一般分为2部分，汇编部分和c语言部分，汇编部分执行简单的硬件初始化，C部分负责复制数据，设置启动参数，串口通信等功能.

　　BOOTLOADER的生命周期:

　　⒈ 初始化硬件，比如设置UART(至少设置一个)，检测存储器= =.

　　⒉ 设置启动参数，这是为了告诉内核硬件的信息，比如用哪个启动界面，波特率 = =.

　　⒊ 跳转到Linux KERNEL的首地址.

　　⒋ 消亡

　　同时在linux中 GRUB(GRand Unified Bootloader)是一个系统默认自带的多重启动管理器。它可以在多个操作系统共存时选择引导哪个系统。尽管引导操作系统看上去是件平凡且琐碎的任务，但它实际上很重要。如果引导装入器不能很好地完成工作或者不具有弹性，那么就可能锁住系统或者无法引导计算机……