bootloader

Bootloader

一个嵌入式系统从软件角度来看分为三个层次：

1.引导加载程序 （包括固化在固件中的boot程序（可选），和bootloader 两大部分）

2.Linux内核 

3.文件系统（包括了系统命令和应用程序）

一个同时装有BootLoader 、内核的启动参数、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：

Bootloader——boot parameters ——kernel ——root filesystem

引导程序的主要任务是将内核从硬盘上读到内存中，然后跳到内核的入口点去运行，即启动操作系统。

简单地说，BootLoader 就是在操作系统运行之前运行的一段小程序，通过这段小程序，可以初始化硬件设备，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做好准备。

在嵌入式系统中，通常没有像BIOS那样的固件程序，因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。

系统加电或复位后，所用的CPU通常都从CPU制造商预先安排地址开始执行。比如S3C2410在复位后从地址0x00000000起开始执行。而嵌入式系统则将固态存储设备（比如：FLASH）安排在这个地址上，而BootLoader程序又安排在固态存储器的最前端，这样就又能保证在系统加电后，CPU首先执行BootLoader程序。

BootLoader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.

BootLoader的stage 1 通常包括以下步骤：

1.硬件设备初始化（初始化CPU内部的硬件）

2.为加载BootLoader的stage2准备RAM空间

3.拷贝BootLoader的stage2到RAM空间中

4.设置好堆栈（分配动态内存用堆，运行C需要栈还有参数传递）

5.跳转到stage2的C入口点

BootLoader的stage 2通常包括以下步骤：

1.初始化本阶段要使用到的硬件设备（初始化板载的硬件）

2.将内核映像和根文件系统映像从flash上读到RAM中（速度不一样）

3.调用内核

U-boot是德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU（MIPS、x86、ARM、XScale）的BootLoader程序。U-boot不仅支持嵌入式Linux系统的引导，还支持VxWorks，QNX等多种嵌入式操作系统。

U-boot.bin的生成也分为两步，以mini2440为例来说明，如下（未经移植的u-boot并不支mini2440）：

移植U-boot的基本步骤如下：

1.在顶层Makefile中为开发板添加新的配置选项，使用已有的配置项目为例

Smdk2410_config : unconfig

     @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

参考上面2行，添加下面2行：

mini2410_config : unconfig

     @./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t mini2410 NULL s3c24x0

arm:     CPU架构

arm920t: CPU类型 (对应cpu/arm920t目录)

mini2440: 开发板型号（对应board/mini2440目录）

NULL:     开发者

Ss3c24x0:  片上系统（SOC）

2.在board目录中创建一个属于新开发板的目录，向目录中添加文件，并修改：

mkdir -p board/mini2440

cp -rf board/smdk2410/* board/mini2410

3.为开发板添加新的配置文件，先复制参考开发板的配置文件，再修改。例如：

cp include/configs/smdk2410.h include/configs/mini2440.h

4.选择要使用的board：(先清除make distclean)

$make mini2440_config(目标，在Makefile中可以查到)

5.编译生成u-boot.bin：

$make CROSS_COMPILE=arm-linux-(指定交叉 工具链)

U-boot提供了丰富的命令集，help命令可用于查看当前单板所支持的命令。

Printenv：查看环境变量

setenv：添加（setenv 变量名 值）、修改（setenv 变量名 值）、删除（setenv 变量名）环境变量

Saveenv 保存环境变量（设置环境变量时保存在内存中，掉电丢失，所以要保存在FLASH中）

Tftp 通过网络下载文件

Uboot>setenv ethaddr 12：34：56：78：9A：BC

Uboot>setenv ipaddr 192.168.1.1

Uboot>setenv serverip 192.168.1.254(tftp服务器的地址)

Ping

Uboot>tftp 32000000 uImage(把server（IP=环境变量中设置的serverip）中服务目录下的uImage通过TFTP读到0x32000000)

md 显示内存区的内容

md 32000000(起始地址)  //四个字节显示

md [.b,.w,.l] address 如：md.b 32000000

mm 修改内存，地址自动递增(结束：空格+回车)

mm [.b,.w,.l] address 

flinfo 查看flash扇区信息

protect Flash (写保护)    // 打开或关闭扇区的写保护

用法：

protect off all 关闭所有扇区的写保护

protect on all 打开说有扇区的写保护

protect off start end 关闭从Start 到end扇区的写保护（Start为要关闭的第一个扇区的起始地址，end为要关闭的最后一个扇区的结束地址）

protect on start end 打开从Start 到end扇区的写保护

erase 擦除flash扇区

用法：erase start end

擦除从start 到end扇区的扇区（Start为要擦除的第一个扇区的起始地址，end为要擦除的最后一个扇区的结束地址）

在使用cp命令向Nor型Flash写入数据之前必须先使用erase命令擦除flash，因为norflash按字节写入时，无法写入1，所以必须通过擦除来写入1。

cp 数据拷贝

cp [.b,.w,.l] saddress daddress len

cp 提供了一种内存与内存，内存与Flash之间数据拷贝的方法。

go 执行内存中的二进制代码，一个简单的跳转指定地址指令

Bootm 执行内存中的二进制代码

bdinfo 显示开发板的信息

设置自动启动：

setenv bootcmd tftp 31000000 uImage ; bootm 31000000

saveenv 

最后

以上就是儒雅眼神为你收集整理的bootloader的全部内容，希望文章能够帮你解决bootloader所遇到的程序开发问题。

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