Linux之Bootloader介绍

1.概述

• Bootloader是在系统上电时开始执行一段小程序，
• 主要功能是初始化硬件设备、准备好软件环境，最后调用操作系统内核。

Bootloader包含两种不同的操作模式： “启动加载”模式和“下载”模式，

• 启动加载模式：这种模式也称为“自主”模式。也就是 Bootloader 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。这种模式是嵌入式产品发布时的通用模式。工作在启动加载模式时，uboot会自动执行bootcmd命令，比如：bootcmd=“nand read 0x100000 0x80000000 0x300000; bootm 0x80000000”。

• 下载模式：在这种模式下，目标机上的 Bootloader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：下载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文件通常首先被 Bootloader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 Bootloader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。Bootloader 的这种模系统是在更新时使用。工作于这种模式下的Bootloader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。Bootloader 与主机之间进行文件传输常通过以太网连接并借助TFTP协议来下载文件。Ps：tftp a0000000 uImage;tftp b0000000 ramdisk.bin;tftp 90000000 fsl-ls1046a-rdb.dtb

2.Bootloader中典型分区结构图

• Bootloader是上电后的第一个程序。
• Boot parameteres分区中可设置的参数（IP,串口，传递给内核的命令行参数）。
• DTB设备树文件
• Rootfs文件系统

3.Bootloader启动流程

Bootloader的启动流程一般分两个阶段：

Stage1（阶段一主要通过汇编语言实现，依赖cpu体系结构初始化

• 进行硬件的初始化（watchdog,ram初始化）。复制Stage2阶段代码到RAM空间。
• 为Stage2加载代码准备RAM空间。
• 设置好栈。
• 跳转到第二阶段代码的入口点。

Stage2（阶段2主要通过c语言实现，具有好的可读性和移植性）

• 初始化该阶段所用到的硬件设备。
• 检测系统内存映射。
• 将uImage ,Rootfs，dtb文件从flash读取到RAM内存中。
• 设置内核启动参数。（如通过寄存器传递设备树文件的内存地址）