认识Bootloader
阐述对BootLoader的理解和分析
阐述对B o o t L o a d e r的理解和分析(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除`物理与电子工程学院《嵌入式系统设计》设计性实验报告题目阐述对BootLoader的理解和分析系别年级专业班级学号学生姓名指导教师实验时间目录课题要求 ..................................................................... 错误!未定义书签。
1.本课题的目的................................................................... 错误!未定义书签。
2.运行环境 ........................................................................... 错误!未定义书签。
正文.............................................................................. 错误!未定义书签。
一.BootLoad简介 ............................................................. 错误!未定义书签。
二．系统设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。
三.技术实现问题................................................................. 错误!未定义书签。
四.总结与体会 ..................................................................... 错误!未定义书签。
BootLoader的理论知识介绍
式操作系统的镜像，包括使用外设端口如以太网、USB、串口、并口从开发计算机上下载，也可以从本地存储设备如FLASH、CF卡、DOC或硬盘读取镜像并且跳转执行。
在开发调试Windows CE系统的过程中，最常见的方法是通过以太网口从开发计算机下载操作系统镜像到目标设备，这种类型的BootLoader有一个专门的名字叫做Eboot，E就是Ethernet的首字母。
DeviceEmulator的BootLoader就是一个典型的Eboot。
除Eboot外，比较常见的还有使用串口端口、以Serial的首字母命名的Sboot，以及专用于PC原理机型的BiosLoader等。
1.2微软建议Windows CE的BootLoader所应实现的功能微软建议Windwos CE的Bootloader所应实现的功能主要有以下6项。
（1）Windows CE的BootLoader应该存放在嵌入式设备的非可易失的存储设备中，比如Flash存储器。
此外如果硬件支持的话，最好还应该对BootLoader所在的Flash存储块实行加锁（locking）以保护它在运行过程中不被破坏。
（2）BootLoader应该在加载Windows CE操作系统镜像的过程中对加载进度、状态及错误消息等信息进行提示输出，这一般通过一个目标嵌入式设备与开发PC的串口端口连接来实现。
（3）用户在开发Windows CE的BootLoader时，应该尽可能地利用微软所提供的支持库里的功能函数。
这样做不仅可以减小开发的工作量，也是为了保证所开发的BootLoader的软件质量。
（4）Windows CE的BootLoader不仅应该可以加载操作系统的镜像，也应该有能力加载BootLoader自身的镜像文件。
不仅是下载到嵌入式系统的RAM内存，还应该能够将操作系统的或者BootLoader自身的镜像写入系统的非可易失存储器中。
③2④（5）Windows CE的BootLoader应该有能力对所加载的镜像（操作系统的或者BootLoader 自身的）的数据执行校验，并且开发者要注意在校验完全通过之前不得将镜像的任何数据写入系统的非可易失存储器中。
什么是bootloader-PPT课件
Boot Loader 的 stage1 通常包括以下步骤(以执行的 先后顺序)： • 硬件设备初始化； • 为加载 Boot Loader 的 stage2 准备 RAM 空间； • 拷贝 Boot Loader 的 stage2 到 RAM 空间中； • 设置好堆栈； • 跳转到 stage2 的 C 入口点。
下图1就是一个同时装有 Boot Loader、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。
图1 固态存储设备的典型空间分配结构
3. 用来控制 Boot Loader 的设备或机制 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 I/O，比如：输出打印信息到串口， 从串口读取用户控制字符等。
Boot Loader 的 stage2 通常包括以下步骤(以 执行的先后顺序)： • 初始化本阶段要使用到的硬件设备； • 检测系统内存映射(memory map)； • 将 kernel 映像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中； • 为内核设置启动参数； • 调用内核。
3.1 Boot Loader 的 stage1
启动加载（Boot loading）模式：这种模式 也称为"自主"（Autonomous）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，因此在嵌入式产品发布的 时侯，Boot Loader 显然必须工作在这种模式 下。
通常，Boot Loader 是严重地依赖于 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 设计与实现。
bootloader概念和功能
bootloader概念和功能
引导加载程序（bootloader）是一段位于计算机系统上电时运行的固件，其目的是加载操作系统（OS）内核或其他引导程序。
它又被称为引导程序或引导管理器。
引导加载程序的主要功能包括：
1. 启动硬件初始化：引导加载程序会对计算机硬件进行初始化和配置，以便后续的操作系统和应用程序能够正确地运行。
2. 加载操作系统：引导加载程序会从存储设备（如硬盘、固态硬盘或网络）中读取操作系统的内核文件，并将其加载到计算机内存中。
3. 校验和验证：引导加载程序会对加载的操作系统内核文件进行校验，以确保文件的完整性和正确性。
这通常涉及到校验和、数字签名或哈希函数等技术。
4. 多重引导：引导加载程序通常可支持多个操作系统的引导，用户可以根据需要选择要启动的操作系统。
这在多系统或多操作系统共存的情况下非常重要。
5. 错误处理和故障恢复：引导加载程序还可以检测和处理系统启动过程中的错误和故障。
它能够提供一些故障恢复的选项，例如回滚操作系统更新、修复损坏的系统文件等。
总的来说，引导加载程序是计算机启动过程中重要的一环，它负责将计算机从电源关闭状态转换为正常工作状态，并加载操作系统以供用户使用。
它具有管理和控制系统启动过程的功能，确保系统的正确和稳定运行。
Bootloader的基本概念
转载]Bootloader的基本概念一、Bootloader的基本概念一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：引导加载程序、Linux 内核、文件系统、用户应用程序。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段代码。
我们熟悉的PC中的引导程序一般由BIOS和位于MBR的OS bootloader（例如LILO或者GRUB）一起组成。
然而在嵌入式系统中通常没有像BIOS那样的固件程序（有的嵌入式CPU有），因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader来完成。
在嵌入式Linux中,引导加载程序即等效为bootloader。
简单地说，bootloader就是在操作系统内核运行前运行地一段小程序。
通过这段小程序，我们可以初始化必要的硬件设备，创建内核需要的一些信息并将这些信息通过相关机制传递给内核，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，最终调用操作系统内核，真正起到引导和加载内核的作用。
bootloader是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式系统中。
不同的体系结构需求的bootloader是不同的；除了体系结构，bootloader还依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。
也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们基于相同的CPU构建，运行在其中一块电路板上的bootloader，未必能够运行在另一块电路开发板上。
Bootloader的启动过程可以是单阶段的，也可以是多阶段的。
通常多阶段的bootloader 能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。
从固态存储设备上启动的bootloader大多数是二阶段的启动过程，也即启动过程可以分为stage 1和stage 2两部分二、Bootloader的操作模式大多数bootloader都包含两种不同的操作模式：“启动加载”模式和“下载”模式，这种区别对于开发人员才有意义。
但从最终用户的角度看，bootloader的作用永远就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。
什么是BOOTLOADER
什么是BOOTLOADER专业常识2009-09-25 11:08:19 阅读32 评论0 字号：大中小订阅BootLoader一．BootLoader简介在专用的嵌入式板子运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。
一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：1、引导加载程序。
包括固化在固件(firmware)中的boot代码(可选)，和BootLoader两大部分。
2、Linux内核。
特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。
3、文件系统。
包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上文件系统。
通常用ramdisk来作为rootfs。
4、用户应用程序。
特定于用户的应用程序。
有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。
常用的嵌入式GUI有：MicroWindows和MiniGUI懂。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。
PC机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘MBR中的OS BootLoader（比如，LILO和GRUB等）一起组成。
BIOS在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘MBR中的BootLoader读到系统的RAM中，然后将控制权交给OS BootLoader。
BootLoader的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。
而在嵌入式系统中，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。
比如在一个基于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。
简单地说，BootLoader就是在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。
bootloader通俗解释
bootloader通俗解释【实用版】目录1.Bootloader 的通俗解释2.Bootloader 的功能和作用3.Bootloader 的种类和应用正文一、Bootloader 的通俗解释Bootloader，中文俗称“引导程序”，是计算机系统启动时运行的第一个程序。
它可以理解为一个“中介”，负责在操作系统启动前，协调硬件与软件之间的沟通，将操作系统从存储设备加载到内存中，并最终将控制权交给操作系统。
二、Bootloader 的功能和作用1.硬件初始化：Bootloader 负责对计算机硬件进行初始化，包括内存、外设、总线等，为操作系统运行做好准备。
2.加载操作系统：Bootloader 将操作系统从存储设备（如硬盘、U 盘等）中读取到内存中，为操作系统的启动提供支持。
3.设置启动参数：Bootloader 可以根据用户需求，设置不同的启动参数，例如选择不同的操作系统、进入 BIOS 设置等。
4.诊断和自检：Bootloader 可以对计算机硬件进行自检，诊断硬件是否存在问题，并在启动时显示相关信息，方便用户了解系统状态。
三、Bootloader 的种类和应用1.BIOS：BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）是一种最基本的 Bootloader，主要应用于早期的计算机系统。
它主要负责硬件的初始化和操作系统的加载。
2.UEFI：UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口）是一种更先进的 Bootloader，主要应用于现代计算机系统。
相较于 BIOS，UEFI 具有更好的兼容性和可扩展性，可以支持更多的硬件设备和操作系统。
3.GRUB：GRUB（GNU GRand Unified Bootloader，GNU 统一引导加载程序）是一种开源的 Bootloader，广泛应用于 Linux 系统。
Bootloader 的概念
?3. Bootloader 与内核的交互
Bootloader 与内核的交互是单向的，Bootloader 将各类参数传给内核。由于它们不能同时运 行，传递办法只有一个：Bootloader 将参数放在某个约定的地方之后，再启动内核，内核启 动后从这个地方获得参数。
除了约定好参数存放的地址外，还要规定参数的结构。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。标记，就是一种数据结构；标记列表，就是挨着 存放的多个标记。标记列表以标记 ATAG_CORE 开始，以标记 ATAG_NONE 结束。标记 的数据结构为 tag，它由一个 tag_header 结构和一个联合(union)组成。tag_header 结构表示标 记的类型及长度，比如是表示内存还是表示命令行参数等。对于不同类型的标记使用不同的 联合(union)，比如表示内存时使用 tag_mem32，表示命令行时使用 tag_cmdline。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：
将根文件系统映像复制到 RAM 中，这不是必需的。这取决于是什么类型的根文件系统，以 及内核访问它的方法。
为内核设置启动参数将在下一小节介绍。
将内核存放在适当的位置后，直接跳到到它的入口点即可调用内核。调用内核之前，下列条 件要满足：
（1）CPU 寄存器的设置。
? ?R0＝0 ?R1 ＝ 机 器 类 型 ID ； 对 于 ARM 结 构 的 CPU ， 其 机 器 类 型 ID 可 以 参 见 linux/arch/arm/tools/mach-types。 ?R2＝启动参数标记列表在 RAM 中起始基地址
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Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行 I/O，比如
输出打印信息到串口 从串口读取用户控制字符等。
最常用的串口通信软件
Linux：minicom Windows：附件中的超级终端
BootLoader的启动过程
Boot Loader的启动过程可以是 单阶段（Single Stage）
BootLoader的操作模式
大多数 Boot Loader 包含两种不同的操作模式 启动加载（Boot loading）模式 下载（Downloading）模式 这种区别仅对于开发人员才有意义，从最终用户的角度看，Boot Loader 的作用就是加载操作系统，并不存在上述两种模式的区别
启动加载模式
也称为自主（Autonomous）模式 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
在嵌入式产品发布时，Boot Loader必须工作在该模式下
下载模式
目标机的 Boot Loader通过串口或网络等通信手段从主机（Host）下载文件 比如内核映像和根文件系统映像 Hosttarget ram target FLASH 该模式的使用时机 通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用 也用于此后的系统更新 工作于该模式下的 Boot Loader 通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令 行接口
基于CPU 构建的嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备被映射到这个预先安排的地址上。
比如：ROM、EEPROM 或 FLASH 等。
因此在系统加电后，CPU将首先执行Bootloader 程序。
Bootloader参数
Bootloader
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ内核
文件系统
用来控制BootLoader的设备或机制
一些只需完成很简单功能的boot loader可能是单阶段的 多阶段（Multi-Stage）
通常多阶段的 Boot Loader 能提供更为复杂的功能，以及更 好的可移植性 从固态存储设备上启动的 Boot Loader 大多都是 2 阶段的启 动过程，也即启动过程可以分为 stage1 和 stage2 两部分
对了解嵌入式系统底层运行机制、优化和快速启动的研究都有重要的意义。
BootLoader
功能 初始化硬件设备 建立内存空间的映射图 调整系统的软硬件环境，以便操作系统内核启动
不通用 依赖于硬件CPU 依赖于主板board
不同的CPU有不同的BootLoader
Linux系统的启动过程
BootLoader运行阶段 Linux初始化阶段 系统的正常运行阶段
RedBoot VIVI ROLO Etherboot LinuxBIOS BLOB
功能说明 LINUX的磁盘引导加载程序 LILO的GRU版 从Dos引导Linux系统 通用引导加载程序
以eCos为基础的引导程序 为S3C24XX处理器引导Linux 可替代BIOS,能从ROM引导Linux 从以太网卡启动Linux系统的固件 以Linux为基础的BIOS替代品 来自LART计划的引导程序
认识Bootloader
物联网学院 平震宇
BootLoader
Boot + Load Boot， 启动（上电） Load， 加载（系统）
引导加载程序（Bootloader）是系统加电后运行的第一段软件代码。
Bootloader是与系统硬件环境高度相关的初始化软件，它担负着初始化硬件和引导 操作系统的双重责任。
1 BootLoader运行阶段
传递
BootLoader 移植部分
内核 参数
2 Linux内核初始化阶段
挂载
Linux内核
移植部分 驱动程序
根文件系统 init dev proc etc
硬件（CUP 、内存、定时器、中断控制器等）
3 正常运行阶段
BootLoader支持的体系结构
名称 LILO GRUB Loadlin U-BOOT
体系结构 x86 x86 x86 x86,ARM,PowerPC,MIPS等
x86，ARM,PowerPC,MIPS,M68K ARM x86 x86 x86 ARM
BootLoader的安装
系统加电或复位后，所有的CPU通常都从某个由CPU制造商预先安排的地址上取指令。
比如，基于ARM7TDMI的CPU在复位时通常都从地址 0x00000000取它的第一条指令。
Boot Loader 的操作模式
一些功能强大的 Boot Loader 通常同时支持这两种工作模式 如Blob和U-Boot 允许用户在这两种工作模式之间进行切换 比如，Blob 在启动时处于正常的启动加载模式，但是它会延时 10 秒等待终端用户按下任意键而将 blob 切换到下载模式。如果在 10 秒内没有用户按键，则 blob 继续启动 Linux 内核。