引导加载程序
BIOS的初始化和引导加载程序
446
MBR
②boot loader 第 一阶段的程序代 码运行之后，将 载入boot loader 第二阶段的程序 代码并进入GRUB 的开机选单，在 这个开机选单中 就可以选择在这 台计算机上可以 启动的所有操作 系统。
446
MBR
①当开机时 BIOS读入 MBR的前 446字节的 /boot 程序代码， Centos 6.5 即boot (kernel) loader的第 一阶段的程 序代码。 GRUB
Windows server 2016 (kernel)
Windows server 2016 (kernel)
/boot
Centos 6.5 (kernel)
GRUB
446
MBR
③选择 Windows server 2016 操作系统内 核来开机。
Windows server 2016 (kernel)
boot loader启动引导加载程序可以安 装在启动硬盘的MBR中，也可以安装在 开机硬盘的一个分区上。
boot loader
boot loader
MBR(512字节)
被其它开机管理程序占用
硬盘
/dev/sda1 /dev/sda2 /dev/sda3 （1）安装在启动 硬盘的MBR
/dev/sda1
⑴检测计算机硬件和外围设备。 当BIOS一启动就会做一个自我检测的 工作（POST，自检Power On Self Test）， 以检测计算机的硬件和外围设备，如检 测CPU、内存、风扇等信息。 ⑵选择由哪一个设备来开机。 ⑶读取开机设备的第1 块（MBR）中 的内容并执行这段代码。 执行以上的三个步骤后，BIOS完成了 使命。 二、引导加载程序操作
arm linux recovery 原理
arm linux recovery 原理ARM Linux恢复原理ARM是一种广泛应用于移动设备、嵌入式系统和其他低功耗设备的处理器架构。
在ARM Linux恢复原理中，我们将重点关注如何恢复ARM架构上运行的Linux操作系统。
恢复ARM Linux的原理主要涉及以下几个方面：1. 引导加载程序（Bootloader）：恢复ARM Linux的第一步是确保正确的引导加载程序已被加载到设备的内存中。
引导加载程序负责初始化硬件并加载操作系统内核。
常见的ARM引导加载程序包括U-Boot和GRUB。
2. 操作系统内核：恢复ARM Linux需要正确的操作系统内核镜像。
内核是操作系统的核心部分，负责管理系统资源、驱动硬件设备、执行任务调度等功能。
内核镜像通常以uImage或zImage格式存在，并包含设备树（Device Tree）等必要的配置信息。
3. 文件系统：恢复ARM Linux还需要正确的文件系统镜像。
文件系统是用来组织和管理文件数据的方法。
常见的ARM Linux文件系统包括EXT4、Btrfs和SquashFS等。
4. 恢复过程：具体的恢复过程可以根据恢复原因和需求而不同。
一般情况下，恢复ARM Linux可能包括以下步骤：- 加载引导加载程序：将引导加载程序加载到设备的内存中，使其能够启动。
- 初始化硬件：引导加载程序负责初始化设备上的硬件资源，如内存控制器、外设等。
- 加载内核镜像：引导加载程序从存储介质（如闪存或SD卡）中读取并加载内核镜像到设备的内存中。
- 启动内核：引导加载程序将控制权交给内核，使其开始执行。
- 挂载文件系统：内核根据设备树中的配置信息将文件系统镜像挂载到指定的挂载点上。
- 运行用户空间：内核启动后，会启动用户空间程序，提供各种应用服务。
ARM Linux恢复原理是确保设备能够正常启动和运行，保障系统的可靠性和稳定性。
了解ARM Linux恢复原理有助于开发人员和系统管理员在设备遇到故障或异常情况时进行相应的维护和修复。
android启动流程
android启动流程Android启动流程：Android是一款广泛使用的移动操作系统，其启动流程是一个相对复杂的过程，涉及到多个模块的加载和启动。
下面将详细介绍Android的启动流程。
1、开机自检（Boot）当手机开机时，首先进行开机自检。
在这个阶段，系统会检测硬件设备的状态，包括电池是否齐全、屏幕是否正常等。
如果硬件设备通过了自检，系统将会开始启动。
2、引导加载程序（Bootloader）开机自检完成后，系统会加载引导加载程序（Bootloader）。
引导加载程序是硬件平台的一部分，其主要作用是启动操作系统。
在加载引导加载程序的过程中，系统会自动检测手机的存储器设备，确定存储设备中是否有可用的引导文件。
3、Linux内核加载一旦引导加载程序找到可用的引导文件，系统将会加载Linux内核。
Linux内核是Android系统的核心组件，负责管理内存、文件系统、驱动程序等。
4、文件系统加载一旦Linux内核加载完成，系统将会加载文件系统。
Android系统使用的是基于Linux的文件系统，在这个过程中，系统会加载并初始化各个文件系统，包括根文件系统、系统文件系统、数据文件系统等。
5、初始化进程（Init）一旦文件系统加载完成，系统将会启动初始化进程（Init）。
初始化进程是Android系统的第一个进程，其作用是启动系统的各个进程和服务。
6、启动用户空间（System Server）在初始化进程启动后，系统会启动用户空间，加载系统的用户界面等组件。
7、启动应用程序一旦用户空间加载完成，系统将会启动应用程序。
应用程序是Android系统的核心功能，包括系统应用程序和用户安装的应用程序。
系统应用程序包括电话、短信、浏览器等，而用户安装的应用程序则是用户根据自己的需求下载和安装的。
8、应用程序启动完成一旦应用程序启动完成，系统将进入正常运行状态，用户可以通过界面操作手机。
总结：Android系统的启动流程是一个复杂而严密的过程，经过开机自检、引导加载程序、Linux内核加载、文件系统加载、初始化进程、启动用户空间、启动应用程序等多个步骤，最终实现用户界面的显示和应用程序的运行。
arm版本linux系统的启动流程
arm版本linux系统的启动流程ARM架构是一种常见的处理器架构，被广泛应用于嵌入式设备和移动设备中。
在ARM版本的Linux系统中，启动流程是非常重要的，它决定了系统如何从开机到正常运行。
本文将详细介绍ARM版本Linux系统的启动流程。
一、引导加载程序（Bootloader）引导加载程序是系统启动的第一阶段，它位于系统的固化存储器中，比如ROM或Flash。
在ARM版本的Linux系统中，常用的引导加载程序有U-Boot和GRUB等。
引导加载程序的主要功能是加载内核镜像到内存中，并将控制权转交给内核。
二、内核初始化引导加载程序将内核镜像加载到内存后，控制权被转交给内核。
内核初始化是系统启动的第二阶段，它主要完成以下几个步骤：1. 设置异常向量表：ARM架构中，异常是指硬件产生的中断或故障，比如系统调用、中断请求等。
内核需要设置异常向量表，以便正确处理异常。
2. 初始化处理器：内核对处理器进行初始化，包括设置页表、启用缓存、初始化中断控制器等。
3. 启动第一个进程：内核创建第一个用户进程（一般是init进程），并将控制权转交给它。
init进程是系统中所有其他进程的父进程，负责系统的初始化工作。
三、设备树（Device Tree）设备树是ARM版本Linux系统中的一种机制，用于描述硬件设备的相关信息。
在内核初始化过程中，内核会解析设备树，并建立设备树对象，以便后续的设备驱动程序使用。
设备树描述了硬件设备的类型、地址、中断等信息，以及设备之间的连接关系。
它使得内核能够在运行时自动识别和配置硬件设备，大大提高了系统的可移植性和灵活性。
四、启动初始化（Init）启动初始化是系统启动的第三阶段，它是用户空间的第一个进程（init进程）接管系统控制权后的操作。
启动初始化主要完成以下几个任务：1. 挂载根文件系统：启动初始化会挂载根文件系统，使得用户可以访问文件系统中的文件和目录。
2. 加载系统服务：启动初始化会加载并启动系统服务，比如网络服务、日志服务、时间同步服务等。
linux boot命令用法
linux boot命令用法
在Linux系统中，`boot` 命令通常用于引导操作系统。
不过，在大多数Linux系统中，引导是由引导加载程序（boot loader）来完成的，而不是直接使用`boot` 命令。
常见的引导加载程序包括GRUB（GRand Unified Bootloader）和LILO（LInux LOader）。
以下是一个简单的例子，演示如何使用`boot` 命令：
1. GRUB 引导加载程序：
-如果你使用的是GRUB 引导加载程序，可以在GRUB 命令行界面中使用`boot` 命令手动引导。
-打开终端或GRUB 命令行。
-输入以下命令：
```bash
grub> boot
```
-这将尝试引导默认内核。
2. LILO 引导加载程序：
-如果你使用的是LILO 引导加载程序，可以在LILO 提示符下使用`boot` 命令。
-打开终端或LILO 提示符。
-输入以下命令：
```bash
LILO: boot
```
-这将启动默认内核。
请注意，这种手动引导的情况很少见，因为通常引导加载程序会自动选择并引导默认内核。
在正常情况下，你不需要手动执行`boot` 命令。
如果你遇到引导问题或需要手动引导，最好查阅你使用的引导加载程序（GRUB或LILO）的文档以获取更详细的信息。
简述bootloader的作用
简述bootloader的作用
Bootloader（引导加载程序）是计算机系统启动过程中的一个关键组件，其作用是在计算机硬件初始化之后加载操作系统（如Windows、Linux等）或其他引导代码（如UEFI固件）。
具体来说，bootloader的主要作用包括：
1. 启动硬件初始化：当计算机上电或重启时，bootloader会首先负责初始化计算机硬件设备，如处理器、内存、显卡、硬盘等。
这确保了操作系统能够正确地与硬件进行通信和操作。
2. 加载操作系统：Bootloader会通过读取存储设备上的指定位置（如硬盘的引导扇区）中的操作系统映像文件，将其加载到内存中。
然后，它会将控制权转交给操作系统，使其开始执行。
3. 提供启动选项：有些计算机系统上可能安装了多个操作系统
或多个版本的操作系统。
Bootloader可以提供一个菜单或交互界面，供用户选择要启动的操作系统。
这使得用户可以在启动时选择不同的操作系统或配置。
4. 执行引导代码：除了加载操作系统，一些特殊的引导加载程
序还可以加载其他引导代码，如UEFI固件。
这些引导代码负责初始
化硬件和加载其他软件组件，以便计算机系统能够正常运行。
总之，bootloader在计算机的启动过程中起到了桥梁的作用，
负责初始化硬件、加载操作系统以及提供启动选项。
它确保计算机能够正确启动并运行所需的软件和操作系统。
grub 原理
grub 原理Grub原理Grub（GRand Unified Bootloader）是一种开源的引导加载程序，用于启动计算机系统。
它的主要功能是在计算机启动时，从硬盘上选择并加载操作系统。
Grub采用模块化设计，能够识别多种文件系统和操作系统，并提供了丰富的功能和灵活的配置选项。
Grub的原理可以简单概括为以下几个方面：1. 引导扇区：计算机启动时，BIOS会将控制权交给引导扇区。
Grub的引导扇区通常位于硬盘的第一个扇区，大小为512字节。
引导扇区包含了Grub的核心代码以及配置文件。
2. 核心代码：Grub的核心代码位于引导扇区之后的部分。
它负责加载Grub的模块和配置文件，并提供引导菜单供用户选择操作系统。
核心代码还能够加载操作系统的内核和初始化RAM磁盘，以便后续的启动过程。
3. 模块加载：Grub支持加载各种模块，用于支持不同的文件系统和操作系统。
模块可以是静态链接的，也可以是动态链接的。
静态链接的模块在核心代码中编译，而动态链接的模块则可以在运行时加载。
4. 配置文件：Grub的配置文件通常位于硬盘上的特定位置，例如/boot/grub/grub.cfg。
配置文件包含了引导菜单的内容，其中定义了各个操作系统的启动选项。
可以通过编辑配置文件来自定义引导菜单。
Grub的工作流程如下：1. BIOS启动计算机时，将控制权交给引导扇区。
2. 引导扇区中的Grub核心代码开始运行，加载模块和配置文件。
3. 根据配置文件中定义的内容，显示引导菜单供用户选择操作系统。
4. 用户选择操作系统后，Grub加载相应的模块和内核，并将控制权交给操作系统。
需要注意的是，Grub并不仅仅是一个引导加载程序，它还提供了许多其他的功能，例如引导修复、内存测试、引导网络安装等。
Grub 还支持多重引导，允许用户在同一台计算机上安装多个操作系统，并在启动时选择不同的操作系统。
总结起来，Grub作为一种引导加载程序，通过引导扇区中的核心代码和模块加载，实现了选择和加载操作系统的功能。
grub2 原理
grub2 原理Grub2（GNU GRand Unified Bootloader 2）是一个功能强大且广泛使用的引导加载程序，用于在计算机启动时加载操作系统。
它是Grub引导加载程序家族的后续版本，并代替了旧版的Grub Legacy。
以下是Grub2的工作原理的详细说明：1. 引导扇区：计算机启动时，BIOS或UEFI会读取硬盘上的引导扇区（通常位于MBR或EFI系统分区），该扇区包含了Grub2的核心部分。
2. 核心映像文件：引导扇区包含了一个小型的Grub2核心映像文件（通常为grubx64.efi），BIOS或UEFI将加载该文件到内存中。
3. 模块加载：一旦核心映像被加载到内存，Grub2开始执行并加载其他必要的模块。
这些模块包括文件系统驱动程序、主题支持、语言支持等。
4. 配置文件：Grub2使用一个配置文件（通常为grub.cfg）来指定引导选项和菜单条目。
该配置文件可以手动编辑，也可以通过工具自动生成。
5. 用户界面：Grub2提供了一个交互式用户界面，允许用户选择不同的引导选项。
用户可以使用键盘输入命令、浏览可用的操作系统、编辑菜单等。
6. 操作系统加载：一旦用户选择了特定的引导选项，Grub2会加载选定的操作系统内核和初始内存文件系统（initramfs）到内存中，并将控制权转交给操作系统。
值得注意的是，Grub2支持多个操作系统和多重引导设置。
它可以识别并加载各种不同类型的文件系统，如FAT、NTFS、Ext2/3/4等。
此外，Grub2还具有许多高级功能，如加密启动、网络引导、远程管理等。
总结起来，Grub2的工作原理包括引导扇区加载、核心映像加载、模块加载、配置文件解析、用户界面交互和操作系统加载等步骤。
通过这些步骤，Grub2能够灵活地管理和引导计算机上的操作系统。
1。
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1. 引言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 Boot Loader 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 ram disk 来作为 root fs。
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。
回忆一下 PC 的体系结构我们可以知道，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 Boot Loader（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 Boot Loader 读到系统的 RAM 中，然后将控制权交给 OS Boot Loader。
Boot Loader 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 Boot Loader 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 Boot Loader 程序。
本文将从 Boot Loader 的概念、Boot Loader 的主要任务、Boot Loader 的框架结构以及Boot Loader 的安装等四个方面来讨论嵌入式系统的 Boot Loader。
2. Boot Loader 的概念简单地说，Boot Loader 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。
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。
1. Boot 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 Loader 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 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。
2. Boot Loader 的安装媒介（Installation Medium）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 core 的 CPU 在复位时通常都从地址 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 Boot Loader 程序。
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[img]mhtml:file://C:\Documents and Settings\Administrator\LocalSettings\Temp\Rar$DI00.531\嵌入式系统 Boot Loader 技术内幕.mht![/img]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。
4. Boot Loader 的启动过程是单阶段（Single Stage）还是多阶段（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 stage 1 和 stage 2 两部分。
而至于在 stage 1 和 stage 2 具体完成哪些任务将在下面讨论。
5. 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，这种区别仅对于开发人员才有意义。
但从最终用户的角度看，Boot Loader 的作用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。
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。
下载（Downloading）模式：在这种模式下，目标机上的 Boot Loader 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 Boot Loader 保存到目标机的 RAM 中，然后再被 Boot Loader 写到目标机上的FLASH 类固态存储设备中。
Boot Loader 的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用；此外，以后的系统更新也会使用 Boot Loader 的这种工作模式。
工作于这种模式下的 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。
像 Blob 或 U-Boot 等这样功能强大的 Boot Loader 通常同时支持这两种工作模式，而且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。
6. BootLoader 与主机之间进行文件传输所用的通信设备及协议最常见的情况就是，目标机上的 Boot Loader 通过串口与主机之间进行文件传输，传输协议通常是 xmodem／ymodem／zmodem 协议中的一种。
但是，串口传输的速度是有限的，因此通过以太网连接并借助 TFTP 协议来下载文件是个更好的选择。
此外，在论及这个话题时，主机方所用的软件也要考虑。
比如，在通过以太网连接和 TFTP 协议来下载文件时，主机方必须有一个软件用来的提供 TFTP 服务。
在讨论了 BootLoader 的上述概念后，下面我们来具体看看 BootLoader 的应该完成哪些任务。
3. Boot Loader 的主要任务与典型结构框架在继续本节的讨论之前，首先我们做一个假定，那就是：假定内核映像与根文件系统映像都被加载到 RAM 中运行。
之所以提出这样一个假设前提是因为，在嵌入式系统中内核映像与根文件系统映像也可以直接在 ROM 或 Flash 这样的固态存储设备中直接运行。
但这种做法无疑是以运行速度的牺牲为代价的。
从操作系统的角度看，Boot Loader 的总目标就是正确地调用内核来执行。
另外，由于 Boot Loader 的实现依赖于 CPU 的体系结构，因此大多数 Boot Loader 都分为 stage1 和 stage2 两大部分。
依赖于 CPU 体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在 stage1 中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。
而 stage2 则通常用C语言来实现，这样可以实现给复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。
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。
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 stage13.1.1 基本的硬件初始化这是 Boot Loader 一开始就执行的操作，其目的是为 stage2 的执行以及随后的 kernel 的执行准备好一些基本的硬件环境。
它通常包括以下步骤（以执行的先后顺序）：1．屏蔽所有的中断。
为中断提供服务通常是 OS 设备驱动程序的责任，因此在 Boot Loader 的执行全过程中可以不必响应任何中断。
中断屏蔽可以通过写 CPU 的中断屏蔽寄存器或状态寄存器（比如 ARM 的 CPSR 寄存器）来完成。
2．设置 CPU 的速度和时钟频率。
3．RAM 初始化。
包括正确地设置系统的内存控制器的功能寄存器以及各内存库控制寄存器等。
4．初始化 LED。
典型地，通过 GPIO 来驱动 LED，其目的是表明系统的状态是 OK 还是Error。
如果板子上没有 LED，那么也可以通过初始化 UART 向串口打印 Boot Loader 的Logo 字符信息来完成这一点。