Linux系統(tǒng)移植（第2版）：第3章 Bootloader移植

第3章Bootloader移植3.1Bootloader介紹3.2Bootloader之U-Boot3.1Bootloader介紹3.1.1Bootloader與嵌入式Linux系統(tǒng)的關(guān)系3.1.2Bootloader基本概念3.1.3Bootloader啟動(dòng)過程3.1.1Bootloader與嵌入式Linux系統(tǒng)的關(guān)系從軟件的角度可將嵌入式Linux系統(tǒng)劃分成4個(gè)層次，4個(gè)層次由低層到高層分別如下所示。引導(dǎo)加載程序：內(nèi)核文件系統(tǒng)用戶應(yīng)用程序3.1.2

Bootloader基本概念Bootloader是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行前執(zhí)行的一段小程序，類似在啟動(dòng)Windows系統(tǒng)前運(yùn)行的BIOS程序。通過這段小程序，完成了對(duì)必要硬件設(shè)備的初始化，創(chuàng)建內(nèi)核需要的信息并將這些信息通過相關(guān)機(jī)制傳遞給內(nèi)核，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核，起到引導(dǎo)和加載內(nèi)核的功能。1．Bootloader的安裝媒介2．Bootloader啟動(dòng)過程分類3．Bootloader的操作模式1．Bootloader的安裝媒介系統(tǒng)每次加電或復(fù)位后，CPU都會(huì)固定從預(yù)先設(shè)定的地址上取指令?；贑PU構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)通常都有某種類型的固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備（比如ROM、EEPROM或FLASH等）被映射到這個(gè)預(yù)先設(shè)定的地址上。2．Bootloader啟動(dòng)過程分類Bootloader啟動(dòng)過程分為單階段和多階段兩種。相對(duì)單階段Bootloader而言，多階段Bootloader的功能更加復(fù)雜，可移植性更加優(yōu)越。從固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上啟動(dòng)Bootloader一般可分為兩個(gè)階段的啟動(dòng)過程，即啟動(dòng)過程可以分為stage1和stage2兩部分。3．Bootloader的操作模式絕大部分Bootloader均包含兩種不同類型的操作模式，即“啟動(dòng)加載”模式和“下載”模式。啟動(dòng)加載模式下載模式3.1.3

Bootloader啟動(dòng)過程Bootloader的啟動(dòng)過程分為stage1和stage2兩個(gè)階段，通常stage1是用匯編語言完成，而stage2則用C語言來實(shí)現(xiàn)，以便于在stage2階段實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的功能和取得更好的代碼可讀性及可移植性。1．stage1完成的工作2．stage2完成的工作1．stage1完成的工作（1）基本的硬件初始化包括以下工作：屏蔽所有中斷。設(shè)置CPU速度和時(shí)鐘頻率。初始化RAM。初始化LED。關(guān)閉CPU內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)cache燈。（2）準(zhǔn)備RAM空間加載stage2。（3）復(fù)制stage2到RAM中。（4）設(shè)置堆棧指針sp。（5）跳轉(zhuǎn)到stage2的C入口點(diǎn)。2．stage2完成的工作（1）使用匯編語言跳轉(zhuǎn)到main()入口函數(shù)。（2）初始化本階段要使用到的硬件設(shè)備。（3）檢測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)存映射。（4）加載內(nèi)核映像文件和根文件系統(tǒng)映像文件。（5）設(shè)置內(nèi)核的啟動(dòng)參數(shù)。3.2Bootloader之U-Boot3.2.1U-Boot優(yōu)點(diǎn)3.2.2U-Boot的主要功能3.2.3U-Boot目錄結(jié)構(gòu)3.2.4U-Boot的編譯3.2.1U-Boot優(yōu)點(diǎn)U-Boot在目前的嵌入式開發(fā)中被廣泛采用，是因?yàn)槠渚哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：開放源碼；支持多種嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核；支持多個(gè)處理器系列；較高的可靠性和穩(wěn)定性；高度靈活的功能設(shè)置；豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)源碼；較為豐富的開發(fā)調(diào)試文檔與強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。3.2.2

U-Boot的主要功能U-Boot的功能非常強(qiáng)大，其主要功能如下。系統(tǒng)引導(dǎo)基本輔助功能設(shè)備驅(qū)動(dòng)上電自檢功能特殊功能3.2.3

U-Boot目錄結(jié)構(gòu)以U-Boot-1.1.6為例介紹其目錄結(jié)構(gòu)。共有27個(gè)文件可以分為3類。第1類目錄與處理器體系結(jié)構(gòu)或者開發(fā)板硬件直接相關(guān)；第2類目錄是一些通用的函數(shù)或者驅(qū)動(dòng)程序；第3類目錄是U-Boot的應(yīng)用程序、工具或者文檔。3.2.4U-Boot的編譯本節(jié)主要以u(píng)-boot-2013.07為例介紹U-Boot編譯的主要步驟，針對(duì)的開發(fā)板是mini2440。其他版本的