《第三部分(搞高篇)讲稿-----(一)___Bootloader》.ppt

第三部分(搞高篇)讲稿(一)___Bootloader;一、 Bootloader ;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 0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。 ;1．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???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，用以指导 特定的嵌入式系统 Boot Loader 设计与实现。 ;Boot Loader 一些通用的概念: （1） Boot Loader 所支持的 CPU 和嵌入式板 （2） Boot Loader 的安装媒介 （3） Boot Loader 的控制方式 （4） Boot Loader 的操作模式 （5） Boot Loader 与主机通信 ;（1） Boot Loader 所支持的 CPU 和嵌入式板;（2）Boot Loader 的安装媒介 系统加电或复位后，所有的处理器通常都从某个预先 安排的地址上取指令。 比如，ARM在复位时从地址0x0取指。 嵌入式系统中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，处理器将首先执行 Boot Loader 程序 Bootloader是最先被系统执行的程序 ;固态存储设备的典型空间分配结构;;（3）Boot Loader的控制方式 ??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通讯，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符 ??也可以通过JTAG等其他接口通讯 ;（4）Boot Loader 的操作模式?? 大多数Boot Loader 都包含两种不同的操作模式：?? 启动加载模式?? 下载模式?? 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;启动加载与下载模式 ?? 启动加载模式 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。 ;(5)BootLoader与主机通信 串口传输，传输协议通常是xmodem／ymodem ／zmodem。程序简单，传输的速度比较 慢，115200bps 通过以太网传输是个好方法。TFTP 协议是 最常见的方式 ;2．Boot Loader 的主要任务与典型结构框架; Boot Loader 的stage1 ??通常包括以下步骤(以执行的先后顺序)： 1.硬件设备初始化。 2.为加载Boot Loader 的stage2 准备RAM 空间。 3.拷贝Boot Loader 的stage2 到RAM 空间中。 4.设置好堆栈。 5.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