Linux之Bootloader了解概念和启动过程


Bootloader，简而言之就是：它是一段小程序，在系统上电时开始执行，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种类比较多，常见的X86上的有LILO,GRUB，ARM架构上比较有名的是U-boot,VIVI.  还有其他的RedBoot / Etherboot等

启动Bootloader指令地址（ARM结构的cpu一般放在0x0000000地址处，而MIPS结构的CPU一般放在0xBFC00000）

Bootloader常见两种操作模式：1。启动加载模式（没用户介入） 2.下载模式（用户命令操作）

Bootloader中典型分区结构图：

*Bootloader上电后第一个程序。

*Boot parameters分区中一般存放一些可设置的参数，比如IP地址、串口波特率，要传递给内核的命令行参数。

*kernel,嵌入式板定制的内核，包含内核启动参数

*Root filesystem文件系统，里面包含了linux能够运行的应用程序，和相关库等。

@Bootloader的两个阶段了解

1.第一阶段(使用汇编语言实现，依赖于cpu体系结构的初始化)

。硬件初始化（看门狗、RAM初始化等）

。为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间

。复制Bootloader的第二阶段代码到RAM空间中

。设置好栈

。调转到第二阶段代码的入口点

2.第二阶段（通常C语言实现，好处可读性和移植性）

。初始化本阶段要用到的硬件设备

。检测系统内存映射（memory map）

。将内核映像和根文件系统系统映像从Flash读到RAM内存中

。为内核设置启动参数

 

@Bootloader与内核交互

Bootloader和内核交互是单向的，因为它们启动有先后。

Bootloader传递参数给内核，有书说明：linux2.4.x后都是以数据结构：标记列表形式来传递启动参数。

标记的数据结构为tag,由tag_header结构和 一个联合union组成。如下：

  1. struct tag_header {  
  2. __u32 size;  
  3. __u32 tag;  
  4. ;  
 
  1. struct tag_mem32 {  
  2.     __u32   size;  
  3.     __u32   start;  /* physical start address */  
  4. };  
 
  1. struct tag {  
  2.     struct tag_header hdr;  
  3.     union {  
  4.         struct tag_core     core;  
  5.         struct tag_mem32    mem;  //内存标记   
  6.         struct tag_videotext    videotext;  
  7.         struct tag_ramdisk  ramdisk;  
  8.         struct tag_initrd   initrd;  
  9.         struct tag_serialnr serialnr;  
  10.         struct tag_revision revision;  
  11.         struct tag_videolfb videolfb;  
  12.         struct tag_cmdline  cmdline;  
  13.   
  14.         /* 
  15.          * Acorn specific 
  16.          */  
  17.         struct tag_acorn    acorn;  
  18.   
  19.         /* 
  20.          * DC21285 specific 
  21.          */  
  22.         struct tag_memclk   memclk;  
  23.     } u;  
  24. };  

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