2024年4月9日发(作者:)
Bootloader
比Bootloader从字面上来看就是启动加载的意思。用过电脑的都知道,
windows开机时会首先加载bios,然后是系统内核,最后启动完毕。那么
bootloader就相当于手机的bios,它在手机启动的时候根据基带初始化硬
件,然后引导系统内核,直到系统启动。
Bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码,通过这段小程
序,进行硬件初始化,获取内存大小信息等,调整手机到适配状态。在它
完成CPU和相关硬件的初始化之后,再将操作系统映像或固化的嵌入式应
用程序装在到内存中然后跳转到操作系统所在的空间,启动操作系统运行 。
对于嵌入式系统,Bootloader是基于特定硬件平台来实现的。因此,
几乎不可能为所有的嵌入式系统建立一个通用的Bootloader,不同的处理
器架构都有不同的Bootloader。Bootloader不但依赖于CPU的体系结构,
而且依赖于嵌入式系统板级设备的配置。对于2块不同的嵌入式板而言,
即使它们使用同一种处理器,要想让运行在一块板子上的Bootloader程序
也能运行在另一块板子上,一般也都需要修改Bootloader的源程序 。
反过来,大部分Bootloader仍然具有很多共性,某些Bootloader也
能够支持多种体系结构的嵌入式系统。例如,U-Boot就同时支持PowerPC、
ARM、MIPS和X86等体系结构,支持的板子有上百种。通常,它们都能够自
动从存储介质上启动,都能够引导操作系统启动,并且大部分都可以支持
串口和以太网接口。
uboot
1 硬件管理
uboot要能够进行Soc级(Soc内部外设)和板级(Soc外部外设)硬
件管理。
uboot中实现了一部分硬件的控制能力(uboot中初始化了一部分硬件),
因为uboot为了完成一些任务必须让这些硬件工作。譬如uboot要实现刷
机必须能驱动iNand,譬如uboot要在刷机时LCD上显示进度条就必须能驱
动LCD,譬如uboot能够通过串口提供操作界面就必须驱动串口。譬如uboot
要实现网络功能就必须驱动网卡芯片。
2 能够完成镜像烧录(刷机)
uboot要能够被借助完成刷机操作。参考下SD卡刷机的步骤:
烧录uboot到SD卡中,有2种烧写方法:一种是在windows中用刷卡
工具去制作启动SD卡;另一种是在linux中用dd命令。制作完SD后将SD
卡插入开发板,然后开机就可以进入uboot界面。
使用uboot的fastboot命令,并借助PC中的fastboot软件完成包括
uboot、kernel、rootfs等的镜像的烧录。
从上面就可以看出,刷机依靠的是uboot的fastboot命令,将镜像写
到相应的FLASH中。
3 uboot的“生命周期”
uboot的入口就是开机自动启动,uboot的唯一出口就是启动内核。
uboot还可以执行很多别的任务(譬如烧录系统),但是其他任务执行完后
都可以回到uboot的命令行继续执行uboot命令,而启动内核命令一旦执
行就回不来了。
4 uboot要提供命令式shell界面
shell是用户操作接口的意思。shell有命令行的shell,如windows
下的cmd,如linux下的终端;也有GUI式的shell,比如常用的windows
下的各种界面。shell是一种封装后留出来的接口,uboot也要有这样的一
个接口。
shell的原理是:由消息接收、解析、执行构成的一个死循环。我之前
用过3D打印机的固件(firmware)也是这样的模式。
uboot的shell使用的也是行缓冲的模式。也就是以回车键(换行键)
作为一个命令输入的结束。对应的其他缓冲模式还有无缓冲和全缓冲:无
缓冲就是输入一个字符就当做一个命令处理;全缓冲就是无论输入什么都
缓冲起来知道缓冲区满了才做一次处理。
bootloader 与 uboot的区别
BootLoader是嵌入式设备中用来启动操作系统内核的一段程序。
uboot(universal bootloader)是一种可以用于多种嵌入式CPU的
BootLoader程序,换言之,uboot是bootloader的一个子集。
uboot的核心作用就是启动操作系统内核,uboot的本质就是一段裸机
程序。
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