嵌入式Linux BootLoader启动过程详解

"BootLoader启动过程分析" BootLoader是嵌入式系统中至关重要的组成部分，它的主要任务是在系统启动时初始化硬件，如CPU、内存控制器、外设接口等，并将操作系统内核加载到内存中，从而为Linux内核的运行做好准备。在嵌入式Linux系统软件结构中，BootLoader位于内部ROM中的固化启动代码之后，负责引导整个系统的启动流程。 BootLoader通常分为两个阶段： 1. 阶段一（Stage 1）：这部分代码通常被固化在ROM中，其任务是初始化最低级别的硬件，如CPU寄存器、时钟、内存控制器等。对于某些复杂的芯片，如Omap3，如果Flash中没有代码，BootLoader可以从多种启动方式中选择，如USB、UART或以太网。而对于简单的芯片，如S3C24x0，BootLoader则可能是Norboot或Nandboot。 2. 阶段二（Stage 2）：阶段一完成后，BootLoader会将控制权交给阶段二，阶段二代码通常位于非易失性存储器（如Flash）中。它会继续完成硬件初始化，如更高级别的外设，同时读取内核映像和设备树等必要文件，并将其加载到内存中的适当位置。此外，阶段二还会处理启动参数，这些参数可以用于配置内核的行为。 在嵌入式Linux系统中引入BootLoader的原因在于，CPU在上电后处于初始状态，不具备运行Linux内核所需的条件。例如，CPU寄存器需要预设特定值，中断必须被禁用，CPU必须在超级用户模式（SVC模式）下运行，而MMU和Cache需要适当的配置。BootLoader就是解决这些问题的先行者，它确保了这些条件得到满足，使得Linux内核能够正确且安全地启动。 启动过程中，BootLoader会进行以下操作： - 初始化CPU寄存器，如设置R0、R1、R2的值。 - 设置CPU工作模式，如关闭中断和MMU，根据需求决定是否开启指令Cache，但必须关闭数据Cache。 - 配置内存控制器，使内存可用。 - 从非易失性存储器中读取内核映像和设备树等文件。 - 将内核映像加载到内存的特定地址。 - 可能会创建或加载文件系统，如EXT4、UBI、CRAMFS等。 - 设置启动参数，这些参数可能影响内核的行为。 - 最后，BootLoader将控制权传递给Linux内核，由内核继续执行系统初始化和启动用户空间进程。 总结来说，BootLoader是嵌入式Linux系统启动过程中的关键角色，它负责从硬件层面到软件层面的初始化，确保内核能够在正确的环境中运行。由于不同的硬件平台有不同的启动需求，BootLoader的实现也会有所差异，但其核心功能保持一致，都是为Linux内核的启动铺平道路。