嵌入式系统BootLoader解析:从概念到入口点
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更新于2024-07-12
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"这篇文档主要讨论了BootLoader的相关知识,特别是在嵌入式系统中的应用。BootLoader是系统加电后运行的第一段代码,它在操作系统内核运行之前负责初始化硬件设备,建立内存空间映射,并将内核加载到内存中。在PC机中,BootLoader包括BIOS和硬盘MBR中的OSBootLoader,而在嵌入式系统中,BootLoader通常没有像BIOS这样的固件支持,整个加载任务由BootLoader自身完成。"
在嵌入式Linux系统中,BootLoader扮演着至关重要的角色。它是系统启动过程中的第一步,主要由以下几个方面构成:
1. **BootLoader的概念**:BootLoader是系统启动的第一个程序,它负责初始化系统硬件,如CPU、内存、外设等,并为操作系统创建合适的运行环境。在某些嵌入式平台,BootLoader从固定的地址开始执行,如0x00000000。
2. **BootLoader的主要任务**:BootLoader的主要职责包括硬件初始化、加载内核到内存以及传递控制权给内核。在没有BIOS的嵌入式系统中,BootLoader需要完成BIOS在PC系统中所做的工作,如硬件检测、资源分配等。
3. **BootLoader的框架结构**:BootLoader通常分为两个阶段,Stage1和Stage2。Stage1是用于加载Stage2的小型代码,通常用汇编语言编写,以最小化体积并优化对硬件的直接访问。Stage2则通常使用C语言编写,提供更复杂的功能,如文件系统操作和网络支持。
4. **BootLoader的安装**:BootLoader的安装涉及将其放置到适当的启动位置,例如在某些系统中,它可能被烧录到ROM或闪存中,或者存储在特定的硬盘扇区。
5. **开源BootLoader**:文档提到了部分开源BootLoader,但具体内容未给出。常见的开源BootLoader项目有U-Boot、RedBoot、u-boot-fsl等,它们提供了灵活的配置和扩展选项,适用于多种嵌入式平台。
6. **嵌入式Linux的软件层次**:一个完整的嵌入式Linux系统由引导加载程序、内核、文件系统和用户应用程序四层组成。在某些情况下,可能还会包含嵌入式GUI,如MicroWindows和MiniGUI。
在C语言实现的BootLoader中,由于系统启动初期并未加载标准库,因此不能使用glibc等库函数。程序员需要直接操作底层硬件接口,如通过汇编语言或特定的C语言库函数来完成任务。进入`main()`函数的过程通常是通过设置栈指针,然后跳转到`main()`的地址执行,这通常在BootLoader的Stage2中实现。
2022-09-21 上传
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