1 -- bootloader简介

1. 什么是bootloader?

Bootloader 即引导加载程序，是系统加电后运行的第一段软件代码。

  

    熟悉x86体系结构的朋友肯定知道，x86平台上bootloader 是由 BIOS和位于硬盘MBR中的OS Bootloader(比如Lilo 和 Grub)组成的。BIOS完成硬件的检测和资源的分配后，将硬盘MBR中的bootloader读到系统RAM中，之后此bootloader 就会开始进行主导，将内核搬到内存中以及进行一些必要的初始化工作，之后跳到内核的入口地址来执行，这样内核就开始启动，也就是系统就启动起来了。

 

    而嵌入式平台上就跟x86不一样了，但是很类似，而且因为不同的平台架构本身的特点，每种平台对应的bootloader做得事情会有所不同，相对x86平台，一般不会有bios(但是这些都不是绝对的，有一些平台也会有内嵌类似bios的启动程序)，整个系统的引导加载都由存放在flash,rom等存储设备特定位置的bootloader来完成。如arm平台中的2410，2440，bootloader存在在flash中的0x0的地方，板子加电后，系统会将bootloader的最前面的4k代码通过硬件逻辑自动的装载到SRAM中，之后从SRAM中的0开始执行，在这4k的程序中会完成基本的硬件的初始化，将完整的bootloader搬到内存中，并跳转到ram中的bootloader来进行继续执行。

 

    这里不得不插入一个话题，通过上面的介绍，细心的朋友就会产生一个疑问：为什么要有bootloader？既然bootloader只是作硬件的初始化并将内核引导起来，那为什么不直接将这段代码加到内核中，直接启动内核就完成所有的工作？实际上要将bootloader与内核整合在一起是完全可以做到的，但是如果这样作的話，内核就会失去他的通用性和灵活性，并且将bootloader与内核分开会更有利于开发和管理，将启动过程中与平台硬件相关的代码集合成bootloader，内核就可以集中处理那些平台通用的部分了（当然实际上并没有这么严格的划分，内核中还是会有一些平台相关的代码，不过已经算是比较通用的了）。

 

    回到之前所说的，bootloader启动起来之后，通常会有两种操作模式：

• 启动加载模式

       就是一上电，bootloader进行相关的初始化之后就马上把内核启动起来，注意关键的地方在整个过程中没有用户的参与，这种其实也就是bootloader的默认处理，一般的产品设计ok进行最后的发布时，就会处于此种状态。

• 下载模式

这种模式，大家肯定非常熟悉，就是大家在进行开发的时候所处的环境，我们经常使用的tftp, erase, cp.b 等命令将相关的bin,img文件烧到板子上，这种情况下其实就是处于bootloader的执行环境下，所以一定意义来说，大多的bootloader其实就是一个嵌入式操作系统，只是它的功能不强，不像linux的结构那么复杂，而且也不会支持多进程多线程处理。

    

2.bootloader 种类和分类

现在bootloader的种类是非常多的，下面的表中列出了几种，关于bootloader的种类这里介绍的比较简单，因为知道有多少种并没有什么太大的作用，之所以在这里列出是为了介绍下面bootloader的分类。

这里的分类实际上是依据上面的bootloader的操作模式来进行划分的，根据一个系统是否支持上面的下载模式我们这里将bootloader划分为bootloader和monitor（这不是我划分的，恩，是从别人的文章中引述过来的，不过我觉得他说的很有道理）， 这里”bootloader”是指只是引导设备与执行主程序的固件，而”monitor”是指不仅拥有bootloader功能的，还能够进入下载模式的固件。

Bootloader	Monitor	描    述	x86	ARM	PowerPC
LILO	否	Linux磁盘引导程序	是	否	否
GRUB	否	GNU的LILO替代程序	是	否	否
Loadlin	否	从DOS引导Linux	是	否	否
ROLO	否	从ROM引导Linux而不需要BIOS	是	否	否
Etherboot	否	通过以太网卡启动Linux系统的固件	是	否	否
LinuxBIOS	否	完全替代BUIS的Linux引导程序	是	否	否
BLOB	是	LART等硬件平台的引导程序	否	是	否
U-boot	是	通用引导程序	是	是	是
RedBoot	是	基于eCos的引导程序	是	是	是
vivi	是	专为三星的arm cpu设计的引导程序	否	是	否

 

从上面的表可以看出，很多的bootloader都不是monitor。现在国内进行开发大部分还是使用u-boot的，因此下面我们所说的bootloader都是指的u-boot。