引导加载程序

简介：
《引导加载程序》是一款系统启动时必不可少的小型程序，其主要作用是初始化硬件并加载操作系统的核心部分。它是计算机启动过程中的关键环节，确保系统的正常运行。 Bootloader是嵌入式系统中的关键组件，在硬件初始化与操作系统启动之间起到桥梁的作用。在CPU复位后，它是系统运行的第一个程序，负责设置CPU和系统的基础环境，例如初始化CPU寄存器、配置堆栈以及对内存进行必要的设定。Bootloader的设计紧密依赖于特定的处理器架构（如ARM或MIPS），并且会根据嵌入式板级设备的具体需求定制。 Bootloader分为两个主要部分：Stage1和Stage2。Stage1通常使用汇编语言编写，因为它需要执行硬件的基本控制操作以完成初始化任务。该阶段的目标是准备RAM空间、将Stage2复制到RAM中，并设置好堆栈，最后跳转至Stage2的C入口点进行后续的操作。 相比之下，Stage2用C语言编写，在保持代码可读性和移植性的同时实现更复杂的功能。在此阶段，Bootloader会继续执行更高层次的初始化工作，例如设备驱动、网络或串口通信（如果需要从主机下载内核或文件系统映像）。它的主要任务是将Linux内核和可能的设备树blob加载到内存中，并传递必要的启动参数给它们。完成这些操作后，Bootloader会把控制权交给内核，使内核得以开始并运行。 嵌入式Linux系统通常由四个层次组成：引导加载程序（包括固件中的Boot代码及Bootloader）、Linux内核、文件系统（包含根文件系统和Flash上的其他文件系统），以及用户应用程序。有时，在用户应用程序与内核层之间还会有嵌入式GUI，如MicroWindows或MiniGUI，提供图形化的用户交互界面。 Bootloader有两种操作模式：启动加载模式和下载模式。在启动加载模式下，Bootloader执行其正常功能，无需用户的干预即可自动引导操作系统运行；而下载模式则主要用于开发阶段，在该模式中可以通过串口或网络从主机下载内核映像及根文件系统映像，以实现初次安装或者系统的更新。 总之，Bootloader对于确保嵌入式系统的顺利启动并为后续的操作系统提供必要的环境至关重要。理解和掌握Bootloader的工作原理是进行嵌入式系统开发和调试不可或缺的一部分。