Bootloader实验

简介：
Bootloader实验旨在探索计算机系统启动过程中的关键环节。通过实践操作和代码编写，深入了解引导加载程序的工作原理及其在操作系统启动中的作用。 BootLoader是嵌入式系统中的关键组件，在系统启动过程中负责加载操作系统内核并初始化硬件环境。在个人电脑（PC）系统中，BootLoader通常由BIOS以及硬盘主引导记录（MBR）中的操作系统引导程序共同构成；而在缺乏类似BIOS固件的嵌入式设备里，BootLoader的作用更为关键，因为它需要完成整个系统的加载启动任务。 BootLoader可以分为单阶段或多阶段。常见的多阶段BootLoader包括Stage 1和Stage 2。其中Stage 1通常使用汇编语言编写，负责初始化硬件、准备RAM空间，并将Stage 2加载到内存中；而Stage 2则由C语言实现，主要完成更复杂的初始化任务，如驱动支持等。 此外，BootLoader有两种操作模式：启动加载模式和下载模式。前者是BootLoader的常规工作方式，在此过程中无需用户干预即可从存储设备上载入操作系统内核；后者用于系统开发与更新阶段，允许通过串口、网络等方式将新的内核镜像及根文件系统上传至目标机内存或固态存储中。 主要功能包括： 1. 初始化硬件：对CPU、内存和外设进行必要的设置； 2. 建立内存映射：创建内存空间的映射图，以便操作系统能够正确地访问与管理内存资源； 3. 加载内核：将操作系统的内核从存储设备加载到RAM中并准备执行； 4. 提供下载功能：允许通过网络或串口等途径更新内核和根文件系统镜像； 5. 烧写功能：将新下载的镜像写入固态存储设备，如NAND闪存； 6. 引导Linux操作系统：如果系统使用的是Linux作为操作系统，则BootLoader会负责启动其核心。 在设计上，BootLoader考虑了可移植性和易读性。对于相同CPU和存储设备的不同系统来说，可以通过修改Stage 2来添加新的外设支持；而对不同CPU的支持则主要集中在Stage 1的调整上。实际上，在具体应用中BootLoader还可能包含其他功能选项，如通过UART进行文件下载、使用下载的文件写入NAND闪存等。 总之，BootLoader是连接硬件与软件的关键桥梁，其正确实现对于确保系统的稳定性和可扩展性至关重要。