Boot Loader

BootLoader是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。通常，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对BootLoader归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的BootLoader设计与实现。

基本信息

外文名
Boot Loader
安装媒介
Installation MediumCPU

作用原理

⒈ Boot Loader 所支持的 CPU 和嵌入式板

每种不同的 CPU 体系结构都有不同的Boot Loader。有些 Boot Loader 也支持多种体系结构的 CPU，比如 U-Boot 就同时支持 ARM 体系结构和MIPS 体系结构。除了依赖于 CPU的体系结构外，Boot Loader 实际上也依赖于具体的嵌入式板级设备的配置。这也就是说，对于两块不同的嵌入式板而言，即使它们是基于同一种 CPU 而构建的，要想让运行在一块板子上的 Boot Loader 程序也能运行在另一块板子上，通常也都需要修改 Boot Loader 的源程序。

⒉ Boot Loader 的安装媒介（Installation Medium）

系统加电或复位后，所有的CPU 通常都从某个由 CPU 制造商预先安排的地址上取指令。比如，基于 ARM7TDMI core 的 CPU 在复位时通常都从地址 0x00000000 取它的第一条指令。而基于CPU 构建的嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备（比如：ROM、EEPROM 或 FLASH 等）被映射到这个预先安排的地址上。因此在系统加电后，CPU 将首先执行Boot Loader 程序。

⒊ 用来控制 Boot Loader 的设备或机制

主机和目标机之间一般通过串口建立连接，Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行输入、输出，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。

⒋ Boot Loader 的启动过程

BootLoader 的启动过程可分为单阶段（Single-Stage）和多阶段（Multi-Stage）两种。通常多阶段的Boot Loader 具有更复杂的功能，更好的可移植性。从固态存储设备上启动的Boot Loader 大多采用两阶段，即启动过程可以分为 stage1和stage2：stage1完成初始化硬件，为stage2准备内存空间，并将stage2复制到内存中，设置堆栈，然后跳转到stage2。

⒌ Boot Loader 的操作模式（Operation Mode）

大多数Boot Loader都包含两种不同的操作模式。启动加载模式和下载模式。

（1）启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为“自主”模式，也即Boot Loader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程并没有用户的介入。这种模式是Boot Loader的正常工作模式。

（2）下载（Down loading）模式：在这种模式下目标机上的Boot Loader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件。从主机下载的文件通常首先被Boot Loader保存到目标机的RAM中然后再被Boot Loader写到目标机上的固态存储设备中。

⒍ Boot Loader 与主机之间进行文件传输所用的通信设备及协议

分为两种情况。一种是目标机使用串口与主机相连。这时的传输协议通常是xmodem/ymodem/zmodem中的一种。第二种可以用网络连接的方式传输文件，这时使用的协议多为tftp。

解析

网上关于Linux的BOOTLOADER文章不少了，但是大都是vivi,blob等比较庞大的程序，读起来不太方便,编译出的文件也比较大，而且更多的是面向开发用的引导代码，做成产品时还要裁减，这一定程度影响了开发速度，对初学者学习开销也比较大，在此分析一种简单的BOOTLOADER，是在三星公司提供的2410 BOOTLOADER上稍微修改后的结果，编译出来的文件大小不超过4k，希望对大家有所帮助.

重要概念

COMPRESSED KERNEL and DECOMPRESSED KERNEL