BootLoader引导程序介绍.doc

BootLoader引导程序 一、实验目的 1.学会配置linux下的minicom和windows下的超级终端 2.了解bootloader的基本概念和框架结构 3.了解bootloader引导操作系统的过程 4.掌握bootloader程序的编译方法 5.掌握bootloader程序的使用方法 二、实验内容 1. 学习x-loader 作用和编译过程 学习uboot作用和编译过程 学习bootloader的操作 三、实验设备 PentiumII以上的PC机， LINUX操作系统 四、BOOTLOADER程序说明 完整的系统由x-loader、u-boot、kernel（内核）、rootfs（根文件系统）组成，x-loader是一级引导程序，其作用是初始化CPU，拷贝u-boot到内存，然后把控制权交给u-boot。当OMAP3530上电时，memory controller(内存控制器)还未初始化，这个任务便由完成的x-loader。初始化外部RAM控制器，把u-boot读到外部RAM，之后把控制入口交给。u-boot是二级引导程序，其作用主要是引导内核，提供映像更新，同用户进行交互。系统结构图如下： 1. BootLoader的作用 在嵌入式系统中，BootLoader的作用与PC机上的BIOS类似，其主要作用：（1）初始化硬件设备；（2）建立内存空间的映射图；（3）完成内核的加载，为内核设置启动参数。通过BootLoader可以完成对系统板上的主要部件如CPU、SDRAM、Flash、串行口等进行初始化，也可以下载文件到系统板上，对Flash进行擦除与编程。当运行操作系统时，它会在操作系统内核运行之前运行，通过它，可以分配内存空间的映射，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准备好正确的环境。 通常，BootLoader 是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式系统中。因此，在嵌入式系统里建立一个通用的 BootLoader 几乎是不可能的，不同的处理器架构都有不同的BootLoader。BootLoader不但依赖于CPU的体系结构，而且依赖于嵌入式系统板级设备的配置。对于2块不同的嵌入式板而言，即使它们使用同一种处理器，要想让运行在一块板子上的BootLoader程序也能运行在另一块板子上，一般也都需要修改BootLoader的源程序。 正如前面所述，Boot Loader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，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，最后从别处（Flash、以太网、UART）载入内核映像并跳到入口地址。linux的移植的前提条件是具备一个与linux配套、易于使用的Bootloader，它能够正确完成硬件系统的初始化和linux的引导。 为能够实现正确引导linux系统的运行，以及当编译完内核后，快速的下载内核和文件系统，uboot通过网口下载内核和文件系统。同时，它也具有功能较为完善的命令集，对系统的软硬件资源进行合理的配置与管理。 2. BootLoader程序结构框架 ? 嵌入式系统中的bootLoader 的实现完全依赖于 CPU 的体系结构，因此大多数 Boot Loader 都分为第一阶段和第二阶段两大部分，依赖于CPU体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常都放在阶段1中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。而阶段2 则通常用C语言来实现，这样可以实现一些复杂的功能，而且代码会具有更好的可读性和可移植性。bootLoader。下载得到uboot的源码包，解压就可以得到全部uboot源程序。在顶层目录下有18个子目录，分别存放和管理不同的源程序。这些目录中所要存放的文件有一定的规则，可以分为3类。 第1类目录与处理器体系结构或者开发板硬件直接相关。 第2类目录是一些通用的函数或者驱动程序。 第3类目录是uboot的应用程序、工具或者文档。 其各级目录的存放在原则如下表所示： 目录 特性 解释说明 board 平台依赖 存放电路板相关的目录文件 cpu 平台依赖 存入CPU相关的目录文件 lib_ppc 平台依赖 存放对PowerPC体系结构通用的文件，主要用于实现PowerPC平台通用的函数 lib_arm 平台依赖 存放对ARM体系结构通用的文件，主要用于实现ARM平台通用的函数 lib_i386 平台依赖 存放对X86体系结构通用的文件，主要用于实现X86平台通用的函数 include 通用 头文件和开发板配置文件，所有开发板配置文件都在configs目录下 common 通用 通用的多功能函数实现 lib_generic 通用 通用