Linux之Bootloader了解概念和启动过程
Bootloader,简而言之就是:它是一段小程序,在系统上电时开始执行,主要功能是初始化硬件设备、准备好软件环境,最后调用操作系统内核。
Bootloader种类比较多,常见的X86上的有LILO,GRUB,ARM架构上比较有名的是U-boot,VIVI. 还有其他的RedBoot / Etherboot等
启动Bootloader指令地址(ARM结构的cpu一般放在0x0000000地址处,而MIPS结构的CPU一般放在0xBFC00000)
Bootloader常见两种操作模式:1。启动加载模式(没用户介入) 2.下载模式(用户命令操作)
Bootloader中典型分区结构图:
*Bootloader上电后第一个程序。
*Boot parameters分区中一般存放一些可设置的参数,比如IP地址、串口波特率,要传递给内核的命令行参数。
*kernel,嵌入式板定制的内核,包含内核启动参数
*Root filesystem文件系统,里面包含了linux能够运行的应用程序,和相关库等。
@Bootloader的两个阶段了解
1.第一阶段(使用汇编语言实现,依赖于cpu体系结构的初始化)
。硬件初始化(看门狗、RAM初始化等)
。为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间
。复制Bootloader的第二阶段代码到RAM空间中
。设置好栈
。调转到第二阶段代码的入口点
2.第二阶段(通常C语言实现,好处可读性和移植性)
。初始化本阶段要用到的硬件设备
。检测系统内存映射(memory map)
。将内核映像和根文件系统系统映像从Flash读到RAM内存中
。为内核设置启动参数
@Bootloader与内核交互
Bootloader和内核交互是单向的,因为它们启动有先后。
Bootloader传递参数给内核,有书说明:linux2.4.x后都是以数据结构:标记列表形式来传递启动参数。
标记的数据结构为tag,由tag_header结构和 一个联合union组成。如下:
- struct tag_header {
- __u32 size;
- __u32 tag;
- ;
- struct tag_mem32 {
- __u32 size;
- __u32 start; /* physical start address */
- };
- struct tag {
- struct tag_header hdr;
- union {
- struct tag_core core;
- struct tag_mem32 mem; //内存标记
- struct tag_videotext videotext;
- struct tag_ramdisk ramdisk;
- struct tag_initrd initrd;
- struct tag_serialnr serialnr;
- struct tag_revision revision;
- struct tag_videolfb videolfb;
- struct tag_cmdline cmdline;
- /*
- * Acorn specific
- */
- struct tag_acorn acorn;
- /*
- * DC21285 specific
- */
- struct tag_memclk memclk;
- } u;
- };