Bootloader 基本概念
什么是Bootloader?
- Bootloader是硬件启动的引导程序，是运行操作系统的前提；
- 在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一小段代码。对软硬件进行相应的初始化和设定，为最终运行操作系统准备好环境；
- 在嵌入式系统中，整个系统的启动加载任务通常由Bootloader来完成。
Bootloader的特点
- Bootloader不属于操作系统，一般采用汇编语言和C语言开发。需要针对特定的硬件平台编写。
- 在移植系统时，首先为开发板移植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。
Bootloader的操作模式
- 自启动模式：在这种模式下，Bootloader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。
- 交互模式：在这种模式下，目标机上的Bootloader将通过串口或网络等通信手段从开发主机（Host）上下载内核映像和根文件系统映像等到RAM中。可以被 Bootloader写到目标机上的固态存储媒质中，或者直接进行系统的引导。也可以通过串口接收用户的命令。
常用bootloader介绍
U-boot介绍
- u-boot(Universal Boot Loader)是德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的bootloader程序。遵循GPL条款。
- 从FADSROM、8xxROM 、PPCBOOT、Armboot逐步发展演化而来；
- 当前版本号：参考Makefile。
- http://www.denx.de/wiki/U-Boot/WebHome
U-boot的特点：
1. 代码结构清晰、易于移植（见目录结构）
2. 支持多种处理器体系结构（见arch目录）
3. 支持众多开发板（目前官方包中有200多种，见board目录）
4. 命令丰富、有监控功能
5. 支持网络协议、USB、SD等多种协议和设备
6. 支持文件系统
7. 更新较活跃，使用者多，有助于解决问题
U-BOOT 命令
命令分类
环境设置、数据传输、存储器访问、加载运行
- printenv 显示所有环境变量
- setenv 设置新的环境变量
- saveenv 将当前定义的所有的环境变量值存入flash中
- tftp 通过网络下载程序
- protect 对Nor Flash写保护
- erase 擦除Nor FLASH
- emmc相关命令
mmc read
mmc write
mmc dev
mmc erase - bootcmd 自启动命令
- go addr 执行内存中的二进制代码，简单的跳转到指定地址
- bootm kernel-addr ramdisk-addr dtb-addr
U-BOOT 配置编译
U-Boot目录结构
编译U-boot
整个工程通过Makefile来组织编译。顶层目录下的Makefile中包含了开发板的配置信息。从顶层目录开始递归地调用各级子目录下的Makefile，最后链接成u-boot映像。
顶层目录下的 Makefile
- 它负责u-boot整体配置和编译
- 在Makefile中指定使用的交叉工具链
- 配置u-boot: make origen_config
- 编译： make
U-boot镜像下载烧录
- 烧录编译产生的镜像 u-boot.bin
- 初次或开发板代码损坏不能正常启动时，可采用JTAG工具烧录
- 专用的烧录工具如h-jtag或DNW等
- 在u-boot已经能工作，升级或修正U-boot时，可用U-boot中的命令来烧录
- 其它方式 如SD卡 ， Fastboot命令
- 镜像固化位置
ROM、NOR FLASH、NAND FLASH EMMC等
