嵌入式linux烧写(一)—BootLoader的裁剪和编译

湖光倒影

一、BootLoader的概念
   BootLoader是系统加电启运行的第一段软件代码．回忆一下PC的体系结构我们可以知道，PC机中的引导加载程序由BIOS（其本质就是一段固件程序）和位于硬盘MBR中的引导程序一起组成。BIOS在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘MBR中的引导程序读到系统的RAM中，然后将控制权交给引导程序。引导程序的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM中 然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。
    而在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（有的嵌入式系统也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成．比如在一个基于 ARM7TDMI core的嵌入式系统中，系统在上电或复位时都从地址 0x00000000开始执行．而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。
    简单地说BootLoader就是在操作系统内核或用户应用程序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或用户应用程序准备好正确的环境。对于一个嵌入式系统来说，可能有的包括操作系统，有的小型系统也可以只包括应用程序，但是在这之前都需要BootLoader为它准备一个正确的环境。通常，BootLoader是依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式领域，为嵌入式系统建立一个通用的BootLoader是很困难的。
二、Boot Loader的操作模式
    大多数BootLoader都包含两种不同的操作模式。“启动加载”模式和“下载”模式，这种区别仅对于开发人员才有意义。但从最终用户的角度看，BootLoader的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的启动加载模式与下载工作模式的区别。
    启动加载（Boot loading）模式：这种模式也称为“自主”（Autonomous）模式，也即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。这种模式是BootLoader的正常工作模式。因此在嵌入式产品发布的时候，BootLoader显然必须工作在这种模式下．
    下载（Down loading）模式：在这种模式下 目标机上的BootLoader将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像等．从主机下载的文件通常首先被BootLoader保存到目标机的RAM中然后再被BootLoader写到目标机上的固态存储设备中。BootLoader的这种模式通常在系统更新时使用。工作于这种模式下的BootLoader通常都会向它的终端用户提供一个简单的命令行接口。
三、BootLoader的工作
总体上Bootloader需要完成以下工作。
n     初始化CPU速度；
n     初始化内存，包括启用内存库，初始化内存配置寄存器等；
n     初始化中断控制器，在系统启动时，关闭中断，关闭看门狗；
n     初始化串行端口（如果在目标上有的话）；
n     启用指令/数据高速缓存；
n     设置堆栈指针；
n     设置参数区域并构造参数结构和标记（这是重要的一步，因为内核在标识根设备、页面大小、内存大小以及更多内容时要使用引导参数）；
n     执行POST（加电自检）来标识存在的设备并报告有何问题；
n     为电源管理提供挂起/恢复支持；
n     传输操作系统内核镜像文件到目标机。也可以将操作系统内核镜像文件事先存放在Flash中，这样就不需要BootLoader和主机传输操作系统内核镜像文件，这通常是在做成产品的情况下使用。而一般在开发过程中，为了调试内核的方便，不将操作系统内核镜像文件固化在Flash中，这就需要主机和目标机进行文件传输；
n     跳转到内核的开始，在此又分为ROM启动和RAM启动。所谓ROM启动就是用XIP技术直接在Flash中执行操作系统镜像文件；所谓RAM启动就是指把内核镜像从Flash复制到RAM中，然后再将PC指针跳转到RAM中的操作系统启动地址。
四、VIVI的剪裁
Bootloader有很多种，如vivi，uboot，redboot，lilo等等。vivi 是韩国mizi公司专门为三星s3c2410芯片设计的Bootloader。下面我们以它为例讲述一下Bootloader的裁剪和烧写．
首先是上网下载vivi，我的版本是v0.1.4。http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile/071017080947.rar
第一步：解压后进入vivi目录，在终端下输入make distclean命令，清除已生成的目标文件的影像文件；
第二步：输入make menuconfig命令，启动vivi配置GUI程序，如下图：

第三步：根据自己需要修改选项，＊号表示选中，如图中使vivi支持UART1(串口２).修改后关闭配置页面．
第四步：输入make命令，在当前目录下会生成vivi映像文件；
生成的映像文件我们先保存着，以后会用到．



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