ARM-Linux嵌入式系统的BootLoader分析与设计

　　引言

　　由Boot Loader和固化在固件(firmware)中的Boot代码(可选)共同组成一个嵌入式系统的引导加载程序。它的作用和功能就像固化到计算机内主板上的一个ROM芯片程序BIOS(basic input output system)。但是它一般不配置像BIOS那样的固件程序，这是因为要考虑经济方面的原因，因此必须自己完成这方面的工作。Boot Loader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。它的实现严重地依赖于硬件，特别是在嵌入式系统中，即使基于同一个CPU的Boot Loader，对于不同的板子，也有很大的不同。

　　1 Boot Loader分析

　　系统加电，然后复位后，基本上所有的CPU都是从复位地址上取得指令的。以微处理器为核心的嵌入式系统中，通常都有某种类型的固态存储设备(FLASH，E2PROM等)，这个固态存储设备被映射到一个预先设置好的地址上。在系统加电复位后，一开始处理器就会去执行存放在复位地址处的程序，而且通过开发环境可以将Boot Loader定位在复位地址一开始的存储空间上，因此Boot Loader是系统加电后，在操作系统内核或者一些应用程序被运行之前，首先会运行的程序。对于嵌人式系统来说，比较复杂的或者为了方便后期开发大的应用程序，有的使用操作系统，也有很多的情况下，因功能简单，或仅包括应用程序的系统不使用操作系统，但是不论有无操作系统在启动时都必须执行Boot Loader，为的是准备好软硬件运行环境。

　　以微处理器为核心的嵌入式系统中，一般都有某种类型的固态存储设备(FLASH，E2PROM等)，这个固态存储设备被映射到一个预先设置好的地址上。在系统加电复位后，一开始处理器就会去执行存放在复位地址处的程序。而且通过开发环境可以将Boot Loader定位在复位地址一开始的存储空间上，因此Boot Loader是系统加电后，在操作系统内核或者一些应用程序被运行之前，首先会运行的程序。对于Linux系统，它的主要任务有以下7个方面。

　　(1)初始化处理器及外设的硬件资源配置。一般嵌入式系统的处理器在上电复位后，外部的I/O引脚都处于输入状态，处理器的片内和片外设备资源都需要配置。

　　(2)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环境，这样就能为最终启动操作系统的内核提供最好条件。

　　(3)把操作装载到映射的内存中，这也是所有任务当中最重要的一个，只有完成这个任务，操作系统才能被装载到内存当中去，Boot Loader一般会提供串口和网络装载两种方式。