Bootloader和BIOS、Grub、uboot概念

        近日写材料遇到了如上的几个名词，现对其概念进行总结如下：

        1、Bootloader和BIOS

         桌面电脑加电后BIOS会获取处理器控制权，是一个复杂的系统配置软件，它拥有硬件架构的底层信息。在典型的嵌入式系统中(虽说是在嵌入式操作系统中的概念，但规定没这么严格，向ntloader、bootmgr一般也称作BootLoader)，引导加载程序（bootloader）完成与BIOS相同的功能，具有如下特点：

       1）嵌入式系统中在操作系统内核运行前运行的程序；

       2）可以分为单阶段的BootLoader和多阶段的BootLoader，一般从从固态存储设备上启动的Bootloader大多都是 2 阶段的启动过程，如uboot是2阶段的，grub就是单阶段的；

       一般而言，这两个阶段完成的功能可以如下分类，但这不是绝对的：

    （1）Bootloader第一阶段的功能。

• • 硬件设备初始化。
  • 为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间。
  • 拷贝Bootloader的第二阶段代码到 RAM 空间中。
  • 设置好栈。
  • 跳转到第二阶段代码的C入口点。

      在第一阶段进行的硬件初始化一般包括：关闭WATCHDOG、关中断、设置CPU的速度和时钟频率、RAM初始化等。这些并不都是必需的，比如S3C2410/S3C2440的开发板所使用的U-Boot中，就将CPU的速度和时钟频率的设置放在第二阶段。

甚至，将第二阶段的代码复制到RAM空间中也不是必需的，对于NOR Flash等存储设备，完全可以在上面直接执行代码，只不过这相比在RAM中执行效率大为降低。

     （2）Bootloader第二阶段的功能。

• • 初始化本阶段要使用到的硬件设备。
  • 检测系统内存映射(memory map)。
  • 将内核映像和根文件系统映像从Flash上读到RAM空间中。
  • 为内核设置启动参数。
  • 调用内核。

      2、Grub

       GNU GRUB（GRand Unified Bootloader简称“GRUB”）是一个来自 GNU 项目的多 操作系统 启动程序。GRUB是多启动规范的实现，它允许用户可以在 计算机 内同时拥有多个 操作系统 ，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。GRUB可用于选择 操作系统 分区上的不同 内核 ，也可用于向这些 内核 传递启动参数。可用来 用来引导不同系统，如windows，linux，通常用于linux，毕竟是GNU的嘛。

        Windows也有类似的工具NTLOADER；比如我们在机器中安装了Windows 98后，我们再安装一个Windows XP ，在机器启动的会有一个菜单让我们选择进入是进入Windows 98 还是进入Windows XP。NTLOADER就是一个多系统启动引导管理器，NTLOADER 同样也能引导Linux，只是极为麻烦罢了。

      bootmgr：启动管理器。Bootmgr是Boot Manager的缩写，是在Windows Vista、Windows 7、windows 8/8.1和windows 10中使用的新的启动管理器，以代替Windows NT系列操作系统（Windows XP、Windows 2003）中的启动管理器——NTLDR。

       3、uboot

      U-Boot，全称为Universal Boot  Loader，即通用Bootloader，是遵循GPL条款的开放源代码项目。其前身是由德国DENX软件工程中心的Wolfgang  Denk基于8xxROM的源码创建的PPCBOOT工程。后来整理代码结构使得非常容易增加其他类型的开发板、其他架构的CPU(原来只支持  PowerPC)；增加更多的功能，比如启动Linux、下载S-Record格式的文件、通过网络启动、通过PCMCIA/CompactFLash  /ATA disk/SCSI等方式启动。增加ARM架构CPU及其他更多CPU的支持后，改名为U-Boot。

• 支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD、VxWorks、QNX、RTEMS、ARTOS、LynxOS；
• 支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale；