bootloader的作用

 

一.bootloader的作用

其实bootloader主要的必须的作用只有一个:就是把操作系统映像文件拷贝到RAM中去，然后跳转到它的入口处去执行。

而操作系统文件的来源，可以是flash,sd card,PC(可以通过网络，USB，甚至串口传输）等等，所谓的EBOOT,UBOOT，其实就是表明了系统文件是通过Ethernet或者USB从PC传输过去的。

当然，为了实现这个功能（以及其它附加功能），我们必须对硬件做一些必要的初始化，这个也是必须的（废话！）。除了这个必须的，现在的bootloader还常常会加入以下功能：

1.将操作系统映像文件写入FLASH/硬盘等：读取过来的操作系统文件，除了可以拷贝到RAM中直接运行，还可以烧录到FLASH，或者写入硬盘永久保存，这样下次就可以直接从本机来读取操作系统映像。

2.硬件诊断：如同PC的BIOS一样，检测硬件是否正常功能。

3.显示一个LOGO，因为拷贝操作系统文件和启动操作系统需要时间，所以产品化的设备，一般需要在这段时间显示一个LOGO。

 

 

二.bootloader是不是必须的

bootloader并不是必须的，如果我们的硬件有足够大的norflash，并且实现了XIP技术，那么WinCE 操作系统可以直接在norflash里面运行起来，不需要将它复制到RAM中去，所以bootloader就失去了作用。

但是考虑到成本因素，现在的硬件一般都不会配置这么大的norflash，image文件都存储在nand flash里面，所以都会用到bootloader。

 

 

三.关于nboot和eboot

国内很多人做WinCE都是使用Samsung的2410或者2440入门的，所以对nboot和eboot是最熟悉的。eboot是微软在WinCE里面提供的开放源代码的一个bootloader的框架，因为它默认的是使用ethernet从PC下载image而得名，使用该框架，根据自己的硬件做一些修改就可以直接拿来用了，那么nboot又是怎么回事呢？

之所以需要nboot（注：三星的后续产品中，nboot已经改名为stepldr，ldr是looder的缩写，step是stepstone的意思，这是三星系列CPU为解决nand启动而内置的一小块RAM），是和硬件紧密相关的。我们在设计硬件的时候，ROM部分可以只使用norflash，也可以使用1片小容量的norflash+大容量的nandflash，还可以只使用nandflash。第一种方案，可以不用bootloader，也可以只使用eboot；第二种方案，把eboot放到norflash中，image放在nandflash中，并将硬件设置为norflash启动模式，也不用nboot。只有第3种方案，才需要使用nboot，这是为什么呢？

我们知道nandflash本身不能运行程序，它里面的内容必须拷贝到RAM中才能运行，但是CPU上电后，RAM中是空的，谁来执行这个拷贝的工作呢？三星的解决方案，就是内置了一小块RAM(stepstone)，然后从硬件上实现CPU上电后先读取nand flash最开始的一段代码到stepstone中去（当然，要设置硬件为nandflash启动方式），然后从stepstone起始处（被设置为RAM的0地址）去执行。这个stepstone一般很小（2410，2440是4K），所以它没办法放下一个功能复杂的bootloader（比如eboot），只能放一个功能很简单的，这就是需要nboot的原因了。nboot的功能十分单一，就是从nandflash复制image到RAM中去，然后跳转执行。这里的image可以是eboot的（一般开发阶段这样做），也可以是OS的。

优龙的开发板提供了一种叫做BIOS的bootloader，它远远超出了4K的限制，但是还可以在nandflash启动方式下正常运行，这是为什么呢？原来，它实现了2次加载，也就是说CPU上电后自动加载了4K代码，这4K代码又将整个bootloader重新拷贝到RAM中再执行，要实现这样的功能要对链接器做一些设置，使“拷贝”功能的代码必须放到前4K里面去。

总之，bootloader是需要直接和硬件打交道，不同的硬件设计，就会影响到它的实现，所以了解硬件的设计是理解bootloaer的第一步。