常见bootloader介绍

 

一、BootLoader简介

　　在专用的嵌入式板子运行操作系统已经变得越来越流行。一个嵌入式系统从软件的角度看通常可以分为三个层次：

　　1、 引导加载程序。包括固化在固件(firmware)中的Booter代码(可选)，和Loader两大部分。

　　2、 操作系统。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数；以及在内核和应用程序之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面，常用的嵌入式GUI有：MicroWindows和MiniGUI等。

　　3、 用户应用程序。特定于用户的应用程序。

　　引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码，称之为Bootloader。BootLoader是Booter和Loader的合写：前者意味着要初始化嵌入式系统硬件使之运行起来，至少是部分运行起来，与PC机中的BIOS作用相似；后者意味着将嵌入式操作系统映像加载到内存中，并跳转过去运行。如PC机中MBR上的BootLoader（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OS BootLoader（比如，LILO和GRUB等）一起组成。BIOS在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘MBR中的BootLoader读到系统的RAM中，然后将控制权交给OS BootLoader。BootLoader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（注，有的嵌入式CPU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通常都从地址0x00000000处开始执行，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准备好正确的环境。

　　通常，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，特别是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。尽管如此，我们仍然可以对BootLoader归纳出一些通用的概念来，以指导用户特定的BootLoader设计与实现。

        Bootloader并不是嵌入式系统必不可少的组成部分，但是在系统中有Bootloader可以给嵌入式产品的开发调试带来很多便利。

二、常见bootloader介绍

Redboot

　　Redboot是Redhat公司随eCos发布的一个BOOT方案，是一个开源项目。

　　当前Redboot的最新版本是Redboot-2.0.1，Redhat公司将会继续支持该项目。

　　Redboot支持的处理器构架有ARM，MIPS，MN10300，PowerPC， Renesas SHx，v850，x86等，是一个完善的嵌入式系统Boot Loader。

　　Redboot是在ECOS的基础上剥离出来的，继承了ECOS的简洁、轻巧、可灵活配置、稳定可靠等品质优点。它可以使用X-modem或Y-modem协议经由串口下载，也可以经由以太网口通过BOOTP/DHCP服务获得IP参数，使用TFTP方式下载程序映像文件，常用于调试支持和系统初始化（Flash下载更新和网络启动）。Redboot可以通过串口和以太网口与GDB进行通信，调试应用程序，甚至能中断被GDB运行的应用程序。Redboot为管理FLASH映像，映像下载，Redboot配置以及其他如串口、以太网口提供了一个交互式命令行接口，自动启动后，REDBOOT用来从TFTP服务器或者从Flash下载映像文件加载系统的引导脚本文件保存在Flash上。当前支持单板机的移植版特性有：

　　- 支持ECOS，Linux操作系统引导

　　- 在线读写Flash

　　- 支持串行口kermit，S-record下载代码

　　- 监控(minitor)命令集:读写I/O，内存，寄存器、 内存、外设测试功能等

　　Redboot是标准的嵌入式调试和引导解决方案，支持几乎所有的处理器构架以及大量的外围硬件接口，并且还在不断地完善过程中。

ARMboot

　　ARMboot是一个ARM平台的开源固件项目，它特别基于PPCBoot，一个为PowerPC平台上的系统提供类似功能的姊妹项目。鉴于对PPCBoot的严重依赖性，已经与PPCBoot项目合并，新的项目为U-Boot。

　　ARMboot发布的最后版本为ARMboot-1.1.0，2002年ARMboot终止了维护。

　　ARMboot支持的处理器构架有StrongARM ，ARM720T ，PXA250 等，是为基于ARM或者StrongARM CPU的嵌入式系统所设计的。

　　ARMboot的目标是成为通用的、容易使用和移植的引导程序，非常轻便地运用于新的平台上。ARMboot是GPL下的ARM固件项目中唯一支持Flash闪存，BOOTP、DHCP、TFTP网络下载，PCMCLA寻线机等多种类型来引导系统的。特性为：

　　-支持多种类型的FLASH

　　-允许映像文件经由BOOTP、DHCP、TFTP从网络传输；

　　-支持串行口下载S-record或者binary文件

　　-允许内存的显示及修改

　　-支持jffs2文件系统等

　　Armboot对S3C44B0板的移植相对简单，在经过删减完整代码中的一部分后，仅仅需要完成初始化、串口收发数据、启动计数器和FLASH操作等步骤，就可以下载引导uClinux内核完成板上系统的加载。总得来说，ARMboot介于大、小型Boot Loader之间，相对轻便，基本功能完备，缺点是缺乏后续支持。

U-Boot

　　U-Boot是由开源项目PPCBoot发展起来的，ARMboot并入了PPCBoot，和其他一些arch的Loader合称U-Boot。2002年12月17日第一个版本U-Boot-0.2.0发布，同时PPCBoot和ARMboot停止维护。

　　U-Boot自发布以后已更新6次,最新版本为U-Boot-1.1.1，U-Boot的支持是持续性的。

　　U-Boot支持的处理器构架包括PowerPC (MPC5xx，MPC8xx，MPC82xx，MPC7xx，MPC74xx，4xx)， ARM （ARM7，ARM9，StrongARM，Xscale），MIPS (4Kc，5Kc)，x86等等， U-Boot（Universal Bootloader）从名字就可以看出，它是在GPL下资源代码最完整的一个通用Boot Loader。

　　U-Boot提供两种操作模式：启动加载（Boot loading）模式和下载（Downloading）模式,并具有大型Boot Loader的全部功能。主要特性为：

　　-SCC/FEC以太网支持

　　-BOOTP/TFTP引导

　　-IP，MAC预置功能

　　-在线读写FLASH，DOC, IDE，IIC，EEROM，RTC

　　-支持串行口kermit，S-record下载代码

　　-识别二进制、ELF32、pImage格式的Image，对Linux引导有特别的支持

　　-监控(minitor)命令集:读写I/O，内存，寄存器、内存、外设测试功能等

　　-脚本语言支持（类似BASH脚本）

　　-支持WatchDog，LCD logo，状态指示功能等

　　U-Boot的功能是如此之强大，涵盖了绝大部分处理器构架，提供大量外设驱动，支持多个文件系统，附带调试、脚本、引导等工具，特别支持Linux,为板级移植做了大量的工作。U-Boot1.1.1版本特别包含了对SA1100和44B0芯片的移植，所以44B0移植主要是针对Board 的移植，包括FLASH、内存配置以及串口波特率等等。U-Boot的完整功能性和后续不断的支持，使系统的升级维护变得十分方便。

Blob

　　Blob(Boot Loader Object)是由Jan-Derk Bakker and Erik Mouw发布的，是专门为StrongARM 构架下的LART设计的Boot Loader。

　　Blob的最后版本是blob-2.0.5。

　　Blob支持SA1100的LART主板，但用户也可以自行修改移植。

　　Blob也提供两种工作模式，在启动时处于正常的启动加载模式，但是它会延时 10 秒等待终端用户按下任意键而将 Blob 切换到下载模式。如果在 10 秒内没有用户按键，则 Blob 继续启动 Linux 内核。其基本功能为：

　　初始化硬件（CPU速度，存储器，中断，RS232串口）

　　-引导Linux内核并提供ramdisk

　　- 给LART下载一个内核或者ramdisk

　　-给FLASH片更新内核或者ramdisk

　　-测定存储配置并通知内核

　　-给内核提供一个命令行

　　Blob功能比较齐全，代码较少，比较适合做修改移植，用来引导Liunx，目前大部分S3C44B0板都用Blob修改移植后来加载uClinux。

Bios-lt

　　Bios-lt是专门支持三星（Samsung）公司ARM构架处理器S3C4510B的Loader，可以设置CPU/ROM/SDRAM/EXTIO，管理并烧写FLASH，装载引导uClinux内核。这是国内工程师申请GNU通用公共许可发布的。

　　Bios-lt的最新版本是Bios-lt-0.74，另外还提供了S3C4510B的一些外围驱动。

Bootldr

　　Bootldr是康柏（Compaq）公司发布的，类似于compaq iPAQ Pocket PC，支持SA1100芯片。它被推荐用来引导Llinux,支持串口Y-modem协议以及jffs文件系统。

　　Bootldr的最后版本为Bootldr-2.19。

原文：http://blog.csdn.net/xiazhaoqiang/article/details/5966361