嵌入式Linux的U-boot系统启动过程
本章基于Intelpost和put请求有啥区别公司的pxa270芯片分析U-Boot的工作机制，介绍了嵌入式Linux交叉开发工具ELDK（Embedded Linux Development Kit），说明配置安装U-Boot到特定主板、交叉编译调试Linux的方法，分析了U-Boot的构架。
目录
[隐藏]
∙ 1 BootLoad启动方式
o 1.1 网络启动方式
o 1.2 2．磁盘启动方式
o 1.3 3．Flash启动方式
∙ 2 U-Boot介绍
o 2.1 U-Boot功能介绍
o 2.2 U-Boot安装
o 2.3 U-Boot命令介绍
o 2.4 U-Boot环境变量
o 2.5 U-Boot脚本
o 2.6 U-Boot单独应用程序
o 2.7 位图支持
∙ 3 2 ELDK工具介绍
o 3.1 下载与编译
o 3.2 建立开发系统
o 3.3 编译安装Linux内核
o 3.4 启动嵌入式Linux
o 3.5 Flas件系统
o 3.6 根文件系统的设计与编译
o 3.7 覆盖层文件系统
o 3.8 调试
▪ 3.8.1 （1）U-Boot的调试
▪ 3.8.2 （2）Linux内核调试
▪ 3.8.3 （3）远程调试应用程序
BootLoad启动方式
Bootloader的主要功能是引导操作系统启动，开放源代码的BootLoader种类很多，常用的BootLoader的功能说明如表1所 示。
表1 常用BootLoader的功能说明
Bootloader名
是否终端监视
描    述
x86
ARM
PowerPC
LILO
否
Linux磁盘引导程序
是
否
否
linux操作系统镜像
GRUB
否
GNU的LILO替代程序
是
否
否
Loadlin
否
从DOS引导Linux
是
否
否
ROLO
否
从ROM引导Linux而不需要BIOS
是
否
否
Etherboot
否
通过以太网卡启动Linux系统的固件
是
否
否
LinuxBIOS
否
完全替代BUIS的Linux引导程序
是
否
否
BLOB
否
LART等硬件平台的引导程序
否
是
否
U-boot
是
通用引导程序
是
是
是
RedBoot
是
基于eCos的引导程序
是
是
是
网络启动方式
这种方式开发板不需要配置较大的存储介质，跟无盘工作站有点类似。但是使用这种启动方式之前，需要把Bootloader安装到板上的EPROM或 者Flash中。Bootloader通过以太网接口远程下载Linux内核映像或者文件系统。第4章介绍的交叉开发环境就是以网络启动方式建立的。这种 方式对于嵌入式系统开发来说非常重要。
使用这种方式也有前提条件，就是目标板有串口、以太网接口或者其他连接方式。串口一般可以作为控制台，同时可以用来下载内核影像和 RAMDISK文件系统。串口通信传输速率过低，不适合用来挂接NFS文件系统。所以以太网接口成为通用的互连设备，一般的开发板都可以配置10M以太网 接口。
对于PDA等手持设备来说，以太网的RJ-45接口显得大了些，而USB接口，特别是USB的迷你接口，尺寸非常小。对于开发的嵌入式系 统，可以把USB接口虚拟成以太网接口来通讯。这种方式在开发主机和开发板两端都需要驱动程序。
另外，还要在服务器上配置启动相关网络服务。Bootloader下载文件一般都使用TFTP网络协议，还可以通过DHCP的方式动态配置 IP地址。
DHCP/BOOTP服务为Bootloader分配IP地址，配置网络参数，然后才能够支持网络传输功能。如果Bootloader可以 直接设置网络参数，就可以不使用DHCP。
TFTP服务为Bootloader客户端提供文件下载功能，把内核映像和其他文件放在/tftpboot目录下。这样 Bootloader可以通过简单的TFTP协议远程下载内核映像到内存。如图6.1所示。
图6.1 网络启动示意图
大部分引导程序都能够支持网络启动方式。例如：BIOS的PXE（Preboot Execution Environment）功能就是网络启动方式；U-Boot也支持网络启动功能。
2．磁盘启动方式
传统的Linux系统运行在台式机或者服务器上，这些计算机一般都使用BIOS程序设计语言三个阶段引导，并且使用磁盘作为存储介质。如果进入BIOS设置菜单，可以探 测处理器、内存、硬盘等设备，可以设置BIOS从软盘、光盘或者某块硬盘启动。也就是说，BIOS并不直接引导操作系统。那么在硬盘的主引导区，还需要一 个Bootloader。这个Bootloader可以从磁盘文件系统中
把操作系统引导起来。
Linux传统上是通过LILO（LInux LOader）引导的，后来又出现了GNU的软件GRUB（GRand Unified Bootloader）。这2种Bootloader广泛应用在X86的Linux系统上。你的开发主机可能就使用了其中一种，熟悉它们有助于配置多种系 统引导功能。
LILO软件工程是由Werner Almesberger创建，专门为引导Linux开发的。现在LILO的维护者是John Coffman，最新版本下载站点：。LILO有详细的 文档，例如LILO套件中附带使用手册和参考手册。此外，还可以在LDP的"LILO mini-HOWTO"中到LILO的使用指南。
GRUB是GNU计划的主要bootloader。GRUB最初是由Erich Boleyn为GNU Mach操作系统撰写的引导程序。后来有Gordon Matzigkeit和Okuji Yoshinori接替Erich的工作，继续维护和开发GRUB。GRUB的网站/software/grub/上 有对套件使用的说明文件，叫作《GRUB manual》。GRUB能够使用TFTP和BOOTP或者DHCP通过网络启动，这种功能对于系统开发过程很有用。
除了传统的Linux系统上的引导程序以外，还有其他一些引导程序，也可以支持磁盘引导启动。例如：LoadLin可以从DOS下启动 Linux表达式abc10isalpha；还有ROLO、LinuxBIOS，U-Boot也支持这种功能。
3．Flash启动方式
大多数嵌入式系统上都使用Flash存储介质。Flash有很多类型，包括NOR Flash、NAND Flash和其他半导体盘。其中，NOR Flash（也就是线性Flash）使用最为普遍。
NOR Flash可以支持随机访问，所以代码是可以直接在Flash上执行的。Bootloader一般是存储在Flash芯片上的。另外，Linux内核映像 和RAMDISK也可以存储在Flash上。通常需要把Flash分区使用，每个区的大小应该是Flash擦除块大小的整数倍。图6.2是 Bootloader和内核映像以及文件系统的分区表。
图构造函数和析构函数的调用方式有什么区别6.2 Flash存储示意图
Bootloader一般放在Flash的底端或者顶端，这要根据处理器的复位向量设置。要使Bootloader的入口位于处理器上电执 行第一条指令的位置。
接下来分配参数区，这里可以作为Bootloader的参数保存区域。
再下来内核映像区。Bootloader引导Linux内核，就是要从这个地方把内核映像解压到RAM网站源码出售 校园湖南岚鸿中去，然后跳转到内核映像入口执行。
然后是文件系统区。如果使用Ramdisk文件系统，则需要Bootloader把它解压到RAM中。如果使用JFFS2文件系统，将直接 挂接为根文件系统。这两种文件系统将在第12章详细讲解。
最后还可以分出一些数据区，这要根据实际需要和Flash大小来考虑了。
这些分区是开发者定义的，Bootloader一般直接读写对应的偏移地址。到了Linux内核空间，可以配置成MTD设备来访问 Flash分区。但是，有的Bootloader也支持分区的功能，例如：Redboot可以创建Flash分区表，并且内核MTD驱动可以解析出 redboot的分区表。
除了NOR Flash，还有NAND Flash、Compact Flash、DiskOnChip等。这些Flash具有芯片价格低，存储容量大的特点。但是这些芯片一般通过专用控制器的I/O方式来访问，不能随机访 问，因此引导方式跟NOR Flash也不同。在这些芯片上，需要配置专用的引导程序。
通常，这种引导程序起始的一段代码就把整个引导程序复制到RAM中运行，从而实现自举启动，这 跟从磁盘上启动有些相似。
U-Boot介绍
U-Boot功能介绍
PC机引导加载程序由BIOS和OS BootLoader（通常为GRUB）组成，嵌入式系统一般没有BIOS这样的固件程序，系统的引导加载完全由BootLoader完成。不同的系 统，boot Loader是不同的。Boot Loader有许多开放源代码，但在标准Linux中没有，需要用户从网上下载。

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