bootloader原理

EmbedBabby 2012-03-14 03:23:59

刚开始学习u-boot，有一些问题，请求前辈大侠释疑！非常感谢，问题如下：

用于启动操作系统的Bootloader，一般都需要将内核“搬移”到SDRAM中去运行，然而在逻辑系统下，
程序直接烧写到片内FLASH（应该是NorFlash吧）执行，不需要做什么搬移。

我有这样两个想法，请您指教：

1、之所以要“搬移”到SDRAM中运行，主要是因为NorFlash的价格和单片Flash的存储空间与NandFlash相比，
劣势明显，一般都是使用NandFlash存储系统内核。然而，NandFlash不能够随机读写，只能按页读写，无法
运行内核。这是想法（1），不知是否如此，请高手指点迷津...........

2、如果我的内核编译以后足够小，或者是我的片内Flash（比如单片机用于存储程序的闪存）足够大，使得我的内核
可以放在这个片内Flash里面。这个时候我的bootloader是否就可以像单片机裸机程序上的“启动代码”那样，只做
一些简单的系统初始化工作，之后跳转到内核需要执行的第一个C函数，内核开始运行。这是想法（2），请高手指点
........

小弟初学，请求指点，期待探讨........
QQ：903937429

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kitten1 2014-01-03

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学习一下，

如此美丽的你 2012-05-05

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恭喜楼主！！！

bluesea87 2012-03-20

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哥们，记得要结贴

EmbedBabby 2012-03-19

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非常感谢大家！！

通过交流，问题基本明朗，非常感谢！！

.data、.bss还有.rodata，都是"段"，“#6楼”说的很对，非常感谢各位！

常量放在.rodata,呵呵....

EmbedBabby 2012-03-19

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非常感谢大家的回复！

通过交流，关于Bootloader的基本概念和最基本的使用方法已经明确！再次感谢各位。

关于GNU中“段”的定义，“#6楼”说的很对，也感谢“#7”楼的回复。先为方便有后来人清晰概念，少走曲折，
总结如下：

.text：代码段。（指令序列，一般为只读）
.rodata：只读数据段。（如同C语言中的CONST，就是常量了）
.data：有初始值的数据段。（在C语言中定义一个“全局变量”并且赋予初始值，就会存入该段）
.bss：无初始值的数据段。（没有赋初始值的“全局变量”）

那么，局部变量到底放到哪里去了哪？局部变量分配在“栈”当中，用时分配，不用时释放，不在“段”当中，“全局变量”才会放入“段”。

问题和答案，就是这样了，非常感谢CSDN和众位朋友！！
希望，能够通过交流、共享让彼此更加深刻！呵呵.....

bluesea87 2012-03-16

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有点差别，bss段是指那些未初始化的全局变量或者初始化为0的全局变量（这和具体的工具链有关），date是指那些初始化过的全局变量，常量我们一般说rodata段

lyj2009 2012-03-16

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data区域是分配在“静态存储区”中的全局变量，常数就是只读，没有必要放在RAM。你的想法很好，我想不出来有什么不行。你完全可以试一下。（如果你现在的系统用的NORFLASH的话）不花你很多时间。

bluesea87 2012-03-15

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你的想法基本上是对的，可以让操作系统在flash中跑，链接操作系统的时候应该注意把data区和bss区还有sp都要指向ram空间。还有操作系统在flash中跑会慢很多

EmbedBabby 2012-03-15

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想想ARM7和ARM9和普通的单片机的区别，突然有这样一种想法：

Bootloader之所以要“搬运”代码，是不是跟芯片本身的启动过程有关（除了上述两点之外）。
低端的单片机程序直接在片上Flash里面逐条向下执行，但是像ARM7和ARM9架构的芯片，片上
Flash很小，甚至干脆就没有，这类芯片的启动机制一般就是从Flash“加载”到SDRAM，然后
在SDRAM中运行程序。

是不是正是因为芯片的这种启动过程使得Bootloader的做法如此，Bootloaer实质上是根据芯片
的启动流程具体而定的。

这样考虑，对吗？？

EmbedBabby 2012-03-15

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非常感谢您的指点，经过了解总结Bootloader代码“搬运”的主要原因如下：

1、内核运行速度的要求。NorFlash虽然有随机存取的能力但是速度毕竟无法与SDRAM相比。
2、主流芯片的启动流程。对于ARM7和ARM9架构的芯片片内Flash很小或者干脆没有，上电后程序是在片外NorFlash或者SDRAM中运行。
3、NorFlash不仅相对SDRAM速度慢，而且价格相对NandFlash较高，选用NandFlash加SDRAM的方案能够保证成本，也能够保证内核运行速度，用软件完成代码的“加载”即可。

楼上仁兄，所说的.bss区应该就是分配在“栈”空间中的局部变量变量了吧，data区域应该就是系统中用到的一些常数，对吗？还是data区域是分配在“静态存储区”中的全局变量？应该是后者的可能性较多一些吧，如果是常数就是只读了，应该没有必要放在RAM了吧。

期待指导......

EmbedBabby 2012-03-14

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[Quote=引用 1 楼 flag_002 的回复:]
看得有点糊涂，你是想直接从FLASH启动，不跳转内存吗，在FLASH中只做简单初始化，让系统跑起来，是这个意思吗？

注意启动映像不只是要让系统跑起来，更重要的是加载系统映像！
[/Quote]

首先，非常感谢你的回复。
我说“系统跑起来”的意思就是“操作系统开始进行任务的调度”，也就是说操作系统的内核开始运行。你所说的这个“加载映像”本质应该还是属于代码的“搬移”吧，就是把他从永久性存储设备中“加载”（搬移）到SDRAM中。对吗？还是通过某种接口把“映像”装入这些永久性存储设备？

帖子目的主要是想探讨：操作系统的Bootloader和一般的裸机程序的“启动代码”有什么共性和区别，因为初学Bootloader和操作系统相关的东西，对很多东西比较陌生，想通过与熟悉的事物类比的方法加深一下认识。
我的理解是：前面所说的两点。

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