31、嵌入式系统引导加载程序全解析

嵌入式系统引导加载程序全解析

1. 引导加载程序概述

引导加载程序在系统启动期间运行时间极短，主要负责加载内核，但它却是非常重要的系统组件。几乎所有运行 Linux 内核的系统都需要引导加载程序，不过嵌入式系统通常有一些特殊限制，使其引导过程与典型的桌面 Linux 开发系统有所不同。

引导加载程序的主要任务包括将操作系统内核及其支持基础设施加载到内存中，并启动内核执行。常见任务有内核选择（如桌面 Linux 系统在启动时按特定键可选择内核）和加载基于 RAM 的初始文件系统（如 initrd、initramfs 等），这个基于 RAM 的文件系统提供了挂载根文件系统并启动正常引导过程（如启动系统守护进程等）所需的环境。

普通桌面和服务器系统通常有完善的系统固件（如 BIOS、UEFI、OpenFirmware 等），它们负责对各种核心系统组件进行编程（如初始化 RAM 控制器、确保 CPU 处于特定状态等），并为操作系统提供各种信息（如传统 BIOS 调用、ACPI 表等）。而嵌入式 Linux 系统通常没有这样完善的固件，这些任务往往由引导加载程序来完成，它集成了大型系统中固件的功能。

嵌入式 Linux 系统对引导加载程序有独特要求，不仅要将内核镜像加载到系统内存，还要对系统内存控制器进行编程、初始化处理器缓存、启用各种硬件设备、直接支持网络引导基础设施等。

2. 不同架构的引导加载程序情况

Linux 有众多引导加载程序，嵌入式开发板也有成千上万个，而且单个开发板可能有多种引导配置。不同架构之间引导加载程序的数量和质量差异很大。有些架构有知名且成熟的引导加载程序，能支持一系列硬件；而有些架构则很少有标准引导加