嵌入式軟件工程師都聽說過 u-boot 和 bootloader，但很多工程師依然不知道他們到底是啥。

今天就來簡單講講u-boot和bootloader的內容以及區別。

Bootloader

Bootloader從字面上來看就是啟動加載的意思。用過電腦的都知道，windows開機時會首先加載bios，然后是系統內核，最后啟動完畢。那么bootloader就相當于手機的bios，它在手機啟動的時候根據基帶初始化硬件，然后引導系統內核，直到系統啟動。

Bootloader是嵌入式系統在加電后執行的第一段代碼，通過這段小程序，進行硬件初始化，獲取內存大小信息等，調整手機到適配狀態。在它完成CPU和相關硬件的初始化之后，再將操作系統映像或固化的嵌入式應用程序裝在到內存中然后跳轉到操作系統所在的空間，啟動操作系統運行 。

對于嵌入式系統，Bootloader是基于特定硬件平臺來實現的。

因此，幾乎不可能為所有的嵌入式系統建立一個通用的Bootloader，不同的處理器架構都有不同的Bootloader。

Bootloader不但依賴于CPU的體系結構，而且依賴于嵌入式系統板級設備的配置。對于2塊不同的嵌入式板而言，即使它們使用同一種處理器，要想讓運行在一塊板子上的Bootloader程序也能運行在另一塊板子上，一般也都需要修改Bootloader的源程序 。

反過來，大部分Bootloader仍然具有很多共性，某些Bootloader也能夠支持多種體系結構的嵌入式系統。例如，U-Boot就同時支持PowerPC、ARM、MIPS和X86等體系結構，支持的板子有上百種。通常，它們都能夠自動從存儲介質上啟動，都能夠引導操作系統啟動，并且大部分都可以支持串口和以太網接口。

uboot

1.硬件管理

uboot要能夠進行Soc級（Soc內部外設）和板級（Soc外部外設）硬件管理。 uboot中實現了一部分硬件的控制能力（uboot中初始化了一部分硬件），因為uboot為了完成一些任務必須讓這些硬件工作。

譬如uboot要實現刷機必須能驅動iNand，譬如uboot要在刷機時LCD上顯示進度條就必須能驅動LCD，譬如uboot能夠通過串口提供操作界面就必須驅動串口。譬如uboot要實現網絡功能就必須驅動網卡芯片。

2.能夠完成鏡像燒錄（刷機）

uboot要能夠被借助完成刷機操作。參考下SD卡刷機的步驟：

a.燒錄uboot到SD卡中。

有2種燒寫方法：一種是在windows中用刷卡工具去制作啟動SD卡；另一種是在linux中用dd命令。制作完SD后將SD卡插入開發板，然后開機就可以進入uboot界面。

b.使用uboot的fastboot命令，并借助PC中的fastboot軟件完成包括uboot、kernel、rootfs等的鏡像的燒錄。

從上面就可以看出，刷機依靠的是uboot的fastboot命令，將鏡像寫到相應的FLASH中。

3.uboot的“生命周期”

uboot的入口就是開機自動啟動，uboot的唯一出口就是啟動內核。uboot還可以執行很多別的任務（譬如燒錄系統），但是其他任務執行完后都可以回到uboot的命令行繼續執行uboot命令，而啟動內核命令一旦執行就回不來了。

4.uboot要提供命令式shell界面

shell是用戶操作接口的意思。shell有命令行的shell，如windows下的cmd，如linux下的終端；也有GUI式的shell，比如常用的windows下的各種界面。shell是一種封裝后留出來的接口，uboot也要有這樣的一個接口。

shell的原理是：由消息接收、解析、執行構成的一個死循環。我之前用過3D打印機的固件（firmware）也是這樣的模式。

uboot的shell使用的也是行緩沖的模式。也就是以回車鍵（換行鍵）作為一個命令輸入的結束。對應的其他緩沖模式還有無緩沖和全緩沖：無緩沖就是輸入一個字符就當做一個命令處理；全緩沖就是無論輸入什么都緩沖起來直到緩沖區滿了才做一次處理。

bootloader 與 uboot的區別

BootLoader 是嵌入式設備中用來啟動操作系統內核的一段程序。

uboot（universal bootloader）是一種可以用于多種嵌入式CPU的BootLoader程序，換言之，uboot是bootloader的一個子集。

uboot的核心作用就是啟動操作系統內核，uboot的本質就是一段裸機程序。

審核編輯：劉清