深入解析BIOS：系统启动核心揭秘

第八篇：操作系统启动流程

深入解析：操作系统启动的奥秘

启动一台计算机，仿佛是一场精密的交响乐，每个环节都至关重要。让我们从多个Linux发行版的视角，一步步探索CentOS 6、7启动流程的精彩篇章。

初始化与设备检查

首先，CPU启动时会自动加载ROM中的BIOS程序，进行POST开机自检。这个阶段，CPU会细致地初始化硬件设备，包括检查CPU、内存、硬盘、显卡、键盘鼠标等，确保每个元件都正常运作。接着，BIOS会根据预设的启动顺序，依次检测硬盘、光盘、U盘和网络设备，一旦发现引导程序（bootloader）所在的设备，就将控制权转交给它。

MBR：引导进程中的关键角色

MBR，即硬盘的主引导记录，是启动流程中的重要里程碑。它位于硬盘的开始位置，包含主引导程序（446字节）和分区表信息。MBR的主引导程序负责将控制权传递给用户选择的系统，而分区表则确保操作系统能正确识别和定位分区。

GRUB：从MBR到内核加载的桥梁

GRUB（GRand Unified Bootloader）在启动过程中扮演着主导角色。Stage 1.5，作为MBR之后的分区，它识别并定位Stage 2的正确位置，避免了循环加载的困境。Stage 2则解析配置文件，加载内核镜像，建立虚拟DAM DISK，最终将控制权交给内核，启动操作系统。

内核与initramfs的加载与初始化

加载内核和initramfs是启动流程的核心环节。内核开始解压并执行最基础的程序，而硬件驱动通常不在内核中，以保持其轻量级。随后，内核初始化，systemd接管CentOS 7以前的init程序，执行initrd.target，挂载文件系统，最终切换到磁盘根目录。在CentOS 7中，虽然“运行级别”概念保留，但实际上是通过systemd的默认配置引导系统到特定模式。

运行级别的艺术

系统启动时，依据运行级别决定后续操作。从0（停机）到6（重启），每个级别对应不同的模式，如单用户维护、图形界面等。默认运行级别由/etc/systemd/system/default.target指向，确保系统按预期进入工作状态。

启动流程中的每一步，都如精密的齿轮，共同推动着计算机从休眠到活跃，展现出操作系统启动的迷人过程。通过理解这些细节，我们不仅能欣赏到技术的魅力，也能更好地掌控计算机的运作。

深入解析脑BIOS探索脑BIOS的关键参数与功能

近年来，脑机接口技术取得了重要的突破，为人工智能和神经科学领域的发展带来了巨大的推动力。而作为脑机接口技术中的一项关键技术，脑BIOS（BrainBasicInput/OutputSystem）不仅承担着脑机接口设备的基本功能，还对于脑机交互的稳定性和性能发挥着重要作用。本文将深入解析脑BIOS的详细参数，并探讨其在脑机接口领域的应用前景。

输入信号处理参数的作用与优化

输入信号处理参数是脑BIOS中至关重要的一部分，它们决定了脑机接口设备对脑电信号的捕捉和解读能力。在设计脑BIOS时，我们需要根据实际需求对输入信号处理参数进行优化，以提高设备对脑电信号的识别准确性和稳定性。

输出信号传输参数的设置与调整

输出信号传输参数是指脑BIOS将识别出的脑电信号转化为外部设备可以读取和处理的格式的一系列设置。合理设置输出信号传输参数，可以确保脑机接口设备与外部设备的互联性和兼容性，使其能够顺利地将脑电信号传输至外部设备进行进一步的分析和应用。

脑BIOS中的电源管理参数及其影响

电源管理参数在脑BIOS中起到了关键作用，它们决定了脑机接口设备的工作状态和电源消耗。我们需要在设计脑BIOS时精细调整这些参数，以使设备在满足功耗要求的同时，保持良好的工作稳定性。

系统存储参数与数据传输速度的关系

系统存储参数是指脑BIOS中用于存储临时数据和算法代码的存储单元的大小和速度。合理设置系统存储参数可以提高设备的工作效率和反应速度，保证脑机交互的实时性和流畅性。

调试模式参数对设备优化的影响

调试模式参数是用于脑BIOS内部调试和优化的设置，通常在实际应用中不启用。然而，在设备制造商或科研机构进行脑BIOS开发和性能评估时，合理设置调试模式参数可以提高设备的灵活性和可调性。

脑BIOS的安全参数与隐私保护

安全参数是脑BIOS设计中不可忽视的重要一环。在设计脑BIOS时，我们需要采取一系列措施来保护用户的隐私和数据安全，防止未经授权的访问和操控。

脑BIOS的可升级性与扩展性设计

脑BIOS的可升级性和扩展性是确保设备能够适应不断发展的脑机接口技术和应用需求的关键因素。在设计脑BIOS时，我们应该考虑到未来可能出现的技术更新和功能扩展，并为设备留出相应的空间和接口。

脑BIOS的响应速度与精确度优化

响应速度和精确度是脑机接口设备的核心指标之一。通过对脑BIOS中的相关参数进行合理的调整和优化，可以提高设备的响应速度和识别精确度，使其在实际应用中表现出更好的性能。

脑BIOS在医学领域的应用前景探讨

脑BIOS在医学领域有着广阔的应用前景，如脑机接口辅助治疗、脑电信号识别与分析等。本节将重点探讨脑BIOS在医学领域的应用潜力和可能带来的创新成果。

脑BIOS在人机交互领域的应用前景展望

脑BIOS的技术进步和应用推广为人机交互领域带来了新的发展机遇，如虚拟现实与增强现实的交互体验、智能家居的脑机控制等。本节将展望脑BIOS在人机交互领域的广阔应用前景。

脑BIOS在智能技术领域的创新应用

脑BIOS作为脑机接口技术的基础，为智能技术的发展带来了无限可能。本节将介绍脑BIOS在智能技术领域的创新应用，如大数据分析、人工智能算法优化等。

脑BIOS与神经科学研究的紧密关系

脑BIOS在神经科学研究中扮演着重要角色，它不仅可以帮助科学家更好地理解大脑的工作原理，还可以为神经科学研究提供可靠的数据来源和技术支持。本节将探讨脑BIOS与神经科学研究之间的紧密关系。

脑BIOS的发展趋势与挑战

脑BIOS作为一项前沿技术，面临着众多的发展机遇和挑战。本节将分析脑BIOS的发展趋势，如深度学习与模式识别的应用、小型化与低功耗的设计等，并探讨在技术和市场方面可能面临的挑战。

未来脑BIOS的研究重点与方向展望

未来脑BIOS的研究重点和方向将更加聚焦于提高设备性能和人机交互体验。本节将对未来脑BIOS的研究方向进行展望，如新型传感器技术、算法优化和智能化设计等。

结语：脑BIOS——脑机接口技术的核心驱动力

通过深入解析脑BIOS的详细参数及其在脑机接口技术中的应用，我们可以看到脑BIOS作为脑机交互的核心驱动力，其参数设置和优化对于脑机接口设备的性能和功能发挥至关重要。未来，脑BIOS有望在医学、人机交互和智能技术等领域实现更多创新与突破。

深入了解华硕主板BIOS设置（图解华硕主板BIOS设置指南）

华硕主板作为一款性能稳定且功能丰富的电脑主板品牌，其BIOS设置是进行系统配置和优化的关键环节。然而，对于许多用户来说，BIOS设置可能会显得有些复杂和晦涩难懂。本文将通过图解的方式，详细介绍华硕主板BIOS设置的各项功能和操作方法，帮助读者轻松掌握BIOS设置技巧，为系统的稳定性和性能提升做出贡献。

1.BIOS是什么？-BIOS的定义、作用及重要性，为什么要了解华硕主板的BIOS设置。

2.入口与界面-BIOS设置的进入方法和主界面图解，如何进入华硕主板BIOS设置界面。

3.基本设置-BIOS中常见的基本设置选项解析，包括时间、日期、启动顺序等。

4.CPU设置-BIOS中关于处理器的重要设置选项介绍，包括频率、倍频、电压等。

5.内存设置-BIOS中关于内存的设置选项详解，包括频率、时序、容量等。

6.硬盘设置-BIOS中关于硬盘的设置选项图解，包括IDE、SATA、RAID等。

7.显卡设置-BIOS中关于显卡的设置选项解析，包括集成显卡和独立显卡的相关配置。

8.电源管理-BIOS中关于电源管理的重要设置选项介绍，如省电模式、唤醒方式等。

9.温度与风扇控制-BIOS中关于温度监测和风扇控制的设置选项详细说明。

10.超频与调整-BIOS中的超频与调整选项图解，提升系统性能的关键设置。

11.安全设置-BIOS中的安全设置选项解析，包括密码保护、启动安全等。

12.固件更新-BIOS固件更新的方法与步骤介绍，确保系统始终使用最新版本。

13.BIOS备份与恢复-如何进行BIOS设置的备份和恢复，避免设置丢失和误操作。

14.BIOS设置的注意事项-使用华硕主板BIOS设置时需要注意的几个重要事项。

15.与建议-对华硕主板BIOS设置进行，并给出一些建议和技巧。

通过本文的图解华硕主板BIOS设置指南，读者可以深入了解BIOS的作用和重要性，掌握华硕主板BIOS设置的各项功能和操作方法。合理配置和优化系统，不仅可以提升电脑的性能和稳定性，还能让用户更好地发挥电脑的潜力。希望本文对读者在使用华硕主板BIOS设置方面有所帮助，并能为其电脑使用体验提供一定的参考和指导。

深度解析主板BIOS设置解决常见硬件兼容问题

在快速发展的科技时代，主板BIOS设置作为电脑硬件兼容性的重要一环，常常令人望而生畏。然而，掌握正确的BIOS设置技能，可以帮助用户解决常见的硬件兼容性问题，并提升系统的总体性能。本文旨在深入解析主板BIOS设置，通过分析常见问题与解决方案，帮助用户更加顺利地优化其电脑硬件配置。

工具原料：

系统版本：Windows11专业版

品牌型号：华硕(ASUS)ROGSTRIXZ790-EGamingWiFi

软件版本：最新版BIOSUtility

一、什么是主板BIOS？

1、BIOS（BasicInput/OutputSystem）是主板中不可或缺的固件，它负责在系统启动时初始化硬件并为操作系统加载提供支持。现代BIOS多以UEFI（UnifiedExtensibleFirmwareInterface）的形式出现，提供图形化界面及更多高级功能。

二、BIOS设置中的常见硬件兼容问题

1、内存不兼容：某些内存条与主板不匹配可能导致系统无法启动或频繁重启。检查内存频率和电压设置，确保其与主板支持的规格一致。建议使用官方推荐的兼容内存型号。

2、存储设备未识别：由于BIOS中接口设置不当，如SATA模式设为IDE而非AHCI，可能导致SSD无法正常工作。进入BIOS，确保SATA接口模式设置得当。

3、显卡问题：新显卡常需更新BIOS，以支持更高的PCIe标准。检查BIOS版本，如有必要，使用主板厂商提供的工具更新BIOS。

三、解决常见硬件兼容问题的实用技巧

1、BIOS更新：保持BIOS更新有助于解决硬件不兼容、系统崩溃等问题。在更新前备份现有BIOS以防更新失败。阅读厂商指南，严格遵循更新步骤。

2、恢复默认设置：如果遇到硬件或系统问题，尝试将BIOS设置恢复为默认值。这常常可以修复由于设置不当引起的问题。

3、高级设置调优：对于高级用户，调整内存时序、cpu倍频、超频等设置，可以挖掘硬件性能潜力，但同时需要谨慎，以免损坏硬件。

拓展知识：

1、UEFI与传统BIOS：UEFI提供更好的安全性、启动速度和容量支持（如支持超过2TB的硬盘）。与传统BIOS相比，UEFI更易于支持新硬件标准。

2、双BIOS设计：某些主板配有双BIOS设计，为用户提供了额外一层故障保护。在BIOS更新失败或因冲突无法启动时，可以有效恢复系统。

总结：

掌握主板BIOS设置对于解决常见硬件兼容问题至关重要。正确配置和适时更新BIOS不仅能保障系统稳定性，还可以提升整体性能。对于普通用户，谨慎调整默认参数，建立备份机制，确保在调整过程中不会损坏硬件，是一项重要的习惯。而对于有相关经验的用户，适当的设置调优也能进一步推高硬件能力。无论是哪类用户，理解并善用BIOS是享受顺畅计算体验的重要一环。

联想thinkpad e430的bios如何进入并了解其功能？

掌握联想ThinkPad E430 BIOS：深入理解与操作指南

对许多人来说，电脑故障后的系统重装可能显得复杂。但实际上，只要掌握了BIOS的入门技巧，一切变得轻松。BIOS，全称基本输入输出系统，是嵌入主板ROM芯片的关键程序，存储着启动自检、系统设置和硬件控制的核心信息。在ThinkPad E430中，进入BIOS只需在启动时按下F1键（对于新版本，可能是Fn+F1），这在操作系统启动前至关重要。

BIOS功能的深入解析

BIOS的功能分为三大模块：

自检与初始化：开机时，BIOS进行POST自检，确保硬件正常运行。随后是初始化过程，为系统启动做准备。

程序服务处理：服务于应用和操作系统，专注于输入输出设备的交互。

硬件中断处理：单独处理硬件需求，通过调用中断服务程序来实现，按中断类型分组执行。

尽管上述知识看似基础，但BIOS的重要性不容小觑。它是PC底层架构的核心，影响着硬件性能的发挥。优秀的BIOS能充分挖掘硬件潜力，是衡量硬件厂商实力的重要标准。因此，理解并优化BIOS设置，对于提升电脑性能至关重要。

总结

本文带你入门联想ThinkPad E430的BIOS世界，但深入挖掘它的潜力才刚刚开始。希望通过本文，你对BIOS有了更全面的认识，能更好地管理和优化你的ThinkPad E430。继续探索，享受更强大的电脑体验吧！

u盘启动uboot

u盘启动uboot(华硕bios设置U盘启动)Bootloader启动流程分析Bootloader的启动过程可以分为单阶段、多阶段两种。通常多阶段的 Bootloader能提供更为复杂的功能以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的 Bootloader大多都是两阶段的启动过程。第一阶段使用汇编来实现，它完成一些依赖于CPU体系结构的初始化，并调用第二阶段的代码；第二阶段则通常使用C语言来实现，这样可以实现更复杂的功能，而且代码会有更好的可读性和可移植性。

嵌入式进阶教程分门别类整理好了，看的时候十分方便，由于内容较多，这里就截取一部分图吧。

需要的朋友私信内核即可领取。

一般而言，这两个阶段完成的功能可以如下分类：

Bootloader第一阶段的功能硬件设备初始化

首先需要设置时钟，设置MPLL（具体参见下面的FCLK HCLK PCLK 部分）。接着设置CLKDIVN地址为0x4C000014，写入0x05,表示设置分频系数为FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8。接着，关闭看门狗，关中断，启动ICACHE，关闭DCACHE和TLB，关闭MMU（ICACHE为指令缓存，可以不关闭，指令直接操作的硬件，实际的物理地址。但是DCACHE就必须要关闭，此时MMU没有使能，虚拟地址映射不成功，sdram无法访问，DCACHE无数据）。start.s具体代码如下：

/* 设置时钟 */ldr r0, =0x4c000014//mov r1, #0x03;mov r1, #0x05; // FCLK:HCLK:PCLK=1:4:8str r1, [r0]/* 如果HDIVN非0，CPU的总线模式应该从“fast bus mode”变为“asynchronous bus mode” */mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0/* 读出控制寄存器 */ orr r1, r1, #0xc0000000 /* 设置为“asynchronous bus mode” */mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0/* 写入控制寄存器 *//* MPLLCON = S3C2440_MPLL_200MHZ */ldr r0, =0x4c000004ldr r1, =S3C2440_MPLL_400MHZstr r1, [r0]/* 启动ICACHE */mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0@ read control regorr r0, r0, #(1<<12)mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0@ write it back这里具体讲下是如何设置FCLK HCLK PCLK。 FCLK又称为内核时钟，是提供给ARM920T 电脑 的时钟。HCLK又称为总线时钟，是提供给用于存储器控制器，中断控制器，LCD 控制器，DMA 和 USB 主机模块的 AHB总线(advanced high-performance bus)的时钟。 ?

PCLK又称为I/O接口时钟，是提供给用于外设如WDT，IIS，I2C，PWM 定时器，MMC/SD 接口，ADC，UART，GPIO，RTC 和SPI的 APB (advanced peripherals bus)总线的时钟。

S3C2440 FLCK值为400MHz，HCLK值为100MHz、PCLK值为50MHz。那么这些值通过什么方法计算出来呢？S3C2440上的时钟源是12MHz，如果想让CPU工作在更高频率上，就需要通过PLL（锁相环）来提高主频。S3C2440上的PLL有两种，一种是MPLL，它是用来产生FCLK、HCLK、PCLK的高频工作时钟；还有一种是UPLL，用来为USB提供工作频率。S3C2440时钟体系如下：

从时序图中，我们可以看到，上电之后，如果什么都不设置，FCLK和晶振的频率相等。当设置PLL后，CPU并不是马上就使用设置好的高频时钟，而是有一段锁定时间，在这段时间里，CPU停止运行，等12MHz变成高频时钟稳定以后，整个系统再重新运行。

开启MPLL的过程： 1、设置LOCKTIME变频锁定时间2、设置FCLK与晶振输入频率（Fin）的倍数 电脑 、设置FCLK，HCLK，PCLK三者之间的比例从手册上可以看到，LOCKTIME的默认时间是0xFFFFFFFF，控制方法如图：刚设置好PLL时，系统认为这是PLL还没稳定，所有这时不用PLL的时钟，而用外部晶振做时钟，将PLL锁住，过了LOCKTIME后认为PLL已经稳定了，才使用PLL给系统提供时钟）

FCLK与Fin的倍数通过MPLLCON寄存器设置，三者之间有以下关系： MPLL(FCLK) = (2 * m * Fin)/(p*2^s) 其中：m = MDIV + 8, p = PDIV + 2, s = SDIV ?PLL配置寄存器如图：

当设置完MPLL之后，就会自动进入LockTime变频锁定期间，LOCKTIME之后，MPLL输出稳定时钟频率。 FCLK、HCLK、PCLK的设置比例如图：

电脑

如果HDIV设置为非0，CPU的总线模式要进行改变，默认情况下FCLK = HCLK，CPU工作在fast bus mode快速总线模式下，HDIV设置为非0后， FCLK与HCLK不再相等，要将CPU改为asynchronous bus mod异步总线模式，可以通过下面的嵌入汇编代码实现：

__asm__( "mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0 " /* 读出控制寄存器 */ "orr r1, r1, #0xc0000000 " /* 设置为“asynchronous bus mode” */ "mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0 " /* 写入控制寄存器 */ );为加载 Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间（初始化内存空间）lowlevel_init中设置相应BANK地址，主要用来设置SDRAM。内存是被映射在了0x30000000-0x40000000的位置电脑，即bank6与bank7。那么在内存时序设置的时候，主要关心的，就是bank6与bank7。当然，bank0也是需要关注的，因为它是启动时，启动程序存放的位置。但是bank0是由OM[1:0]，即板子上的那几个小开关中的两个来控制的，所以这里程序上是不用管它的。

SMRDATA:.long 0x22011110 //BWSCON.long 0x00000700 //BANKCON0.long 0x00000700 //BANKCON1.long 0x00000700 //BANKCON2.long 0x00000700 //BANKCON3 .long 0x00000740 //BANKCON4.long 0x00000700 //BANKCON5.long 0x00018005 //BANKCON6.long 0x00018005 //BANKCON7.long 0x008C04F4 // REFRESH.long 0x000000B1 //BANKSIZE.long 0x00000030 //MRSRB6.long 0x00000030 //MRSRB7接下来设置栈地址指向NAND，准备初始化NANDFLASH。

ldrsp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)//等于0x30000f80bicsp, sp, #7 /* 8-byte alignment for ABI compliance */bl nand_init_ll初始化NANDFLASH，其中包括设置时序NFCONF，(参考芯片手册和2440手册设置nandflsh的启动时序)。TACLS表示的建立所用的时间，TWRPH0表示nWE写控制信号的持续时间，TWRPH1表示数据生效所用的时间，什么时候可以读数据。 最后就是使能NFCONT NAND Flash控制器，初始化ECC, 禁止片选。到这里，NANDFLASH的初始化就完成了。下面就可以进行重定位了。

void nand_init_ll(void){#define TACLS 0#define TWRPH0 1#define TWRPH1 0/* 设置时序 */NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);/* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);}Bootloader的第二阶段代码到SDRAM空间中（重定位）首先判断是NOR启动还是NAND启动，如果是NAND启动就直接拷贝数据。拷贝代码之前，要传递给拷贝函数三个参数，源，目的，长度。读取NAND的话要参考芯片手册的NAND读取数据的时序，选中NAND，发出读命令，发出地址，发出读命令，判断状态，读取数据，取消选中等。

bl copy_code_to_sdrambl clear_bss //清除bss段(参考自制uboot章节)void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len){int i = 0;/* 如果是NOR启动 */if (isBootFromNorFlash()){while (i < len){dest[i] = src[i];i++;}}else{//nand_init();nand_read_ll((unsigned int)src, dest, len);}}void clear_bss(void){extern int __bss_start, __bss_end__;int *p = &__bss_start;for (; p < &__bss_end__; p++)*p = 0;}最后要清除bss。bss段不占用空间，都是未初始化的全局变量或者已经初始化为零的变量，本来就是零，直接清零就好。不清零的话未初始化的变量可能会存在未知的数值。

设置好栈

设置栈跳转到SDRAM执行。

ldr pc,=call_board_init_f //绝对跳转,跳到SDRAM上执行跳转到第二阶段代码的C入口点跳转到SDRAM执行剩下的程序。

call_board_init_f:.globl base_spbase_sp:.long 0ldrr0,=0x00000000blboard_init_f/*unsigned int id 的值存在r0中，正好给board_init_r使用*/ldr r1, =_TEXT_BASE/*重新设置栈到之前的位置 指向原来addr_sp += 128;*/ldr sp,base_sp /*调用第二阶段代码*/blboard_init_rBootloader第二阶段的功能初始化本阶段要使用到的硬件设备为了方便开发，至少要初始化一个串口以便程序员与 Bootloader进行交互。

检测系统内存映射（ memory map）

所谓检测内存映射，就是确定板上使用了多少内存、它们的地址空间是什么。由于嵌入式开发中 Bootloader多是针对某类板子进行编写，所以可以根据板子的情况直接设置，不需要考虑可以适用于各类情况的复杂算法。

将内核映象和根文件系统映象从 Flash上读到SDRAM空间中

Flash上的内核映象有可能是经过压缩的，在读到SDRAM之后，还需要进行解压。当然，对于有自解压功能的内核，不需要 Bootloader来解压。将根文件系统映象复制到SDRAM中，这不是必需的。这取决于是什么类型的根文件系统以及内核访问它的方法。

将内核存放在适当的位置后，直接跳到它的入口点即可调用内核。调用内核之前，下列条件要满足： （1）CPU寄存器的设置 ?R0=0（规定）。 ?R1=机器类型ID；对于ARM结构的CPU，其机器类型ID可以参见 linux/arch/arm tools/ mach-types ?R2=启动参数标记列表在RAM中起始基地址（下面会详细介绍如何传递参数）。 （2）CPU工作模式 ?必须禁止中断（IRQ和FIQ，uboot启动是一个完整的过程，没有必要也不能被打断） ?CPU必须为SVC模式（为什么呢？主要是像异常模式、用户模式都不合适。具体深入的原因自己可以查下资料）。 （3） Cache和MMU的设置 ?MMU必须关闭。 ?指令 Cache可以打开也可以关闭。 ?数据 Cache必须关闭。

为内核设置启动参数

Bootloader与内核的交互是单向的， Bootloader将各类参数传给内核。由于它们不能同时行，传递办法只有一个：Bootloader将参数放在某个约定的地方之后，再启动内核，内核启动后从这个地方获得参数。

除了约定好参数存放的地址外，还要规定参数的结构。Linu2.4x以后的内核都期望以标记列表（ tagged_list）的形式来传递启动参数。标记，就是一种数据结构；标记列表，就是挨着存放的多个标记。标记列表以标记 ATAG CORE开始，以标记 ATAG NONE结束。

标记的数据结构为tag，它由一个 tag_header结构和一个联合(union)组成。 tag_ header结构表小标记的类型及长度，比如是表示内存还是表示命令行参数等。对于不同类型的标记使用不同的联合(union)，比如表示内存时使用 tag_mem32，表示命令行时使用 tag_cmdline。

bootloader与内核约定的参数地址，设置内存的起始地址和大小，指定根文件系统在那个分区，系统启动后执行的第一个程序linuxrc，控制台ttySAC0等。

调用内核

调用内核就是uboot启动的最后一步了。到这里就uboot就完成了他的使命。

uboot启动内核详解

下面我们来展开说下uboot具体是如何调用内核的，引导内核启动的。

uboot与Linux内核之间的参数传递

我们知道，uboot启动后已经完成了基本的硬件初始化（如：内存、串口等），接下来它的主要任务就是加载Linux内核到开发板的内存，然后跳转到Linux内核所在的地址运行。

具体是如何跳转呢？做法很简单，直接修改PC寄存器的值为Linux内核所在的地址，这样CPU就会从Linux内核所在的地址去取指令，从而执行内核代码。

在前面我们已经知道，在跳转到内核以前，uboot需要做好以下三件事情：

(1) CPU寄存器的设置 ?R0=0。 ?R1=机器类型ID；对于ARM结构的CPU，其机器类型ID可以参见 linux/arch/arm tools/ mach-types ?R2=启动参数标记列表在RAM中起始基地址。 (2) CPU工作模式 ?必须禁止中断（IRQs和FIQs） ?CPU必须为SVC模式 (3) Cache和MMU的设置 ?MMU必须关闭 ?指令 Cache可以打开也可以关闭 ?数据 Cache必须关闭

其中上面第一步CPU寄存器的设置中，就是通过R0,R1,R2三个参数给内核传递参数的。（ATPCS规则可以参考）

为什么要给内核传递参数呢？

在此之前，uboot已经完成了硬件的初始化，可以说已经”适应了“这块开发板。然而，内核并不是对于所有的开发板都能完美适配的（如果适配了，可想而知这个内核有多庞大，又或者有新技术发明了，可以完美的适配各种开发板），此时对于开发板的环境一无所知。所以，要想启动Linux内核，uboot必须要给内核传递一些必要的信息来告诉内核当前所处的环境。

如何给内核传递参数？

因此，uboot就把机器ID通过R1传递给内核，Linux内核运行的时候首先就从R1中读取机器ID来判断是否支持当前机器。这个机器ID实际上就是开发板CPU的ID，每个厂家生产出一款CPU的时候都会给它指定一个唯一的ID，大家可以到uboot源码的archarmincludeasmmach-type.h文件中去查看。

R2存放的是块内存的基地址，这块内存中存放的是uboot给Linux内核的其他参数。这些参数有内存的起始地址、内存大小、Linux内核启动后挂载文件系统的方式等信息。很明显，参数有多个，不同的参数有不同的内容，为了让Linux内核能精确的解析出这些参数，双方在传递参数的时候要求参数在存放的时猴需要按照双方规定的格式存放。

除了约定好参数存放的地址外，还要规定参数的结构。Linux2.4.x以后的内核都期望以标记列表（tagged_list）的形式来传递启动参数。标记，就是一种数据结构；标记列表，就是挨着存放的多个标记。标记列表以标记ATAG_CORE开始，以标记ATAG_NONE结束。

标记的数据结构为tag，它由一个tag_header结构和一个联合（union）组成。tag_header结构表示标记的类型及长度，比如是表示内存还是表示命令行参数等。对于不同类型的标记使用不同的联合（union），比如表示内存时使用tag_ mem32，表示命令行时使用 tag_cmdline。具体代码见archarmincludeasmsetup.h。

从上面可以看出，struct_tag结构体由structtag_header+联合体union构成，结构体struct tag_header用来描述每个tag的头部信息，如tag的类型，tag大小。联合体union用来描述每个传递给Linux内核的参数信息。 ?下面以传递内存标记、传递命令行参数为例来说明参数的传递。 (1)设置开始标记ATAG_CORE

tag->hdr.tag = ATAG_CORE;tag->hdr.size = tag_size(tag_core);tag->u.core.flags = params->u1.s.flags & FLAG_READONLY;tag->u.core.pagesize = params->u1.s.page_size;tag->u.core.rootdev = params->u1.s.rootdev;tag = tag_next(tag);涉及到的结构体定义如下

struct tag_header {__u32 size;__u32 tag;};/* The list must start with an ATAG_CORE node */#define ATAG_CORE0x54410001struct tag_core {__u32 flags;/* bit 0 = read-only */__u32 pagesize;__u32 rootdev;};其中tag_next，tag_size定义如下，指向当前标记的结尾

#define tag_next(t)((struct tag *)((u32 *)(t) + (t)->hdr.size))#define tag_size(type)((sizeof(struct tag_header) + sizeof(struct type)) >> 2)(2)设置内存标记

t->hdr.tag = ATAG_MEM;t->hdr.size = tag_size(tag_mem32);t->u.mem.start = CFG_GLOBAL_RAM_BASE;t->u.mem.size = CFG_GLOBAL_RAM_SIZE;t = tag_next(t);相关结构体定义如下

#define ATAG_MEM0x54410002struct tag_mem32 {__u32size;__u32start;/* physical start address */};(3)设置命令行参数标记

命令行参数是一个字符串，一般用它来告诉内核挂载根文件系统的方式。由uboot的bootargs环境变量提供，它的内容有如下两种格式

root=nfs nfsroot=202.193.61.237:/work/nfs_root/first_fs ip=202.193.61.196 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200root=/dev/mtdblock2 ip=202.193.61.196 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200名称

含义

root

告诉Linux内核挂载根文件系统的方式，nfs表示以NFS服务的方式挂载根文件系统，/dev/mtdblock2表示根文件系统在MTD设置的第二个分区上。

nfsroot

告诉Linux内核，以NFS方式挂载根文件系统时，根文件系统所在主机的P地址和路径

ip

告诉Linux内核，启动后它的p地址

init

告诉Linux内核，启动的第一个应用程序是根目录下的linuxrc程序

console

告诉Linux区内核，控制台为ttySAC0,波特率为115200

tag = tag_next(tag);tag->hdr.tag = ATAG_CMDLINE;tag->hdr.size = (strlen(params->commandline) + 3 + sizeof(struct tag_header)) >> 2;strcpy(tag->u.cmdline.cmdline, params->commandline);tag = tag_next(tag);相关结构体定义如下

/* command line: terminated string */#define ATAG_CMDLINE0x54410003struct tag_cmdline {charcmdline[1];/* this is the minimum size */};(4)设置结束标记

tag->hdr.tag = ATAG_NONE;tag->hdr.size = 0;我们明白了运行Linux区内核的时候，uboot需要给内核的传递的参数，接下来我们就来看看如何从uboot中跳到Linux内核。

uboot跳转到Linux内核

在uboot中可以使用go和bootm来跳转到内核，这两个命令的区别如下：

(1) go命令仅仅修改pc的值到指定地址

格式：go addr

(2) bootm命令是uboot专门用来启动uImage格式的Linux内核，它在修改pc的值到指定地址之前，会设置传递给Linux内核的参数，用法如下：

uboot中bootm命令实现

bootm命令在uboot源码common/cmd_bootm.c中实现，它的功能如下：

（1）读取uImage头部，把内核拷贝到合适的地方。

（2）把参数给内核准备好。

（3）引导内核。

当我们使用我们在uboot使用bootm命令后，bootm命令会从uImage头中读取信息后，发现是Linux内核，就会调用do_bootm_linux()函数，函数的具体实现bootm.c中

int do_bootm_linux(int flag, int argc, char *argv[], bootm_headers_t *images){/* No need for those on ARM */if (flag & BOOTM_STATE_OS_BD_T || flag & BOOTM_STATE_OS_CMDLINE)return -1;if (flag & BOOTM_STATE_OS_PREP) {boot_prep_linux(images);return 0;}if (flag & BOOTM_STATE_OS_GO) {boot_jump_linux(images);return 0;}boot_prep_linux(images);boot_jump_linux(images);return 0;}do_bootm_linux 函数最终会 跳转执行 boot_prep_linux 和 boot_jump_linux 函数，首先分析 boot_prep_linux 函数(位于 bootm.c 文件中)：

static void boot_prep_linux(bootm_headers_t *images){ char *commandline = getenv("bootargs");　　　　　　//从环境变量中获取 bootargs 的值　　。。。。。。。 setup_board_tags(?ms);　　　　　　 setup_end_tag(gd->bd);　　　　//将 tag 参数保存在指定位置 } else { printf("FDT and ATAGS support not compiled in - hanging "); hang(); } do_nonsec_virt_switch();} 从代码可以看出来，boot_prep_linux，主要功能是将 tag 参数保存到指定位置，比如 bootargs 环境变量 tag，串口 tag，接下来分析 boot_jump_linux 函数(位于 bootm.c 文件中)：

static void boot_jump_linux(bootm_headers_t *images, int flag){ unsigned long machid = gd->bd->bi_arch_number;　　　　　　//获取机器id (在 board/samsung/jz2440/jz2440.c 中设置，为 MACH_TYPE_SMDK2410(193)) char *s; void (*kernel_entry)(int zero, int arch, uint params); unsigned long r2; int fake = (flag & BOOTM_STATE_OS_FAKE_GO); kernel_entry = (void (*)(int, int, uint))images->ep;　　　　//获取 kernel的入口地址，此处应为 30000000 s = getenv("machid");　　　　　　　　//从环境变量里获取机器id　(本例中还未在环境变量里设置过机器 id) if (s) {　　　　　　　　　　　　//判断环境变量里是否设置机器id strict_strtoul(s, 16, &machid);　　　　//如果设置则用环境变量里的机器id printf("Using machid 0x%lx from environment ", machid); } debug("## Transferring control to Linux (at address %08lx)" "... ", (ulong) kernel_entry); bootstage_mark(BOOTSTAGE_ID_RUN_OS); announce_and_cleanup(fake); if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && images->ft_len) r2 = (unsigned long)images->ft_addr; else r2 = gd->bd->bi_boot_params;　　　　//获取 tag参数地址，gd->bd->bi_boot_params在 setup_start_tag 函数里设置if (!fake) kernel_entry(0, machid, r2); }　　//进入内核通过分析可以看出，最终进入内核的函数为 ：

kernel_entry(0, machid, r2)到这里bootm就成功给内核传递了参数，并跳转到了内核。关于go命令的实现可以自己参考内核，在cmd_boot.c文件中，所不同的是，go命令实现的时候没有设置参数，只是简单的跳转执行。如果想要使用go来跳转到Linux内核，我们需要做简单的修改，有兴趣的可以自己研究下，这里就不展开讲了。

至此，uboot就启动了内核。启动内核后就是挂载根文件系统了，下篇将具体介绍是如何挂载根文件系统的。 构建根文件系统

内核镜像格式vmlinuz和zImage和uImage

最后插讲下内核的不同映像格式的区别：

（1）uboot经过编译直接生成的elf格式的可执行程序是u-boot，这个程序类似于windows下的exe格式，在操作系统下是可以直接执行的。但是这种格式不能用来烧录下载。我们用来烧录下载的是u-boot.bin，这个东西是由u-boot使用arm-linux-objcopy工具进行加工（主要目的是去掉一些无用的）得到的。这个u-boot.bin就叫镜像（image），镜像就是用来烧录到iNand中执行的。

（2）linux内核经过编译后也会生成一个elf格式的可执行程序，叫vmlinux或vmlinuz，这个就是原始的未经任何处理加工的原版内核elf文件；嵌入式系统部署时烧录的一般不是这个vmlinuz/vmlinux，而是要用objcopy工具去制作成烧录镜像格式（就是u-boot.bin这种，但是内核没有.bin后缀），经过制作加工成烧录镜像的文件就叫Image（制作把78M大的精简成了7.5M，因此这个制作烧录镜像主要目的就是缩减大小，节省磁盘）。

（3）原则上Image就可以直接被烧录到Flash上进行启动执行（类似于u-boot.bin），但是实际上并不是这么简单。实际上linux的作者们觉得Image还是太大了所以对Image进行了压缩，并且在image压缩后的文件的前端附加了一部分解压缩代码。构成了一个压缩格式的镜像就叫zImage。（因为当年Image大小刚好比一张软盘（软盘有2种，1.2M的和1.44MB两种）大，为了节省1张软盘的钱于是乎设计了这种压缩Image成zImage的技术）。

（4）uboot为了启动linux内核，还发明了一种内核格式叫uImage。uImage是由zImage加工得到的，uboot中有一个工具，可以将zImage加工生成uImage。注意：uImage不关linux内核的事，linux内核只管生成zImage即可，然后uboot中的mkimage工具再去由zImage加工生成uImage来给uboot启动。这个加工过程其实就是在zImage前面加上64字节的uImage的头信息即可。

（5）原则上uboot启动时应该给他uImage格式的内核镜像，但是实际上uboot中也可以支持zImage，是否支持就看x210_sd.h中是否定义了LINUX_ZIMAGE_MAGIC这个宏。所以大家可以看出：有些uboot是支持zImage启动的，有些则不支持。但是所有的uboot肯定都支持uImage启动。

（6）如果直接在kernel底下去make uImage会提供mkimage command not found。解决方案是去uboot/tools下cp mkimage /usr/local/bin/，复制mkimage工具到系统目录下。再去make uImage即可。

通过上面的介绍我们了解了内核镜像的各种格式，如果通过uboot启动内核，Linux必须为uImage格式。

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