Wenn der BCM2837 zum ersten Mal gestartet wird, muss er seinen Code aus einem permanenten Speicher lesen. Die meisten Prozessoren sprechen dazu mit NAND-Flash (d. h. dem BIOS), da dies sehr einfach ist. Dies tun wir jedoch nicht. Stattdessen implementieren wir den Dateisystem-Lesecode im Bootrom, um eine Datei mit dem Namen bootcode.bin zu lesen und diese dann auszuführen.

Aus diesem Grund müssen wir die SD-Karte so formatieren, dass ist einfach zu implementieren. Wenn Sie sich jemals gefragt haben, wie schwierig es sein könnte, ext4 zu implementieren, schauen Sie sich die Spezifikation an ... Im Vergleich dazu habe ich den FAT-Code in ungefähr 250 Bytes geschrieben.

Das andere Problem ist das SD-Karten wurden traditionell beim Kauf mit FAT formatiert, und daher macht es keinen Sinn, etwas anderes zu implementieren. Die einzige andere Option ist exFAT, da diese Dateigrößen> 4 GB unterstützen.

Wenn Sie es mit ext4 formatieren, können Sie es nicht auf einem PC (ohne Tools von Drittanbietern) lesen, wenn Sie NTFS formatieren kann es nicht auf eine Linux-Box schreiben (tatsächlich gibt es Tools, aber sie sind nicht sehr zuverlässig), HFS ist wieder geschlossen und wird nicht gemeinsam genutzt!

FAT und exFAT sind die einzigen Dateisysteme, die im gesamten Betrieb gemeinsam sind Systeme ...

Ich vermute, dass dieses Thema den Gründen ähnelt, aus denen der Pi keine Echtzeituhr (RTC) hat oder warum er nicht über Wake im LAN gestartet werden kann. Um es einfach auszudrücken: Um Kosten zu sparen, verfügt der Pi nicht über ein normales PC-BIOS. Ein BIOS muss im Flash-ROM gespeichert sein. Das Hinzufügen eines Flash-ROM zum Pi würde Geld kosten. Das einfache Speichern des BI-Äquivalents von BIOS-Dateien in einer separaten Partition auf der SD-Karte spart Geld und ermöglicht eine einfachere und weniger riskante Aktualisierung.

Warum diese Partition in FAT32 formatiert ist, würde ich vorschlagen sehr einfache und pragmatische Kompatibilitätswahl. Die meisten Leute laufen unter Windows (ooh, ich kann alle FOSS-Eiferer kriechen hören ... Es tut mir leid, aber es ist eine Tatsache). Um zu überprüfen, ob die Startdateien erfolgreich geschrieben wurden (unter Windows, Linux oder OSX), gibt es nur eine Möglichkeit: FAT32.

Sicher, Sie können ein Programm wie Linux Reader von DiskInternals installieren, um eine ext4-Partition unter Windows zu lesen, aber das ist nur eine Menge Durcheinander mit dem durchschnittlichen Kind oder Elternteil (auf das der Pi in erster Linie abzielt) muss nicht tolerieren.

Der / boot befindet sich in dieser Partition, sodass Sie die Festplatte in einen Kartenleser auf Ihrem PC legen und Startprobleme beheben, einschließlich der Bearbeitung von /boot/config.txt .

Der "Bootloader" (und in vielen Fällen nur der Bootloader der ersten Stufe) ist für das Laden des Codes verantwortlich, der den Rest des Betriebssystems einlädt.

In einem typischen Fall PC Das BIOS verwendet dazu Code, der sich nicht einmal in einer Festplattenpartition befindet. Im Fall von Linux wäre dies GRUB (früher LILO). Dies ist der Code, der zur Linux / Boot-Partition geht und diesen lädt und der wiederum den Rest des Betriebssystems lädt.

Auf dem Pi geht das Äquivalent des BIOS zur SD-Karte und sucht nach einer FAT-Partition, von der geladen werden kann. Soweit ich weiß, muss diese Partition möglicherweise mit einem festen Versatz auf dem Gerät vorhanden sein. Es lädt diesen Code und das ist es, was das Betriebssystem von der EXT4-Karte liest.

Ich bin mit UEFI-Ladern weniger vertraut und kann sie nicht kommentieren. Ich könnte auch in Bezug auf zwei Bootloader-Stufen nicht korrekt sein. Es kann mehr geben. Wenn Sie interessiert sind, googeln Sie den PC-Bootloader und Sie finden weitere Informationen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Frage zu interpretieren:

• Warum benötigt ein einzelnes Betriebssystem zwei Partitionen? Genauer gesagt: zwei Volumes?
• Warum erfordert diese zusätzliche Partition ein FAT32-Dateisystem im Gegensatz zu z. NTFS oder Ext4?
• (implizite Frage?): Welche Dateien befinden sich in diesem FAT32-Dateisystem.

1. Die Antwort auf die erste ist:
Es erfordert technisch keine zwei Partitionen, nur dass die Partition mit den Startdateien FAT32 ist.
Da FAT32 nicht gut zum Ausführen geeignet ist Bei einem gesamten Betriebssystem müssen die Entwickler zwei Dateisysteme verwenden, daher zwei Partitionen. Ich glaube, Ext4 ist für Linux-Betriebssystempartitionen üblich.

2. Warum FAT32 für die Startdateien? Wir spekulieren aus folgenden Gründen:

• Einfache / kompakte Implementierung des Dateisystemtreibers in einem Bootloader. Die meisten anderen Dateisysteme sind komplexer. Das Schreiben eines Bootloaders ist nicht einfach, insbesondere wenn Sie so viel On-Chip-NAND wie möglich minimieren müssen.

• Andere Dateisysteme können (höhere) Lizenzkosten enthalten oder sind nicht ordnungsgemäß dokumentiert.

• Das FAT32-Dateisystem wird von gängigen Betriebssystemen wie Windows, MacOS und Linux unterstützt. Sie müssen also keine speziellen Treiber installieren, um auf die Dateien auf der SD-Karte / dem Image zuzugreifen.

3. Die Startdateien ähneln einer lobotomierten Version von GRUB, und ich glaube, sie sind Closed Source. Es sollte alle Dateien enthalten, die zum Laden des Kernels Ihrer Wahl erforderlich sind, einschließlich der Basistreiber (die sich von den später geladenen Kerneltreibern unterscheiden oder zu diesen hinzugefügt werden können).

Bezüglich Ihre Analogien:

Ich habe dasselbe auch für bootfähige USB-Sticks gesehen, [...] eine reguläre Festplatteninstallation von Linux muss dieses Spiel nicht spielen, oder? ?

Eigentlich haben sie es getan. Und in einigen Fällen auch. Z.B. Durch die Installation von Windows 7 auf einem BIOS-Computer werden zwei Partitionen erstellt, eine 100-MB-NTFS-Partition, die Startdateien enthält. Es ist üblich, dass Linux-Computer eine separate / boot -Partition haben, die die Bootloader- (z. B. GRUB) und Kernel + -Treiberdateien enthält. Die Trennung ist nicht unbedingt erforderlich, da diese Bootloader den MBR verwenden. Die Verwendung des MBR ist jedoch "hackiger" als die Verwendung eines geeigneten Dateisystems. Aus diesem Grund bevorzugt die neuere UEFI-Boot-Firmware auch ein separates FAT-Dateisystem für Boot-Dateien (was Sie wahrscheinlich auf Ihrem USB-Stick gesehen haben).