Что такое бутлоадер. Микроконтроллер и Bootloader

Загрузчик (bootloader, Hboot) – это программа, которая контролирует ядро операционной системы вашего девайса, что бы он загружлся в нормальном режиме. Причем это касается не только Android, но и других устройств имеющих ОС, например ПК, ноутбук и даже старый кнопочный телефон. Кроме того, именно загрузчик дает разрешение на установку каких-либо программ и прошивок. По этой причине пользователей интересует заводская разблокировка загрузчика на андроид телефоне.

Hboot активируется при включении устройства, и представляет собой аналог Bios в компьютере. Он подготавливает все данные для ядра, загружает его в память, после чего происходит непосредственный запуск системы. Если же её целостность нарушена или что-то мешает, благодаря загрузчику можно попасть в режим восстановления, что бы очистить данные, или произвести сброс до заводских установок. Для этого перед включением устройства, зажмите клавиши питания и понижения громкости, и не отпускайте их до момента загрузки (в некоторых случаях комбинация кнопок может отличаться).

Почему загрузчик заблокирован

Производители осуществляют блокировку по двум причинам:

1. Обязать владельца использовать ту операционную систему, которая была разработана для его устройства.

2. Обеспечения безопасности. Многие смартфоны и планшеты продаются через интернет или розничную сеть. И в том и другом случае, продавец или посредник может по своему усмотрению добавить софт рекламного или вредоносного характера, которого быть не должно. По этой же причине компания Xiaomi стала блокировать bootloader устройств, выпущенных после 2016 года, из-за многочисленных жалоб на наличие вирусов в их прошивке (которых изначально не было).

Преимущества разблокированного загрузчика

Разблокированный bootloader открывает перед пользователем ровно те же возможности, что и на ПК, а именно:

Прошить любую операционную систему (доступную для вашего устройства).
Установка отдельных модулей, ядер ОС, приложений, патчей.
Свободно мигрировать между стандартными прошивками, особенно если они основаны на разной версии Android.
Без особого труда создавать резервные копии текущей ОС и\или приложений, а также восстанавливать их без использования ПК.
Использовать Dual-Boot и устанавливать две и боле операционные системы, как во внутреннюю память, так и на внешнюю SD карту.
Шире возможности восстановления, в случае неудачной прошивки.

И это далеко не весь список возможностей после заводской разблокировки андроид.

Как снять блокировку

Каждое устройство имеет собственную версию загрузчика, а значит, способ разблокировки будет отличаться, в зависимости от модели и фирмы производителя. При подаче заявления блокировку может снять сама компания (особенно если вы разработчик Android), но чаще всего, это происходит путем взлома, найденных ранее уязвимостей в системе.

Риски и последствия

Самовольная разблокировка загрузчика, лишает вас гарантийного обслуживания. Кроме того, ваше устройство становится менее безопасным и уязвимым к хакерским атакам. Открытый bootloader позволяет обойти установленные пароли, получить доступ к личной информации или стереть всё и поставить другую прошивку.

Вывод

Сильно переживать из-за проблем с загрузчиком не стоит, особенно когда речь касается личной информации. В найденных или похищенных устройствах чаще всего стирают данные, и редко кто будет что-то восстанавливать. Открытый bootloader больше нужен продвинутым пользователям, которые знают, что с этим делать, регулярно что-то прошивают и экспериментируют.

Оставляйте ваши вопросы в комментариях к статье ниже – мы постараемся ответить.

Статья была Вам полезна?

Поставьте оценку - поддержите проект!

2. Распакуйте архив и сохраните его содержимое на рабочем столе ПК.

4. Проверьте почту.

5. Воспользовавшись полученными данными, залогиньтесь в HTC Dev .

6. Нажмите на кнопку Unlock Bootloader , а затем на Get Started – начнется процедура разблокировки загрузчика.

7. Убедитесь, что HTC One M8 отключен от ПК. Запустите Fastboot Mode на HTC One M8 : для этого необходимо зажать и удерживать кнопки Volume Down и Power до тех пор, пока на экране смартфона не появится надпись LOCKED .

8. Выберите FASTBOOT и нажмите Power .

9. Подключите HTC One M8 к ПК, используя USB кабель – на экране смартфона должна появится надпись FASTBOOT USB .

10. Вернитесь к ПК и откройте папку, полученную в результате разархивирования Fastboot zip . Откройте в ней окно командной строки.

11. Введите следующую команду: fastboot oem get_identifier_token – появившийся между "Identifier Token Start" и "Identifier Token End" текст скопируйте.

2. Распакуйте архив на рабочий стол ПК.

3. Подключите HTC One M8 к ПК, используя USB шнур. Если появится запрос на использования отладки по USB – нажмите ОК . Если возникнут ошибки – переустановите драйвера.

4. Перейдите к папке со 2 пункта.

5. Запустите bat файл Boot into Recovery mode .

6. Ваш смартфон загрузится в режиме рекавери .

Если вы использовали ADB на своем компьютере и ранее, то для загрузки в рекавери можно пользоваться командой adb reboot recovery .

Способ №3 (Quick Boot tool)

Для этого способа необходим root-доступ.

1. Установите приложение Quick Boot (Reboot) с Google Play .

2. Запустите приложение на смартфоне.

3. Присвойте ему root-права .

4. Выберите опцию Recovery в Quick Boot (Reboot).

5. Дождитесь, пока HTC One M8 загрузится в рекавери .

Приветствую всех на нашем сайте и сегодня мы после небольшого перерыва вернемся к теме микроконтроллеров. А если быть совсем точным, то мы начинаем обсуждать одну очень интересную и важную тему, а именно использование bootloader’а (загрузчика) при программировании контроллеров. Сегодня мы разберем теоретическую часть – зачем нужен, как он работает и что это вообще такое. Следующая статья будет посвящена целиком и полностью практике. Забегая вперед скажу, что мы напишем свой для любимых микроконтроллеров STM32 😉

Итак, простыми словами, – это специальная программа, которая располагается в памяти микроконтроллера и может самостоятельно перепрограммировать его. Давайте для лучшего понимания процесса посмотрим как вообще выполняется программа, прошитая в микроконтроллер, и где она располагается.

Как вы помните из статьи, посвященной Flash-памяти микроконтроллеров STM32 , основная пользовательская программа начинается с первой страницы памяти, а точнее с адреса 0х08000000 . То есть при подаче питания контроллер сразу же убегает по этому адресу)

При использовании загрузчика все выглядит несколько иначе. Основная программа записывается уже по другим адресам и располагается начиная, например, с адреса 0х0800A000 . А область памяти (0х08000000 – 0х0800А000 ) целиком и полностью отдается bootloader’у . В итоге в flash-памяти контроллера у нас как бы находятся две полноценные программы. При включении устройства управление получает (поскольку он находится в области, начинающейся со “стартового” адреса 0х08000000 ), а при дальнейшей работе , выполнив все свои задачи передает управление нашей основной программе, которая располагается по адресу 0х0800А000 (этот адрес мы взяли для примера). Вот небольшая схемка для демонстрации работы загрузчика:

Вроде бы понятно как устроено, но возникает вопрос – зачем все это надо?

Давайте разбираться…

Первостепенной задачей bootloader’а является программирование микроконтроллера. Он не просто выполняет какие-то действия, а затем передает управление основной программе (переходит на адрес, который соответствует началу основной программы), он, в первую очередь, самостоятельно записывает эту основную программу в flash-память по нужным адресам.

Давайте разберем небольшой пример для лучшего понимания. Пусть мы создали – точно такой же обычный проект, как и любая другая программа для микроконтроллера), который реализует взаимодействие с внешней картой памяти, ищет на карте файл программы и, если находит, записывает программу в нужную область памяти.

Небольшое отступление от основной темы… Поясню, что я тут имею ввиду под “файлом программы”.

Когда мы создаем проект (Keil, IAR – без разницы), то на выходе (после сборки проекта) мы получаем скомпилированный файл для прошивки в микроконтроллер. Чаще всего мы использовали .hex файл программы. Так вот именно этот файл нам и нужен в данном случае. Но именно hex-файл не совсем подходит для наших целей, поскольку помимо кода нашей программы он несет в себе дополнительную служебную информацию. Чтобы ее не обрабатывать и не вытаскивать из hex-файла нужный нам код, который bootloader должен записать во flash, мы в настройках компилятора во вкладке Output попросим его генерировать нам вместо hex-файла bin-файл . Бинарник, в отличие от hex , содержит в себе только последовательный код программы и ничего больше. То есть bootloader’у остается только читать байты из bin-файла и записывать их во flash-память. То есть в нашем примере задачей загрузчика является чтение байт из файла на карте памяти и запись их по адресам, начиная с 0х0800A000 . Вот псевдокод для наглядности:

Конечно, это сильно упрощенная версия загрузчика 😉 Тут мы в вечном цикле пытаемся открыть файл с программой, как только это нам удается (пользователь записал на карту долгожданный файл) программирует flash-память и перескакивает на адрес записанной им же программы. После этого контроллер начинает выполнять пользовательскую программу. Еще раз повторюсь, это всего лишь псевдокод для примера, нормальный, работающий мы обязательно напишем в следующей статье)

Все это, конечно, очень интересно, но по-прежнему, непонятно, зачем нужны все эти сложности….

С этим на самом деле все просто – вот, например, первая ситуация – есть огромное количество устройств, на заводе работники прошили в каждый контроллер (например, при помощи ST-Link) на каждой плате , который при подключении к плате флэшки (в заранее предусмотренный разъем) ищет на ней файл прошивки и выполняет программирование. Основную программу, конечно же, тоже можно прошить вместе с bootloader’ом через ST-Link. Но тонкость тут в том, что проект bootloader’а остается всегда неизменным и перепрошивать его не надо, а вот версия основной программы может обновляться кучу раз в процессе тестирования устройств. И тут уже гораздо проще один раз подключить ST-Link и прошить загрузчик, а впоследствии просто скидывать новую версию основной программы на флэшку и втыкать ее в готовое устройство, где перепрошивкой займется , чем по сто раз бегать от одной платы к другой, втыкать ST-Link, при этом перенося с собой ноутбук с ST-Link Utility… Как видите, польза загрузчика очевидна 😉

Вторая ситуация еще лучше это демонстрирует. Устройство уже выпущено и куча экземпляров распродана пользователям. Как бы хороша не была финальная версия программы никто не застрахован от неожиданного появления ошибок в процессе эксплуатации. И тут уже человек, купивший устройство, точно не сможет разобрать его и подпаяться, чтобы выполнить перепрошивку через программатор. То есть программу обновить просто нереально. Совсем другое дело, если изготовители предусмотрели встроенный bootloader. Пользователь может без проблем скинуть на карту памяти или на флэшку скачанный бинарник и подключить карту/флэшку к устройству. Изготовителю остается только выкладывать новые версии прошивок на своем сайте =) В этом на самом деле кроется куча возможностей – изготовитель устройств может спокойно выпустить девайс на рынок с базовой прошивкой, которая реализует все нужные функции, но не содержит всяких приятных графических вещей или возможности подключения к ПК (зависит от того, что это за устройство). Производителю не нужно ломать голову над тем, чтобы выпустить с первого раза идеальную прошивку, в которой будет реализовано абсолютно все, что только можно, ведь он знает что встроенный без проблем поможет пользователю в будущем обновить программу.

В общем, о пользе и применениях загрузчика можно говорить очень и очень долго…;) Помимо упомянутых возможностей обновления прошивки при помощи флэшки или карты памяти, может использовать какой-нибудь из интерфейсов передачи данных, например SPI, I2C или USART.

В общем-то, вроде бы мы разобрались с теоретической частью, посвященной использованию bootloader’а , но давайте еще один момент обсудим в этой статье – а именно аппаратный загрузчик микроконтроллеров STM32.

У STM32 уже есть , который инженеры ST поместили в специально отведенную область памяти микроконтроллера (System Memory ). Удалить его оттуда нельзя, да и незачем =) Для того, чтобы ввести контроллер в режим загрузчика необходимо подать определенные сигналы на ножки BOOT0 и BOOT1. После этого микроконтроллер готов принимать по USART новую прошивку. Для этого необходимо подключить плату к ПК, скачать специальную софтинку от ST – Flash Loader Demonstrator и загрузить в нее свой файл прошивки.

Я, честно говоря, аппаратным загрузчиком предпочитаю не пользоваться по нескольким причинам. Во-первых, прошивка никак не шифруется, что для коммерческих устройств зачастую недопустимо. Если я использую свой собственный , то я могу сделать с bin-файлом все, что угодно, например, поменять определенные байты местами. Если такой файл попадет в руки конкурентов, то это ничего не даст, поскольку только мой знает как расшифровать бинарник. При использовании аппаратного botloader’а такое невозможно – Flash Loader Demonstrator принимает bin-файл в исходном виде, то есть все байты в нем не зашифрованы. Во-вторых, пользователю будет необходимо подключать свою плату к ПК и скачивать дополнительный софт для перепрошивки устройства, и это не очень хорошо. Чем проще устройство в использовании, тем лучше 😉 Но есть и плюсы аппаратного bootloader’а – он не занимает flash-память. При использовании своего загрузчика нужно иметь ввиду, что и загрузчик и основная программа должны поместиться в flash-памяти. С аппаратным bootloader’ом такой проблемы нет – он расположен в специальной области памяти, использовать которую программист не может.

Давайте на этом на сегодня и закончим, не пропустите статью, посвященную практической реализации загрузчика!

В меню рекавери обладатель смартфона Android может найти массу различных пунктов, которые наверняка вызовут у него вопросы. Один из пунктов, название которого обычно ни о чем не говорит пользователю, именуется Reboot to Bootloader. Что это значит?

Reboot to Bootloader переводится как «перезагрузка в режиме загрузчика». Ничего не поняли? Тогда нужно объяснить, что такое Bootloader.

Bootloader переводится как «загрузчик». По сути представляет из себя программное обеспечение, которое отвечает за запуск операционной системы. В нашем примере — это операционная система Android. Однако загрузчик есть и в компьютерах, где позволяет выбирать запускаемую операционную систему, если их установлено несколько (например Windows и Linux).

Каждый смартфон на базе Android оснащен загрузчиком, который в свою очередь контролирует ядро операционной системы для загрузки устройства в нормальном режиме. В случае с Android в абсолютном большинстве случаев загрузчик будет заблокирован: сделано это для того, чтобы обладатель смартфона использовал ту версию прошивки, которая была установлена производителем. Что это значит? А значит это, что с заблокированным загрузчиком вы не сможете установить прошивку стороннего разработчика, в том числе кастомную. Но во многих случаях это не проблема, поскольку существует возможность разблокировать загрузчик с помощью специального ПО и уже после перепрошить устройство. Впрочем, есть смартфоны, где загрузчик разблокировать нельзя.

Reboot to Bootloader в рекавери меню:

В смартфоне HTC:

При выборе этого пункта в нашем примере смартфон перезагружается в обычном режиме. Так и должно быть, поскольку загрузчик заблокирован. А вот если бы он был разблокирован, то мы могли бы перевести устройство в режим Bootloader и с помощью специального ПО, скажем, установить стороннюю прошивку. Короче говоря, это такой пункт меню, который может понадобиться пользователю, если он собрался устанавливать стороннее рекавери меню, прошивку и т.д., но, разумеется, не во всех случаях.

Решили прошить свой Android с помощью утилиты Fastboot, но вот не задача вы не знаете как перевести устройство в специальный режим? Наш сайт представляет самую полную статью по переводу Android в режим Bootloader / Fastboot !