tiny 4412--boot loader的一生

活着，到底有什么意义？

程序总有一死，有的轻如鸿毛，有的重若泰山。

有一个程序，名 bootloader，它生于iROM，走过SRAM，消亡于DDR。

它开天辟地，创造了稳定的系统世界，它的一生，就是为了成就操作系统。

它是一个是一个高尚的程序，一个纯粹的程序，一个有道德的程序，一个脱离了低级趣味的程序，一个有益于人民的程序。

今天，我们就来看一看它，回顾一下它传奇的一生。

 

bootloader 存在的意义，在于初始化底层硬件，构建操作系统可正常执行的环境，引导操作系统运行。所以，说它开天辟地，并不为过，没有它，操作系统都启不来，你咋玩王者荣耀？咋吃鸡？

顺便说一下，bootloader有很多种，有vivi、grub、armboot、redboot、u-boot等，我们就用非常常见的 u-boot 来分析吧。

 

先来看一个这个世界的环境。

Exynos4412 的 memory map 里面，能够执行程序的空间就这么几段：

    从 0x0000_0000 ~ 0x0001_0000，有一段 64 KB 的 iROM。

    从 0x0202_0000 ~ 0x0206_0000，有一段 256KB 的 iRAM。

    从 0x4000_0000 ~ 0xA000_0000，是 1.5G 的 DRAM，这个需要初始化。

    从 0xA000_0000 ~ 0x0000_0000，是 1.5G 的 DRAM，这个需要初始化。

系统上电后，程序从哪里运行？怎么执行？

当上帝之手转动地球，当作为上帝的你按下电源键之后 ………………

资料告诉我们，

    1. 系统上电后，程序从 iROM 开始运行，iROM程序是三星固化在芯片里面的，没有源码，也没有bin文件，以资料的说法：It's a small and simple code。这段small and simple code在 0x0000_0000 ~ 0x0001_0000 执行。那这段号称又短小又简单的代码，做了什么呢？

    2. 这个短小又简单的代码，把BL1 image，从Booting device（这个可以是NAND flash, SD卡，emmc，USB，具体下面会讲到-问题1），加载到内部256K 的SRAM上执行，这段 BL1 代码，运行在 0x0202_0000 ~ 0x0206_0000。BL1又做了什么呢？

    3. BL1，初始化系统时钟，DDR等，然后，把操作系统，从 Booting device，加载到 DRAM，也就是上图中 0x4000_0000以后的空间，然后，跳到操作系统。

    PS：有的同学很疑惑，文字说明中，是有BL2（Second boot loader）的，图中，却没有？其实，BL2是可以没有的，如果有个BL2的话，那BL1，判断某些条件后，就会执行BL2，然后由BL2加载操作系统。接下会讲iROM，BL1，BL2的流程-问题2。

    总结起来，就是上电后，系统从iROM开始，执行iROM code，程序运行在 iROM（0x0000_0000 ~ 0x0001_0000）；接下来，BL1运行，再接下来BL2运行（如果有的话），BL1，BL2的作用是初始化系统，诸如时钟，堆栈，DRAM，MMU等等，然后，加载操作系统，BL1运行在 SRAM（0x0202_0000 ~ 0x0206_0000）；接下来，就是操作系统运行了，操作系统，运行在 DRAM（0x4000_0000以后）。

    这段从上电，到把操作系统加载到内存并运行的程序，就是大名鼎鼎的 bootloader，它的作用就是：初始化硬件，加载操作系统啊，加载完成后，bootloader的使命就完成了，生命周期也从此结束，往后，这个世界，就是操作系统的世界。

    我们了解它，从出生，到消亡的过程，可以更好地理解系统的运行机制，从而定制出，适合我们的世界。

上面有2个未解决的问题：

问题1：关于Booting device（这个可以是NAND flash, SD卡，emmc，USB）怎么选择。

    Booting device的选择，是通过 OM Pin来选择的，要看原理图，看下硬件是怎么连接的，一般，是通过拨码开关来选择的。选择 00010，就是从SD卡启动。

    2nd Device，的意思就是在 1rd Device 找不到 BL1 的话，就会从 2nd Device 去找。

问题2：iROM、BL1、BL2 流程。

iROM启动流程：固化在芯片 iROM 上，无法自己烧录或者修改。

    关看门狗（不然系统每隔一段时间会重启一次）-->关MMU-->关cache-->... ... ... --> GO BL1 自己看吧。

    其中，Get bootmode（OM pin），就是获得OM pin，从面选择 Booting Device 了，如果选择的是 SDMMC，就从 SDMMC 加载 BL1。

BL1的启动流程：三星提供的 Bin 文件，没有源码，不过有文档。

    其中，READ BL2 image from booting device，就是从 booting device 里读取 BL2，如果没有 BL2，就读取 OS。

BL2的启动流程：这个可以自己写，但 Exynos4412 POP封装的，还是三星提供的 bin 文件。

    设置时钟 --> 初始化 DRAM --> ... ... ... --> 加载 操作系统 -- > ... ... ... 跳转到 DRAM 操作系统执行，之后，bootloader从此消亡。

    其中，READ F/W or OS image from booting device，就是从 booting device 里读取 OS。

总结：iROM --> BL1 --> BL2 --> 启动OS，

当然，这过程中，有一些硬件设备需要初始化，诸如，DDR，MMU，串口、以及操作系统启动参数、启动操作系统等，所以，bootloader的源码，还是比较多的。

• 点赞 1
• 收藏
• 分享
• 文章举报

zy_kxo 发布了1 篇原创文章 · 获赞 3 · 访问量 1368 私信 关注