Before Bootloader~

gogojesse

最近相當忙，Blog也荒廢了好一陣子，利用一點時間上來澆澆水

2 d6 t' {/ F0 x" n7 F+ `如同標題所提示的
一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?
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首先，一個系統必須先上電之後才會跑
* v4 F1 R* g) w& |, {1 \那麼第一個跑到的程式碼是什麼?

刻板印象上，聽說CPU會跑去一個固定的位置去抓第一道指令，這個位置通常是一
個flash ROM裡頭放著BIOS or bootloader，bootloader被執行之後，就會將kernel
載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
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" l* x" Y' _! z那麼before bootloader不就應該什麼也沒有? 因為通電後就跑bootloader了不是嗎?
其實真實的過程並非如此單純，甚至還可以說相當複雜。

: E4 I" d1 C: Y/ G" M5 _2 ~, u/ E在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個

1) Collect Hardware Information
2 l; E" {( t$ L2) Run BootROM
3) Initialize Boot Device

1) 第一個動作是收集硬體的資訊，主要包含CPU跑多快?是哪種記憶體?跑多快?這個收集的
動作通常由硬體做，或者是固定的資料(因為板子layout好就固定，不需要改來改去)，所以
8 W% P- n$ a: _9 E1 K通常非常快就結束。結束後，CPU這時候才會真正被通上電源。

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2) 上電之後，CPU其實不是去外部的flash ROM拿資料，而是在那內部自己本身的一個ROM
裡頭拿資料開始執行，這個ROM通常叫做BootROM。BootROM裡頭的程式就分析剛剛第一
& O- N& B+ u( L2 _! k' d的動作收集到的資訊，去做對應的工作，可能的工作例如
a) 設置程式執行的stack (需要用到CPU裡頭的SRAM or Cache)
b) 初始化DDR RAM，以便可以將bootloader執行使用(有些系統還是放在bootloader自己做)。

3) 一開始的初始化結束後，接著就可以初始化可能放置bootloader的地方，例如
' X2 J- `0 p1 p2 w0 W+ }& v8 MSATA/PCIE/外部FLASH ROM等等。這樣便可以到這幾個可能的位置去找到bootloader。
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以上就是在進入到bootloader可能的動作，CPU會支援這樣的功能，原因是希望可以讓CPU
$ h/ _! B/ [: @% R- V支援更多種的開機方式，例如可以用SPI Flash，或是接SATA Disk等等，這樣客戶在使用
這顆CPU的時候，可以選擇的boot device就比較多種類，甚至版子就可以省掉flash ROM
的cost直接把bootloader放到硬碟上。
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; o6 t4 B& ?( o: j# `$ I以上粗略的解釋before bootloader的可能的動作，會說『可能』是因為各家做法多多少少
有些差異，但其實想達到的目的都是差不多的。而且因為bootROM可能只能燒錄一次，所以
9 a2 o2 t2 r4 P* |9 S  C( Z( E增加一些彈性，可以避免以後無法重新燒錄，又需支援不同介面的窘況。
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