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
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如同標題所提示的
: H1 |/ p# N4 S% p  D一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?

7 A- M3 i! v) z- j" a6 o& i, P! I- P首先，一個系統必須先上電之後才會跑
2 d4 D7 I' m9 q2 U那麼第一個跑到的程式碼是什麼?

& _/ j3 ~! D% ]% W; w: O8 e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。)

( X' U8 A; \% W& K. 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。

在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個

" f, ~4 R3 n9 S1 C1) Collect Hardware Information
2 X7 O* G; B7 ^' b2 P" i2) Run BootROM
' |) D% A* E( D' N3) Initialize Boot Device

; h! \5 P( J) z) r6 G/ p+ f1) 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
: `' x( O' f0 V- x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
5 l- c4 b) L, S* F6 z) N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
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)
( h+ ~* g/ E/ ]6 N) Sb) 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)。
* I  G  H# a" o7 @$ S' [& \
+ T# ]2 H' ^4 q& T% {5 w) p4 `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
' H8 b' t: S; S+ g9 q+ u" k( l0 YSATA/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。
4 Z5 W( X( C4 p+ j- p6 }. Z
6 f' S) a2 J3 M- Z* r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
6 G9 k" q6 E& l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
: Y8 C, h. e7 w8 n( b# H. S! J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
" R) k: v# }) Y; f的cost直接把bootloader放到硬碟上。
2 {0 Z/ }+ S0 }+ f& h
6 J* u5 h3 `( g0 L' L) F) B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
; `- S$ O% o2 V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
2 s% _2 |; q' L* ~; w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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