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

如同標題所提示的
( t) O* E/ ~+ I1 L' {* x+ T6 E一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?

: ^& T* T3 W  o+ N8 Z' i! c首先，一個系統必須先上電之後才會跑
2 q4 }. H* F3 H那麼第一個跑到的程式碼是什麼?
, [) S1 b* k2 e+ W; @: t; p
& P' j7 f# q6 |; d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。)
8 _$ Z0 M# Z9 M8 Y
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?
; G, j8 e# A) s( x其實真實的過程並非如此單純，甚至還可以說相當複雜。

7 L3 s$ c9 T4 w/ `9 T3 R在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個
$ N, D; k  P- s
; ?3 e) r5 ~4 ~$ e' w1) Collect Hardware Information
1 y# ^! F7 ^3 A4 v! C( h2) Run BootROM
; U- T: i. J8 x4 E; j, q6 M3) Initialize Boot Device
. N7 D1 s$ w; N4 B$ j- K
* R2 \8 Q) }! w) C7 X1) 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
通常非常快就結束。結束後，CPU這時候才會真正被通上電源。

gogojesse

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
8 ]" D9 P( v( A/ w, x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)
, _$ v: V3 Z% H% u1 ~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)。
& o7 Y% h. E6 _& T% W$ Y9 @
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
& z/ M+ C8 A' D& e$ t$ h2 Y2 aSATA/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。
& R* c: s# i% t5 z( X5 L8 U
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
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
9 p/ r% v, Q# h1 F; N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。
( h- p, H$ m0 m$ V  S5 n
9 ^- N; B9 X7 w; o/ ^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
* j6 ]5 h' a" z5 h4 {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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