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
一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?
. q+ A2 m, g+ m3 O
0 U6 M7 n8 a  B& {& m首先，一個系統必須先上電之後才會跑
那麼第一個跑到的程式碼是什麼?
4 T4 i8 w7 J" N( Z* h: O4 }- U
5 C! U6 F; t1 o6 m, H6 V- @2 L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
. F$ m& H3 ]" J' x$ k2 w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。)

% s$ Y+ U( ]7 ]0 t0 o: b" ~  K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?
: ^0 j6 i# b3 x# w4 G* {1 z+ G其實真實的過程並非如此單純，甚至還可以說相當複雜。

0 k3 w, E: o* O# \" y  O/ d( H在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個

# |0 P0 {) Y& R7 J1) Collect Hardware Information
7 s. k( K3 a  z4 T) `2) Run BootROM
3) Initialize Boot Device
- V+ i$ U. f& r; u: W# i: P) [
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
5 g+ O* w9 ^; I: Y) S: }" e+ N. C. y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
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
6 {5 P  K1 h* B. O7 ]4 g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)。

" e& e6 P' y! [' p2 V% ]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
) w+ A- G  m  D$ q5 tSATA/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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1 ~5 ~* o" G9 z* h4 H7 k6 J% S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
- p9 r$ o* D* F; s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
$ o- S. L9 J) ^" b1 y. n7 X* [( e的cost直接把bootloader放到硬碟上。
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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
7 Y7 ]8 P0 g$ K6 r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
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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