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
( s/ F  }! r* a7 C# |) B4 U# m( ]7 q一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?
  P: z- l$ c9 C" v' _
首先，一個系統必須先上電之後才會跑
( U- {; ]2 s4 k8 [/ a+ s5 a7 z那麼第一個跑到的程式碼是什麼?
8 X3 t/ |8 E: `, \, c
% Z5 r& _# ?6 F7 B% S. p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
. y, c) u8 c, _' [' S; \( c# v+ r載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
  ^. ^5 a1 Y/ V1 l7 Z( X6 p! B
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

1) Collect Hardware Information
2) Run BootROM
# f) I' z: ]+ U! n3) 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
- o# t. H. x: L. b5 [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
5 v6 Z; L1 ?( {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)
5 e0 y, P$ l+ v( Rb) 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)。
  [/ c# j8 ^7 g- B( G- U" E
# b9 r2 `  q7 K$ |! p2 O  ~0 [! {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
SATA/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。
$ l3 x) H6 V) L0 W+ x; q
0 Q: I' M) x3 q" ]' f$ n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
2 @8 l; Q- z3 J. o# A! K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
+ G$ v8 ]* O" l4 e的cost直接把bootloader放到硬碟上。

* d' I! ?1 f- L. w5 u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
4 N9 U1 b. H- g, J) q3 M7 Z  f, [) S3 ]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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