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

. w9 f: a3 a' u1 P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?
; o( K# K, x. B: z
$ q: t2 p" C- Q# e首先，一個系統必須先上電之後才會跑
# e7 g( w2 p# D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
* _# F1 m2 g# S個flash ROM裡頭放著BIOS or bootloader，bootloader被執行之後，就會將kernel
) h1 x1 r2 R4 g( K載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
. a) {6 d" l, 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?
: g0 n( Y) a( c  m- u! F* X: `其實真實的過程並非如此單純，甚至還可以說相當複雜。

1 J9 H- h& X0 e9 h3 N: i在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個
& n2 @- B/ {% |! T$ r
$ n1 x, z, F4 f  [9 A1) Collect Hardware Information
2) Run BootROM
3) Initialize Boot Device
1 v& D; `6 Y4 A
/ @6 |" v4 H9 b" l. M! W8 U  c! n1) 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
. j9 e4 D8 ^- C6 d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
) B" ^% J* @( P. L% D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)
, Y4 r: e( }  t* q$ bb) 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)。

$ N) O2 r- h+ ~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
4 ?; [% q1 P, S7 A! F0 _& kSATA/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。

: t( a2 ^' x' h- {9 A7 w0 T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 V2 l  S8 M9 e, I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。
$ d$ H. f! @4 q/ c& o4 K
5 H& C$ p5 ~, w  r1 D+ U8 Y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
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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