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
/ q2 |& N4 }+ V# P% t+ u一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?
8 L8 ?# E8 r8 n2 T9 m
$ r* {- c" i, J, Y1 s$ _首先，一個系統必須先上電之後才會跑
4 D' q8 W& V! B; E0 x$ Q+ x" h那麼第一個跑到的程式碼是什麼?

$ o. q" I7 A4 @/ ~2 w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
6 `' C; W5 Y" c% }9 K7 ~% O個flash ROM裡頭放著BIOS or bootloader，bootloader被執行之後，就會將kernel
6 I0 m) e% x% L# Y* m( q3 p載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
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& g- [) |& p% h5 Q+ T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?
3 s+ M( S8 F5 E: O' r其實真實的過程並非如此單純，甚至還可以說相當複雜。
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在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個
8 {: {' g' y( X) D" H8 q
( R: W- |" m2 Y. C! ^9 v+ t. P9 p: ~1) Collect Hardware Information
. X* }& S# C6 B8 k5 T+ D0 g2) Run BootROM
0 i9 l0 L2 Q* k6 g# Z0 D/ q+ {3) Initialize Boot Device
/ A. G$ n& @' ?1 X- Q+ M% x  j
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
0 k- C) L$ A4 X- s8 m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。

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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
8 o) K' {( G8 n, u/ K/ H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)。

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
1 C3 I# ]( p: D7 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。
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  Q2 Y% J. e; o1 o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
5 a5 a; T5 B3 N- z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。

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
5 O" ~& b' I! h8 D* S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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% p. b8 S' }/ pblog link: http://gogojesseco.blogspot.com/2009/11/before-bootloader.html