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
6 ?# C9 Q, g) M% T% o* b一個 ARM 的系統在bootloader之前究竟有沒有事情可以做?

首先，一個系統必須先上電之後才會跑
$ y0 [! }. s) v! H' z- `那麼第一個跑到的程式碼是什麼?

  H* A; m1 ?5 z3 ?5 M% l0 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
* X5 F( y5 y* }0 I% g0 d' f個flash ROM裡頭放著BIOS or bootloader，bootloader被執行之後，就會將kernel
$ o2 R& C! a' I, y載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
  N5 X: ]; |1 G2 J$ M. s' Y
$ N5 P- _0 M- c$ ^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

5 g1 I; p& R8 T4 K8 e7 x1 k1) Collect Hardware Information
  O  t  \6 @( P+ d. a: r2) Run BootROM
3) 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
+ B; ?  {- O, f" ]. C& K1 H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
5 z0 l& |) ~1 |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
2 x' z* z. s( u( ka) 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& L1 n7 {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。
, ^' p: t* z& p- b2 F$ j
- n9 J/ ]4 H/ D' U" h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
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
3 Y9 G: w$ B* [% m9 j/ v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
' f; N  v& G7 d; D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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