Arm啟動(dòng)流程解析

談到arm的啟動(dòng)流程不得不說的是bootloader，但是我這篇文章主要來談?wù)刟rm啟動(dòng)流程的，所以bootloader只是跟大家簡介一下就ok。這篇文章我會(huì)談到以下內(nèi)容：
1、bootloader簡介以及其作用
2、2440、6410、210當(dāng)下比較常見的3款處理器的啟動(dòng)流程進(jìn)行簡單分析，通過這三款處理器的分析希望大家掌握arm處理器的啟動(dòng)分析。
Ok我們進(jìn)入主題
lBootloader簡介及其作用
在我看來bootloader的作用是初始化必要的硬件，引導(dǎo)內(nèi)核啟動(dòng)。（當(dāng)然這是主要作用，今天的重點(diǎn)不在bootloader，所以在我后面的博文會(huì)繼續(xù)談到的）
l啟動(dòng)流程分析
在分析啟動(dòng)流程的時(shí)候我們將會(huì)使用的文檔是三星公司提供的芯片手冊(cè)，通過手冊(cè)我們搞清楚芯片的啟動(dòng)。
在分析啟動(dòng)流程之前我們首先要清楚不論是arm的何種處理器，其都是從0x0 0地址處開始執(zhí)行程序的。下面的分析我將會(huì)通過三個(gè)方面：1、芯片支持的啟動(dòng)方式2、地址布局3、啟動(dòng)流程
1.2440
a)啟動(dòng)方式
由上圖可知，S3C2440支持兩種啟動(dòng)模式：NAND和非NAND（這里是Nor Flash），具體采用的方式取決于OM0、OM1兩個(gè)引腳的狀態(tài)。


b)地址布局
我們知道arm從0地址出運(yùn)行代碼那么我們的零地址處到底存放的是什么東西呢？我們通過地址布局圖來分析


從上圖我們可以清楚的看到左邊的是從Nor Flash啟動(dòng)的地址布局，右邊是從NAND啟動(dòng)的地址布局，因?yàn)镹or Flash內(nèi)可以運(yùn)行程序，所以我們?cè)诜舃ootloader的時(shí)候放在0地址處即可，所以我們重點(diǎn)分析從NAND啟動(dòng)。
c)啟動(dòng)流程
我們從地址布局圖中可以看到，當(dāng)我們從NAND啟動(dòng)的時(shí)候0地址處是BootSRAM（又叫做stepping stone墊腳石），當(dāng)我們上電時(shí)其會(huì)做以下事情
1.上電后處理器自動(dòng)將nandflash前4KB的內(nèi)容到boot sram開始執(zhí)行（由硬件完成）。
2.通過bootsram（即剛才進(jìn)來的4k）來初始化相關(guān)硬件和寄存器從而訪問nandflash，接下來把剩余的bootloader到內(nèi)存（SDRAM/DRAM）中，當(dāng)stepping stone里面的4KB執(zhí)行完以后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存繼續(xù)執(zhí)行，完成系統(tǒng)的啟動(dòng)。
2.6410
a)啟動(dòng)方式


從上圖我們可以看到6410支持的啟動(dòng)方式比較多有SROM（Nor Flash）啟動(dòng)，oneNAND啟動(dòng)，IROM（IROM是處理器內(nèi)部的固件/存儲(chǔ)器，但不是stepping stone）啟動(dòng)。其中IROM中又有sd卡、NAND，我們可以配置相應(yīng)的管腳去選擇其啟動(dòng)方式。
b)地址布局


從上圖我們可以發(fā)現(xiàn)在0地址處是一個(gè)鏡像區(qū)，不放置任何設(shè)備，當(dāng)我們選擇不同的啟動(dòng)方式的時(shí)候，其通過映射關(guān)系將對(duì)應(yīng)的設(shè)備映射到鏡像區(qū)域。比如我們選擇從IROM啟動(dòng)其就會(huì)將IROM映射到該區(qū)域。
c)啟動(dòng)流程


假設(shè)我們從NAND啟動(dòng)，從啟動(dòng)方式中我們可以知道從NAND啟動(dòng)是屬于從IROM啟動(dòng)的，所以當(dāng)我們上電的時(shí)候其會(huì)做以下事情：
1.將IROM映射到鏡像區(qū)
2.IROM中有芯片廠商寫好的BL0，由BL0將系統(tǒng)引導(dǎo)至啟動(dòng)選項(xiàng)，然后將BL1（NAND中前8k）拷進(jìn)stepping stone進(jìn)行運(yùn)行
3.BL1將剩下的BL2拷進(jìn)內(nèi)存，當(dāng)BL1執(zhí)行完以后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存繼續(xù)執(zhí)行，完成系統(tǒng)的啟動(dòng)。
3.210
a)啟動(dòng)方式




從上圖我們可以看到210支持的啟動(dòng)方式相當(dāng)?shù)亩?，但?410相似。
b)地址布局


從上圖我們可以看到其地址布局和6410類似，采用了映射的方法。
c)啟動(dòng)流程


假設(shè)我們從NAND啟動(dòng)，從啟動(dòng)方式中我們可以知道從NAND啟動(dòng)是屬于從IROM啟動(dòng)的，所以當(dāng)我們上電的時(shí)候其會(huì)做以下事情：
1.將IROM映射到鏡像區(qū)
2.IROM中有芯片廠商寫好的BL0，由BL0將系統(tǒng)引導(dǎo)至啟動(dòng)選項(xiàng)，然后將BL1（NAND中前16k）拷進(jìn)stepping stone進(jìn)行運(yùn)行
3.若BL2小于80K,BL1則將其拷進(jìn)stepping stone。若BL2大于80k，BL1將剩下的BL2拷進(jìn)內(nèi)存。當(dāng)BL1執(zhí)行完以后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存或者繼續(xù)在stepping stone運(yùn)行BL2，完成系統(tǒng)的啟動(dòng)。