Beaglebone bootloader杂谈
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既然是杂谈,内容就比较轻松一点。这里没有教大家怎样一步步去针对新的硬件平台去修改U-Boot代码(说真的,要想学这些还是去看U-Boot的文档比较靠谱),在这我只是泛泛的侃侃Bootloader和怎样生成针对Beaglebone的bootloader,嗯,闲话少叙,这就开始。
先说说Beaglebone的boot过程
大部分处理器的BOOT过程都要经历多个阶段,所谓的“chained loading method”,每一步新的bootloader都完成一些CPU初始化工作,加载下一步要运行的程序,然后将CPU的控制权完全转交。
对于Beaglebone平台来说,其使用的是AM335x系列的CPU,系统boot过程分为四大步:
1)处理器PoR(power-on reset)后就会跳到复位向量所指的程序段去运行,这段程序位于处理器的ROM中,由处理器生产厂商提供,我们称其为ROM Boot Loader(RBL)。RBL在初始化固定存储设备(NAND Flash,MMC,Etc.)后,根据CPU的跳线选择,从持久性存储设备中将第二部要用到的bootloader读入内存(至于是内部还是外部,要根据ROM中的程序来定,Beaglebone是内部ram),而后将控制权转交。
2)这一步的bootloader我们称为Secondary Program Loader(SPL),当然这是TI的叫法,你也可以称其为xloader,UBL。SPL完成有限的初始化工作,最重要的就是初始化DDR RAM(或是其他大一点的外部RAM),因为下一步的U-Boot将要进驻其中。在这之后,SPL从持久性存储设备中将U-Boot(其他bootloader也行,我们这里以U-Boot为例)读入DDR RAM中,随后转交CPU控制权。
3)终于到了万众瞩目的U-Boot阶段,使能大部分的处理器功能,将操作系统内核读入DDR RAM中,而后配置启动参数启动Linux内核。当然U-Boot的功能可不止这些,U-Boot中提供了很多应用程序,可以使用tftp下载文件,或是格式化存储设备等等。
4)Linux内核启动……内核初始化,MMU使能,外部设备初始化,PID(1)Init进程启动……
WHY 4 STEPS?
好了,那可能有人会问,搞得那么麻烦干嘛?一步Boot起来不行吗?>_< 其实任何一门技术都是让我们的生活变的简单,Bootloader也是,所以其不可能是麻烦……首先,第一步的RBL不可能太复杂,ROM大小是一个限制,最重要的还是因为其所能获取的系统信息太少,所以处理器只能使用简单的方法去寻找能完成复杂功能的代码,而后将处理器初始化工作交给它来完成。其次,SPL也不能很复杂,因为其位于处理器的内部RAM中,一般处理器的内部RAM都要小于128KB,其大小注定其不能完成很复杂的功能,是故,再寻找能力更强大一些的代码,将处理器初始化工作交给它来完成。到了在DDR RAM中执行的Bootloader(U-Boot算一个),其功能就比较完善了,此时就可以启动操作系统了。
最后上两张图:
图1 Beaglebone boot图解
图2 硬件跳线提示RBL从何处读取SPL
下面就该说说U-BOOT了
U-Boot全名是DAS U-Boot,一看就是德国佬做的,DAS吗…… 背景就不多介绍了,大家自己Google吧。
处理器在BOOT的前三个阶段都是不适用MMU的,也就是说在此三个阶段运行的程序,都是直接访问处理器的物理地址,只有到操作系统进行MMU初始化后,虚拟地址地址系统才算启动。为什么说这个?如果大家写了裸机程序想使用U-Boot加载运行,别忘了在编译的时候指明要加载的硬件地址!
U-Boot 主要完成的功能有:
1)初始化处理器时钟,设置pin mux。
2)读取内核镜像。
3)使用用户指定的内核启动参数启动内核。
今天先到这里,有点不舒服……
转载于:https://my.oschina.net/u/614480/blog/112660
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