8种机械键盘轴体对比

本人程序员，要买一个写代码的键盘，请问红轴和茶轴怎么选？

OS:Android6.0

Hardware:MTK6737

[TOC]

一、启动流程概览

1. BootRom

固化在 CPU 内部。

负责从外部的存储器中加载 Preloader。

负责 USB Download。

2. Preloader

属于 Bootloader 的第一部分。

负责 MTK Licensed

负责 基础 Module 的 初始化，比如 eMMC，PLL，DRAM 等。

负责 加载 LittleKernel(LK)

3. LK

属于 Bootloader 的第二部分。

负责 设备的初始化。

负责 加载 Linux Kernel。

支持 fastboot 更新。

4. Kernel

负责 设备初始化 / 内核初始化。

负责 引导启动内核态 init 进程。

5. Android

负责 引导启动用户态 init 进程。

负责 Zygote 启动。

负责 Framework 初始化等。

以上基本可以化为三个部分：Bootloader(Preloader+LK)、Kernel、Android。

后面我们深入代码逐个分析。

二、Bootloader 引导

Bootloader 部分主要功能包括 设置处理器和内存频率、指定调试信息端口、可引导的存储设备等。完成可执行环境创建后，把 software 装载到内存并执行。除了装载 software ，外部工具也可以和 bootloader 握手，指示设备进入不同的操作模式(比如 USB 下载模式和 META 模式)。就算没有外部工具的握手，也可以通过自定义按键，使 bootloader 进入这些模式。

由于不同芯片商对 arm core 封装差异比较大，所以不同的 arm 处理器,对于上电引导都是由特定处理器芯片厂商自己开发的程序,这个上电引导程序通常比较简单,会初始化硬件,提供下载模式等,然后才会加载通常的 bootloader (uboot)。

对于 MTK 平台，其 bootloader 分为两个部分preloader ，依赖平台

LK(little kernel)，作用和 uboot 类似，依赖操作系统，负责引导 linux 系统和 Android 框架

我们结合前面的那张图，更加详细的看一下启动过程中 Bootloader 部分的动作：设备上电，BootROM 开始运行。

BootROM 初始化软件堆栈 (SoftwareStack)、通信端口和可引导存储设备(NAND/EMMC)。

BootROM 从存储器中加载 pre-loader 到内部 SRAM(ISRAM)中，因为这时候还没有初始化外部的 DRAM。

BootROM 跳转 pre-loader 入口并执行。

pre-loader 初始化 DRAM 并加载 u-boot 到 RAM中

pre-loader 跳转到 u-boot 中执行，u-boot 开始做初始化，比如显示初始化

u-boot 从存储器中加载引导镜像(boot image)包括 linux kernel 和 ramdisk

u-boot 跳转到 linux kernel 并执行。

2.1 preloader 启动过程

2.1.1 preloader 的功能负责在芯片组平台准备好可执行环境

如果检测到外部工具，会试图通过 uart 或者 usb 与外部工具握手

从 NAND/EMMC 加载 u-boot ，并跳转到 u-boot

使用工具握手,设备能够触发进入下载模式来下载需要的镜像,或是进入工厂/测试模式,比如 META 模式和 ATE 工厂模式,在这些模式下可以测试模块,或是通过传递引导参数给 U-Boot 和 linux kernel 来校准设备 (device calibration)

preloader 中的硬件部分PLL 模块

调整处理器和外部内存频率。PLL 模块初始化后，处理器和外部内存的频率由 26MHZ/26MHZ 增加到 1GHZ/192MHZ。

UART 模块

用于调试或是 META 模式下的握手。

默认情况下 UART4 初始化波特率为 9216000bps ，用于调试信息输出。

UART1 初始化为 115200bps 和作为 UART META 默认端口。不过 UART1 也可以被作为调试或者是 UART META 端口。

计时器 timer 模块

用于计算硬件模块所需要的延时或是超时时间。

内存模块

preloader 由 bootROM 加载和芯片组内部的 SRAM 中执行，因为外部的 DRAM 还没有初始化。

接下来 preloader 采用内置的内存设置来初始化 DRAM，这样 u-boot 就可以被加载到 DRAM 中并执行。

GPIO

PMIC

RTC

当通过 power 按键开机后，preloader 拉高 RTC 的 PWBB 来保持设备一直有电，并继续引导 u-boot。

RTC alarm 可能是设备开机的启动源，这种情况，设备不需要按 power 按键就可以自启动。

USB

NAND

MSDC

pre-loader 可以从 NAND Flash 或者是 EMMC 中加载 u-boot，两种选其一

2.1.2 preloader 启动代码

代码流程如下图：

2.2 LK 启动过程

LK (Little Kernel)也是一种 bootloader ，作用和 u-boot 差不多。

MTK它由 preloader 引导并执行，因为 preloader 中已经完成了硬件模块，所以不需要在 lk 中重新配置这些模块了。但部分模块会在 lk 中重新被复位来配置硬件寄存器，这样可以创造一个干净的环境。比如计时器模块，在 lk 中，timer 被重新复位清零硬件计数来对计时进行复位。

2.2.1 LK 中的上电情景

LK 加载后，电池将检查 power 按键是否按下，

如果当前启动的原因是 USB 充电器，而不是 power 按键，电池模块将等待用户按下 power 按键启动;1

2// lk/platform/mt6735/mtk_key.c

BOOL mtk_detect_key(unsigned short key) /* key: HW KeyCode */

key 表示要检查的按键码，返回值表示这个按键是否按下，此函数来判断指定的按键是否按下。

2.2.2 LK 中的充电情景

2.2.3 LK 中的其他启动模式

Factory mode

出厂模式，用于批量生产

META mode

META 模式，用于批量生产的功能性测试

Advanced META mode

META 高级模式，用于批量生产时的功能性测试，用以测试多媒体功能，和 android 启动共存

恢复模式，用于 SD 卡镜像升级

ATE Factory boot

自动测试环境出场模式。通过 PC 的 ATE 工具发送命令测试产品特性。

Alarm boot

RTC 闹钟启动

Fastboot

刷机

download boot

下载时，支持 logo 显示

sw reboot

启动原因是重启

2.2.4 LK 启动代码

代码流程如下图：

lk/arch/arm/crt0.S

lk/kernel/main.c1

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64void (void) __NO_RETURN __EXTERNALLY_VISIBLE;

void (void)

{

boot_time = get_timer(0);

#endif

// get us into some sort of thread context

thread_init_early();

// early arch stuff

arch_early_init(); // 使能 MMU、cache

// do any super early platform initialization

platform_early_init(); // 使能 Uart、中断、定时器、DRAM Banks、wot、display

#if defined(MACH_FPGA) || defined(SB_LK_BRINGUP)

boot_time = get_timer(0);

#endif

// do any super early target initialization

target_early_init(); // 空，可以在这里实现一些定制的超级初始化

dprintf(INFO, "welcome to lknn");

// deal with any static constructors

dprintf(SPEW, "calling constructorsn");

call_constructors();

// bring up the kernel heap

dprintf(SPEW, "initializing heapn");

heap_init();

// initialize the threading system

dprintf(SPEW, "initializing threadsn");

thread_init();

// initialize the dpc system

dprintf(SPEW, "initializing dpcn");

dpc_init();

// initialize kernel timers

dprintf(SPEW, "initializing timersn");

timer_init();

#ifdef MTK_LK_IRRX_SUPPORT

mtk_ir_init(0);

#endif

#if (!ENABLE_NANDWRITE)

// create a thread to complete system initialization

dprintf(SPEW, "creating bootstrap completion threadn");

thread_resume(thread_create("bootstrap2", &bootstrap2, NULL, DEFAULT_PRIORITY, DEFAULT_STACK_SIZE));

// enable interrupts

exit_critical_section();

// become the idle thread

thread_become_idle();

#else

bootstrap_nandwrite();

#endif

}

这里会创建一个 bootstrap2 线程1

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27static int bootstrap2(void *arg)

{

dprintf(SPEW, "top of bootstrap2()n");

arch_init(); // 空

// XXX put this somewhere else

#if WITH_LIB_BIO

bio_init();

#endif

#if WITH_LIB_FS

fs_init();

#endif

// initialize the rest of the platform

dprintf(SPEW, "initializing platformn");

platform_init(); // 启动模式选择电池、显示 Logo、背光打开、设置软件的环境变量

// initialize the target

dprintf(SPEW, "initializing targetn");

target_init(); // 空

dprintf(SPEW, "calling apps_init()n");

apps_init();

return 0;

}

apps_init //bootablebootloaderlkappapp.c

start_app

mt_boot_init //bootablebootloaderlkappmt_bootmt_boot.c

如果 g_boot_mode 为 FASTBOOT 就走 fastboot 模式

否则 boot_linux_from_storage()

boot_linux_from_storage() 是关键

char g_CMDLINE[200] = COMMANDLINE_TO_KERNEL;

这个 COMMANDLINE_TO_KERNEL 定义在 lkincludeplatformmt_reg_base.h

三、Linux 内核启动

Linux 内核启动一般由外部 bootloader 引导，也可以在头部嵌入一个 loader，这部分和硬件结合紧密，一般由汇编编写。

3.1 zImage 解压

内核 zImage 解压缩

head.S 首先初始化自解压相关的如内存等环境，接下来调用 decompress_kernel 进行解压(./arch/arm/boot/compressed/misc.c)

3.2 start_kernel 启动

start_kernel 启动内核(./init/main.c)

start_kernel 是任何版本 Linux 内核的通用初始化函数，它会初始化很多东西，输出 Linux 版本信息、设置体系结构相关的环境，页表结构初始化，设置系统自陷入口，初始化系统 IRQ，初始化核心调度器等。

最后调用 rest_init

3.3 rest_init 调用 kernel_init

启动 init 进程

执行 schedule 开始任务调度。这个 init 是由 android 的 ./system/core/init 下的代码编译出来的，由此进入了 android 代码。