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
) Q# d: U1 w: _* @* o
如同標題所提示的
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
0 _3 O0 `' V0 B6 k0 v那麼第一個跑到的程式碼是什麼?

/ ?3 g" D8 b+ |$ Y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
個flash ROM裡頭放著BIOS or bootloader，bootloader被執行之後，就會將kernel
; E" k6 l& K! d4 o7 C7 [6 A2 `3 w載入RAM，bla..bla..bla.....最後完成開機。(以上的印象在wince or Linux皆適用。)
2 u$ G: H% C! `+ I! v7 @% k
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。
2 q; u* v* i' y; l8 v9 A% g5 q
在進入到bootloader之前，大致上還可以細分成兩到三個

1) Collect Hardware Information
7 A; O4 [8 c0 a+ I. n: K2) Run BootROM
3) Initialize Boot Device
9 B# T) f2 q3 X' w5 g; {
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
( d( G% Q' N! L$ j' I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
7 y7 K8 i% c& Z& S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
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
' m. i  i" c+ y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
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。

+ i. W( l" l1 v, A7 f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
1 s4 k) o) E  F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
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
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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