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2018年10月14日 | Exynos4412的启动过程分析
2018-10-14 来源：eefocus
做实验时我们是把 bin 文件烧入SD卡，比如前面做的汇编流水灯实验。
问：是谁把这些指令从 SD 卡读出来执行？
答：是固化在芯片内部ROM上的代码---它被称为iROM ，iROM是厂家事先烧写在芯片上的，无源码。
iROM把启动设备上特定位置处的程序读入片内存 (iRAM) ，并执行它。这个程序被称为 ，并执行它。这个程序被称为 BL1(Bootloader 1) ，BL1 是三星公司提供的，无源码。
BL1又把启动设备上另一个特定位置处的程序读入片内内存，并执行它。这个被称为 BL2(Bootloader 2) ，是我们编写的源码。
在汇编流水灯程序中我们通过mkbl2工具制作的BL2,当时也做了比较详细的讲解，执行如下命令：
1 | ./mkbl2 leds_on.bin bl2.bin 14336 |
iROM 、BL1更细致的启动过程如下图所示（摘自Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf）：
(1) iROM ：下图是 iROM 启动流程图
iRom Booting
由上图可以看出，首先关闭看门狗，关闭中断及MMU，关闭数据缓存，打开指令缓存，清除TLB，然后将其他核进入IDLE模式，只留CPU0，这里有了第一个跳转分支，IROM判断当前启动模式，是冷启动还是唤醒，如果是唤醒模式，那么就是直接跳转到BL1，在BL1里面我们会再次判断是否是唤醒模式，如果是就直接跳转到唤醒函数，一般都是linux内核的唤醒句柄。当然在裸机里都是冷启动的，休眠唤醒一般是不需要关注的，当然如果你的裸机程序需要支持休眠唤醒，就需要增加相应的代码了。
继续分析，设置IRQ及SVC模式的栈空间，这个时间，栈地址是其内部的一片IRAM，这小片RAM是IROM运行的外部随机存储器，没有这片小内存，IROM是无法运行的。接下了就是初始化IROM里面所使用的各种变量，初始化只读数据段，未初始化数据段清零，导出部分核心函数，这个函数可以在BL1中使用，获取当前复位的状态，设置系统时钟分频，获取OM管脚配置模式，这里可以从多种外设启动，具体启动模式如下表:
OM select boot device
我们整个裸机教程都是从外部SD卡启动，根据OM启动模式，从SD卡拷贝前8K代码，如果拷贝成功，就验证校验和，BL1的前16个字节就是提供给IROM用来标识BL1相关信息的，具体信息如下(后面的教程我们会自己写一个BL1，现阶段先用三星提供的)：
//bl1 header infomation for irom
//
//0x0 - bl1 size
//0x4 - reserved (should be 0)
//0x8 - check sum
//0xc - reserved (should be 0)
.word 0x2000
.word 0x0
.word 0x0
.word 0x0
首先是描述BL1的大小，然后还有一个BL1的校验和，那我们怎么知道BL1的校验和呢，这个是在编译生成最终的二进制文件后，通过mk4412程序制作的
简单地说，iROM就是先设置程序运行环境 (比如关看门狗、关中断、关MMU 、设置栈 、设置栈 、启动 PLL 等 )；然后根据OM引脚确定启动设备 (NAND Flash/SD 卡/其他 )，把 BL1 从里面读出存入iRAM；最后启动 BL1 。
(2) BL1 ：下图是 BL1 的启动过程
BL1 Booting
简单地说，也是设置程序运行环境(初始化中断、设置栈等 )；然后从启动设备上把 BL2读入iRAM；最后启动它。
有几个问题需要解决：
① 在启动设备上哪个位置存放 BL1、BL2？
② 把BL1 BL2 读到 iRAM哪个位置？
③ BL1 、BL2 大小是多少？
④ 怎么保证 BL1 、BL2 程序的完整性(即读出程序时没有错误 )？
假设启动备为 SD 卡， 如下图所示（这里只分析SD卡启动）：
BL1、BL2在SD卡上的存储位置
BL1、BL2在iRam中的存储位置
BL1 位于SD卡偏移地址 512字节处（即从第一个扇区开始，前面有一个扇区保留，每个扇区512字节，为什么保留第一个扇区，如果有同学对DOS分区表有过研究，就能明白其中的道理了，第一个扇区是分区表的配置区），iROM从这个位置读入8K 字节的数据，存在iRAM地址 0x02021400位置处。 所以 BL1不能大于8K 。
IROM计算校验和且验证通过后并解密BL1成功后就可以跳转到BL1了，至此IROM已执行完备，权限已交由BL1了，补充说明一下，解密BL1是加密模式启动时才需要的，非加密模式启动是无需解密BL1的。
BL2 位于 SD 卡偏移地址 (512 +8K)字节处，BL1从这个位置读入14K 字节的数据，存在iRAM 地址 0x02023400 处。 BL2 不能大于(14K – 4) 字节，最后 4字节用于存放较验码（在汇编流水灯试验中我们用mkbl2工具制作的BL2，其中mkbl2工具最主要的作用就是计算出校验码）。
如果我们的程序大于 (14K – 4) 字节，那么需要截取前面 (14K – 4) 字节用来制作BL2并烧入SD卡偏移地址 (512 +8K) 字节处。当BL2启动后，由它来将存放在SD卡另外位置的、完整程序读入内存。
对于其他启动设备，可以参考 《Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf》，下面会附上下载地址。
下载地址
史海拾趣
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