跟涛哥一起学嵌入式第09集：ARM启动过程中你不知道的小秘密

学过嵌入式、玩过开发板的同学可能都知道这些常识：我们的ARM开发板有多种启动方式，可以从NORFlash启动、可以从NANDFlash启动、也可以从SD卡启动。当系统上电后，ARM会从U-boot启动，然后U-boot将自身代码拷贝到内存DDR SDRAM中，接着PC指针指向内存，从内存中不断地取指令、翻译指令、运行指令。

然而，现实果真如此吗？U-boot是系统上电运行的第一行代码吗？ARM支持多种启动方式是如何实现的？
很多资料或者手册上可能都没有提及到这个话题，或者一笔带过。今天就给大家扒一扒芯片启动过程中的那些小秘密。

其实，在现代ARM处理器中，U-boot并不是系统上电运行的第一行代码。一般在芯片SOC内部，会集成一片ROM，在ROM上会固化一段启动代码，如下图：

系统上电后，会首先运行固化在芯片内部的这部分ROMCODE代码。这部分代码的主要工作就是初始化存储接口、建立存储映射。它首先会根据CPU外部管脚或efuse值来判断系统的启动方式：NOR、NAND还是SD卡启动。
如果我们设置系统从NORFlash启动，这段代码就会将NORFlash映射为零地址，然后系统复位，跳转到U-boot的中断向量表中的第一行代码，即NORFlash中的第一行代码去执行。
如果我们设置系统从NANDFlash或SD卡启动，我们知道除了SDRAM和NORFlash支持随机读写，可以直接运行代码外，其它的Flash设备是不支持直接运行代码的，只能将代码拷贝到内存中执行。因为此时DDR内存还没有初始化，所以一般会先将NANDFlash或SD卡中的一部分代码(前4K)拷贝到芯片内部的SRAM中去执行，然后在这4K代码中再进行各种初始化、代码拷贝等工作，最后系统才会跳到SDRAM内存中去执行代码。

由此可见，CPU并不是万能的，它里面除了一些寄存器、逻辑算术运算单元，也没有什么复杂的逻辑了。很多不同的启动方式需要我们通过CPU管脚来设置，需要我们自己写程序进行判断。这些程序写好之后是固化在芯片内部的，出厂时固化在芯片内部，无法更改。因此，这部分启动流程相对于芯片使用者、开发者来说是无须关心的，我们只需要按照芯片手册设置自己的启动方式就可以了。

小结

本文主要给大家科普了ARM启动过程中，系统上电复位之前的一点小秘密：包括系统启动模式选择、存储映射、代码拷贝等一些基本流程。这些准备工作做好之后，才会发生系统复位，跳转到我们ARM的中断向量表去执行。通过本节学习，相信大家对嵌入式系统的整体启动流程的理解会有一个更完整的认识。

本文根据《C语言嵌入式Linux高级编程》第9期：CPU和操作系统入门，第9.14节改编，视频课程地址：C语言嵌入式Linux高级编程第9期：CPU和操作系统入门，关注嵌入式学习，视频教程，可以关注微信公众号：armlinuxfun（宅学部落）或QQ群：475504428