讯为4412开发板嵌入式学习（九）uboot启动过程

关于如何boot启动文档名为SEC_Solution Training doc_uboot mr structure.pdf

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一、根据拨码开关OM选择启动（booting）设备

（一）、启动模式选择部分原理图

图一、启动模式选择部分原理图

图中N.M. 表示的是不上件，即断开的意思。
从图一可以看出，如果无其他电路连接，XOM0=1，XOM1=XOM2=XOM4=0，XOM3=XOM5=1，XOM6=0。

（二）、拨码开关部分原理图

图二 拨码开关部分原理图

从图二可以看出XOM3和COM5是连在一起的，即XOM3=COM5。

（三）、拨码开关和启动设备对应的关系图

图三 拨码开关和启动设备对应的关系图

从图三可以看出，如果想要用SD卡做启动设备（SDMMC_CH2），则需要将拨码开关设置成b’00010，即只有XOM2=1，其他设为0。

二、4412uboot启动流程

硬件结构和启动流程概览图

uboot镜像（uboot image）=BL1（及签名共15KB，二进制文件）+BL2（及签名共16KB）+U-boot.bin（328KB）+TZSW（trust zone用户定义区域，小于156KB）

BL1

BL2=BL2.bin+all00_padding.bin

u-boot.bin

TZSW

uboot镜像

（一）、iROM启动流程图

iROM启动步骤如下：

1. 关闭看门狗（watchdog）。
2. 关闭中断和MMU（memory management unit，内存管理单元）。
3. 关闭高速缓冲存储器（cache）。
4. 使能指令缓存器（I-cache）。
5. 使核心1待机。
6. 判断是否处于Deep-Stop或AFTR状态，是的话就执行BL1，否则进入下一步。
7. 初始化IRQ状态和SVC状态下的堆栈。
8. 初始化零初始化数据区ZI（Zero initialize data）和可读可写数据区RW（Read Write data）。
9. 注册函数指针（用作回调callback）。
10. 获取复位后的状态寄存器值。
11. 设置时钟分频器和锁相环。
12. 通过拨码开关状态（OM[4:0]）确定启动下载方式（由于4412可以通过移动设备TF卡下载程序，故不需要jtag）。
13. 通过选择的设备进行booting初始化。
14. 下载成功的话（根据执行重启还是休眠状态，这里讲重启后的操作步骤）检查下载的数据的校验和是否正确，然后验证BL1是否正确，进而加密BL1并（在iRAM中）运行BL1。如果上述某个环节出错则初始化iROM失败。

附上ARM状态（32位指令）和Thumb状态（16位指令，另外还有新版的Thumb-2状态，它兼容了16位和32位指令，实现更高的性能）下的工作模式：

（二）、BL1启动流程图

BL1是由三星提供的二进制文件，故不开源（无源码）。

BL1启动步骤如下：

1. 启动，判断是否处于Deep-Stop/AFTR状态，是的话则直接执行BL2，否则执行下一步。
2. 从启动设备读取BL2镜像。
3. 判断睡眠是否被唤醒，是的话直接执行BL2，否则进入下一步。
4. 判断是否安全的启动，正确的话执行下一步，否则直接执行BL2。
5. 判断电子签名是否合法，正确的话执行BL2，否则错误并进入死循环。

（三）、BL2启动流程图

BL2启动步骤如下：

1. 启动，判断是否处于Deep-Stop/AFTR状态，是的话则直接跳转到DRAM运行固件/操作系统，否则执行下一步。
2. 设置时钟源。
3. 初始化DRAM（Dynamic Ramdom Access Memory，动态随机存取存储器）。
4. 判断睡眠是否被唤醒，是的话则直接跳转到DRAM运行固件/操作系统，否则进入下一步。
5. 从启动设备读取固件F/W或OS镜像（system.img）。
6. 判断是否安全的启动，正确的话执行下一步，否则直接跳转到DRAM运行固件/操作系统。
7. 判断电子签名是否合法，正确的话跳转到DRAM运行固件/操作系统，否则错误并进入死循环。

至此启动完成并开始执行程序。

参考资料：
ARM 中断状态和SVC状态的堆栈切换 （异常）

ARM官方手册

IRAM IROM 区别

Linux grep 命令

Linux awk 命令

makefile下$^,$@,$?定义使用详解

Linux sed 命令

Shell 传递参数

makefile中的：BUILD_DIR解释

cat <

Tcsh脚本编程

makefile之findstring函数

$(origin variable)详解

uboot笔记之makefile分析

u-boot.lds链接文件详解

x86 Assembly Language Reference Manual

ARM Assembly Language Programming