Mobile手机系统启动过程.doc
深入剖析Mobile手机系统启动过程！ 介绍一下mobile系统的启动流程，仅供大家学习之用:硬件平台:TI omap软件平台：WM5.0相关术语：RTOS Real-time Operating SystemEBOOT ETHERNET BOOTIPL Initial Program Loader整体流程：powerON-BootROM->x-loader->Eboot->IPL->OS下面围绕上述过程展开：1 powerON 这里指的是硬件power ON，当按触powerON键后，系统上电，同时触发CPU复位管脚。系统进入到BootROM中，执行其中固化的代码。2 BootROM：BootROM中固化了一段引导代码，用于系统初始化，初始化必要的寄存器，决定启动流程是正常启动或者启动flashing，进入到x-loader。Boot ROM的初始化工作有：l 关闭可屏蔽中断l 时钟设置和DPLL设置l 配置ULPD寄存器，为UART提供48MHz的时钟频率l 配置ARM CORE内部寄存器l 配置EMIFS寄存器l 建立ARM CORE中断向量表上面的工作实际上就是初始化必要寄存器，例如EMIFS初始化。在系统上电时候，BootROM代码会检测是否需要擦写flash内容，可以是部分擦写也可以是全部擦写。擦写工作一般在上电时刻进行，BootROM代码初始化可编程接口（例如USB或者UART串口），然后等待从上位机发过来的boot command命令，如果在没有收到或者等待超时，系统正常启动。（注；上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC。从概念上说控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机。可以理解为主机和从机的关系）如果等到上位机的boot command命令，上位机会download Flash loader程序到omap的interal ram 空间中。Flash loader是由自身的header，flash loader应用程序和一些附加程序构成。接着Boot ROM程序在安全模式下，检查flash loader的signatures来校验其完整性，如果检查失败，系统重启。如果检查通过，flash loader程序开始运行，它将较大size的OS image downloader到Flash介质中。Boot ROM决定启动方式：1）从NOR或者NAND Flash 正常启动2）通过USB或者UART编程后，然后重新正常启动。Boot ROM加载 x-loader：OS Image 下载到flash后，boot ROM代码会从NOR或者NAND flash中查找TOC。TOC是在flash上的一个数据结构，包含了Image信息，起始位置，大小等等。TOC可以有多个，每个TOC都对应着一个Image。NAND flash上TOC最多为16个，最大size为512B。NOR flash情况不一样。Boot ROM 检测项目名为“x-loader”的TOC，让后将对应的Image加载到内存。x-loader是一个通用的loader程序，被Boot ROM从FLASH中启动（NOR），x-loader承担OS的启动，x-loader会被校验然后才会授予权限继续运行。NOR flash上的 sub-image 具有XIP特性，因此NOR flash上的x-loader大小不受限制。对于NAND flash由于其不支持XIP，所以Boot ROM在其开始处预留了64K空间，这个预留空间用于启动扇区，至少包含一个TOC，TOC和其对应的image 被copy到RAM空间，然后才能被执行。3 x-loaderx-loader的功能有哪些？a，初始化硬件，如GPIO初始化。b，加载Eboot代码到RAM空间c, 跳转到Eboot代码介绍一下x-loader TOC实现机制：xldr_startup.s (srcbootxldr) 。 ALIGN 0x200 DCD 0x ; Startoffset from TOC start （0x240） DCD 0x Size DCD 0x ; Flags DCD 0x ; Align DCD 0x ; Spare DCD 0x4F4C2D58 ; Filename - X-LO DCD 0x Filename - ADER DCD 0x ; Filename - Blank DCD 0xFFFFFFFF ; terminating TOC entry DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF DCD 0xFFFFFFFF StartUp ；（0x240）/X-LOADER入口地址 EXPORT StartUp INCLUDE.commonsrcARMTIomap730startuphwinit.sHwinit.s的主要功能：l Set SVC mode & disable IRQ/FIQl Initialize cache & CP15 control registerl Initialize TIPB Bridgesl Initialize EMIFS (flash & debug board controller)l Initialize EMIFF (DRAM controller)l Initialize OCPT1/OCPT2l Initialize OCPIl Initialize UPLDl Initialize CLKMl Configure OMAP730 SoC multiplexingl Configure OMAP730 SoC GPIOl Disable Watchdog Timerl Set DMA to OMAP3.2 model Reset USB modules4 EBootEBoot（ethernet boot）位于MDOC的SPL分区，EBoot主要被PLATFORM BUILDER用来完成对DOC的编程，作为一个系统引导，下载工具，对菜单选项进行操作，并且通过EBoot能够对引导参数进行配置. 首先看看EBOOT对系统进行参数配置所设计到几个重要变量。l g_bootCfg typedef struct UINT32 signature; / Structure signature UINT32 version; / Structure version DEVICE_LOCATION bootDevLoc; / Boot device DEVICE_LOCATION kitlDevLoc; UINT32 kitlFlags; / Debug/KITL mode UINT32 ipAddress; UINT32 ipMask; UINT32 ipRoute; BOOT_CFG; 这个全局变量用来保存系统启动配置参数，实际上对菜单选项的操作实质上是对这个结构变量对应部分的设置。通过BLMenu（）来进行菜单选项的操作。l g_eboot typedef struct OAL_KITL_TYPE bootDeviceType; UINT32 type; UINT32 numRegions; UINT32 launchAddress; REGION_INFO_EX regionBL_MAX_BIN_REGIONS; UINT32 recordOffset; UINT8 *pReadBuffer; UINT32 readSize; EBOOT_CONTEXT;启动参数的配置是通过菜单选项来实现的，系统通过两个全局变量g_menuNetwork，g_menuMain定义了菜单项，首先来看看这两个变量的内容：l static OAL_BLMENU_ITEM g_menuNetwork = L'1', L"Show Current Settings", ShowNetworkSettings,/系统当前设置 NULL, NULL, NULL , L'2', L"Enable/disable KITL", OALBLMenuEnable,/ 关闭或者使能 KITL L"KITL", &g_bootCfg.kitlFlags, (VOID*)OAL_KITL_FLAGS_ENABLED , L'3', L"KITL interrupt/poll mode", SetKitlMode,/设置KITL工作模式 NULL, NULL, NULL , L'4', L"Enable/disable DHCP", OALBLMenuEnable,/ 关闭或者使能 DHCP L"DHCP", &g_bootCfg.kitlFlags, (VOID*)OAL_KITL_FLAGS_DHCP , L'5', L"Set IP address", OALBLMenuSetIpAddress,/设置IP地址 L"Device", &g_bootCfg.ipAddress, NULL , L'6', L"Set IP mask", OALBLMenuSetIpMask,/设置掩码地址 L"Device", &g_bootCfg.ipMask, NULL , L'7', L"Set default router", OALBLMenuSetIpAddress,/设置缺省路由 L"Default router", &g_bootCfg.ipRoute, NULL , L'8', L"Enable/disable VMINI", OALBLMenuEnable, / 关闭或者使能 VMINI L"VMINI", &g_bootCfg.kitlFlags, (VOID*)OAL_KITL_FLAGS_VMINI , L'0', L"Exit and Continue", NULL, / 退出或者继续 NULL, NULL, NULL , 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL ;这个变量主要定义了对设备端网络的配置，当选择其中一项时，系统回调用其对应的登记函数进行相应的系统设置，例如输入4时，选择设置IP地址，系统会通过OALBLMenuSetIpAddress对g_bootCfg.ipRoute进行操作l g_menuMain数据结构static OAL_BLMENU_ITEM g_menuMain = L'1', L"Show Current Settings", ShowSettings,/ 系统当前设置 NULL, NULL, NULL , L'2', L"Select Boot Device", OALBLMenuSelectDevice, / 选择启动设备 L"Boot", &g_bootCfg.bootDevLoc, g_bootDevices , L'3', L"Select Debug Device", OALBLMenuSelectDevice, / 选择设置DEBUG设备 L"Debug", &g_bootCfg.kitlDevLoc, g_kitlDevices , L'4', L"Network Settings", OALBLMenuShow, / 设置网络 L"Network Settings", &g_menuNetwork, NULL , L'5', L"MDOC Flash", OALBLMenuShow, / 选择设置MDOC L"MDOC Flash", &g_menuFlash, NULL , L'6', L"Save Settings", SaveSettings, / 保持系统设置 NULL, NULL, NULL , L'0', L"Exit and Continue", NULL, NULL, NULL, NULL , 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL ; 这个变量定义了系统主菜单选项，通过在这里选择4 进入网络设置菜单，当然这里面还有对其他参数的配置了，启动介质，调试设备等等。如何进入这个菜单呢，在用超级终端调试时，敲SPACEBAR键就可以了OEM API功能说明:l OEMPlatformInit ()完成一些初始化的工作，32K TIMER的初始化，部分RAM区域的初始化l OEMPreDownload ()初始化g_bootCfg，配置参数,在这里可以通过按键来对g_bootCfg进行设置，并且根据选择的下载方式或者协议，来完成IMAGE的DOWNLOAD.l OEMLaunch ()负责加载IMAGE.这个几OEM API是系统EBOOT阶段使用的底层API，具有非常重要的作用，理解这几个OEM API将有利用理解EBOOT对系统的设置5 IPLIPL会使用FMD去装载OS image或者 ULDR,下面将会提到如何进入OS,ULDR模式，当然前提是FMD API要被加载了。IPL里面的主要工作包括设置SYREN模块，电池充电,开机画面显示，完成OS image的加载，这里主要分析进入和如何进入ULDR:描述IPL的充电,开机画面显示,设置跳转参数过程,OEMInit() ，这些过程都是在OEMIPLInit（）来完成的，所以就放在一起进行分析。l IPL的充电重要的数据结构数组s_stChargeImage，用来定义充电LOG图形的二进制内容下面的这几个API都是直接通过系统BATTERY的GPIO来完成充电，判断充电状态。 InitCharge（）主要用来初始化充电，IsCharging（），主要用来报告充电状态，IsChargeDone（）主要用来报告充电完成的状态l IPL的开机画面显示 （当然之前会有对LCD CONTROLLER初始化操作）开机画面显示在IsDisplayInitOK（）返回初始化完成后，用FillImage（）用来加载图片内容，然后打开背光显示。重要的数据结构数组g_iImageData用来定义启动LOG图片的二进制内容l IPL的设置跳转参数过程OALArgsSet()来设置系统ULDR后进入的模式，OALArgsSet()主要通过按键来确定进入模式，OALArgsQuery用来查询系统ULDR后进入的模式。通过OEMGetUpdateMode()来判断是否进入ULDR模式.ulPartType = (OEMGetUpdateMode() = TRUE) ? PART_BOOTSECTION : PART_ROMIMAGE);如果正常启动（不进入ULDR），则要用FAL_LockFlashRegion()将NK,SYSTEM FILE 区域锁住，否则要用FAL_UnlockFlashRegion()打开这段区域的读写特性。如果正常启动，会将IMAGE拷贝到RAM中去，跳转执行IMAGE代码，否则将会执行ULDR.系统调用的重要OEM API：l OEMIPLInit ()l OEMGetUpdateMode()（以上内容，参考部分网络资料）
