X-002 Exyson4412芯片啟動過程分析

 

移植u-boot到FriendlyARM Tiny4412開發板上，首先我們需要對Samsung Exyson4412芯片的啟動方式、系統時鍾初始化、串口初始化、內存初始化以及開發板的內存地址空間分配有一個清楚的認識。

下面是一些參考資料：

1>、技術部落 （這個網站對Exyson4412芯片的啟動、時鍾系統、串口以及內存初始化進行了詳細的講解）

2>、嵌入式Linux系統開發完全手冊_基於4412_上冊.pdf （這個文檔是韋東山寫的，講的也非常好）

3>、Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf （這篇文檔是Samsung的官方文檔，詳細介紹了這款Exyson4412的啟動）

4>、SEC_Exynos4412_Users Manual_Ver.1.00.00.pdf （這篇文檔也是Samsung官方文檔，是exynos4412的用戶手冊，有兩千八百多頁，包含了exynos4412的詳細信息）

1、Exyson4412芯片的啟動方式

    參考Exynos 4412 SCP_Users Manual_Ver.0.10.00_Preliminary0.pdf的第五章Booting Sequence。

Ÿ   iROM是存儲在內部的64KROM中的，主要進行CPU的時鍾，堆棧等基本初始化工作。

Ÿ   iROM從啟動外設加載BL1到內部256KB的SRAM中，啟動外設是由OM來決定的，根據安全啟動設置值，iROM可能會較驗BL1鏡像文件。

Ÿ   BL1初始化內部系統時鍾和DRAM控制器，在初始化完成DRAM控制器，開始加載OS鏡像文件，根據安全啟動設置值，BL1可能會較驗OS鏡像文件。

Ÿ   等啟動完成后，BL1就跳轉到操作系統進行執行。

<1> iROM ：iROM把啟動設備上特定位置處的程序讀入片內存 (iRAM) ，並執行它。iROM的啟動過程如下圖所示（摘自Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf）：

由上圖可以看出，iROM首先關閉看門狗，關閉中斷及MMU，關閉數據緩存，打開指令緩存，清除TLB，然后將其他核進入IDLE模式，只留CPU0，這里有了第一個跳轉分支，IROM判斷當前啟動模式，是冷啟動還是喚醒，如果是喚醒模式，那么就是直接跳轉到BL1，在BL1里面我們會再次判斷是否是喚醒模式，如果是就直接跳轉到喚醒函數。

接着設置IRQ及SVC模式的棧空間，棧地址是其內部的一片IRAM，這小段RAM是IROM運行的外部隨機存儲器，沒有這片小內存，IROM是無法運行的。接下了就是初始化IROM里面所使用的各種變量，初始化只讀數據段，未初始化數據段清零，導出部分核心函數，這個函數可以在BL1中使用，獲取當前復位的狀態，設置系統時鍾分頻，獲取OM管腳配置模式，從指定的啟動設備上拷貝BL1的代碼到iRAM中。如果拷貝成功，就驗證校驗和，BL1的前16個字節就是提供給IROM用來標識BL1相關信息的。

    簡單地說，iROM就是先設置程序運行環境 (比如關看門狗、關中斷、關MMU 、設置棧 、設置棧 、啟動 PLL 等 )；然后根據OM引腳確定啟動設備 (NAND Flash/SD 卡/eMMC卡/其他 )，把 BL1 從指定的啟動設備里面讀出存入iRAM，接着在iRAM里面執行 BL1的代碼。

    <2> BL1、BL2 ：摘自Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf的P₁₀

2、Exyson4412芯片啟動模式選擇

OMpin OM[5:1]設置Exyson4412從不同的外設加載程序，如SD卡，NANDFlash等。

Tiny4412的電路圖(Tiny4412-1412-Schematic.pdf)如下圖所示：

由Table 5-3 OM Pin Setting和Tiny4412的電路圖的BootingMode Option可知，XOM0,XOM1,XOM4,XOM5都設置成0，那么主要看XOM2和XOM3了，這兩個腳分別接在74LVC1G04反向器的輸入和輸出上。XOM2接1時，XOM3為0，OM[5:1]為5b'00010，此時選擇的是從SD卡(SDMMC_CH2)啟動；XOM2接0時，XOM3為1，OM[5:1]為5b'00100，此時選擇的是從eMMC卡(eMMC44_CH4)啟動；這個啟動方式主要由電路板上開關決定。

3、BL1、BL2在啟動設備上的存放位置、大小、讀到 iRAM哪個位置？

    3.1啟動設備是SD卡，BL1、BL2在SD卡上存放位置為：

摘自：Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf P₂₄

BL1 位於SD卡偏移地址 512字節處（即從第一個扇區開始，前面有一個扇區保留，每個扇區512字節，第一個扇區是分區表的配置區），iROM從這個位置讀入8K 字節的數據，存在iRAM地址 0x02021400位置處。 所以 BL1不能大於8K 。

iROM計算校驗和且驗證通過后並解密BL1成功后就可以跳轉到BL1了，至此iROM已執行完備，權限已交由BL1了，補充說明一下，解密BL1是加密模式啟動時才需要的，非加密模式啟動是無需解密BL1的。

BL2 位於 SD 卡偏移地址 (512 +8K)字節處，BL1從這個位置讀入14K 字節的數據，存在iRAM 地址 0x02023400 處。 BL2 不能大於(14K – 4) 字節，最后 4字節用於存放較驗碼。

如果我們的程序大於 (14K – 4) 字節，那么需要截取前面 (14K – 4) 字節用來制作BL2並燒入SD卡偏移地址 (512 +8K) 字節處。當BL2啟動后，由它來將存放在SD卡另外位置的、完整程序讀入內存。

 

3.2啟動設備是eMMC卡，BL1、BL2在SD卡上存放位置為：

摘自：Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.00.pdf P₂₄

 

參考文檔

    1、http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/5080309.html

    2、http://www.techbulo.com/1335.html