背景
開始接手高通開發的有關工作,為了調試底層驅動,因此有必要了解高通平台上電啟動的流程是怎么樣的。
以 MSM8953 為例子。
MSM:mobile station modems,移動基帶處理器,即:帶基帶的手機處理器
Reference:https://www.cnblogs.com/asreg/articles/9531152.html
有關概念
Secure Boot :安全啟動。
- 目的:廠家發布的產品,只能跑他們自家的軟件,從而防止第三方進行惡意修改,進而影響到系統穩定、安全。
- 原理:SecureBoot 與系統啟動流程息息相關,通過鏡像校驗鏈,一步一步建立起一個可信的運行環境,從而保證安全類應用的執行安全。
- 流程:高通的 Secure Boot 原理與 展銳 的基本一樣:
- 通過將密鑰及安全配置文件寫到 efuse (只能寫一次)
- 此后的每次啟動時,鏡像執行時會使用密鑰校驗認證后面的鏡像,判斷其是否是終端廠家的軟件,如果不是,則終止啟動流程。
加密:
- 密鑰,對稱加密,非對稱加密(公鑰、私鑰)
啟動框圖
啟動相關image介紹
1、APP PBL
( Primary BootLoader
): 位於rom(只讀)中,是芯片上電后執行的真正第一行代碼,在正常啟動流程中會加載 SBL1
。
如果啟動異常會虛擬出
9008
端口用於緊急下載模式,短接板子上的force_boot_from_usb
引腳(MSM8953 為gpio37)到1.8v以達到強制進入緊急下載模式的目的。 在緊急下載模式時可以使用QFILE工具進行Download。
2、SBL1( Second BootLoader stage 1)
:位於EMMC中,由PBL加載,初始化 buses、DDR、clocks等,會虛擬出9006
端口,用於不能開機時dump ram。
3、QSEE/TrustZone
:安全相關,如fuse(安全熔絲)。QSEE
指的是 Qualcomm Secure Execution Environment
4、DEVCFG
:OEM配置信息(如OEMLock)。
5、 Debug Policy
: 調試相關。
6、APPSBL
:BootLoader,通常使用LK(LittleKernel)。
7、HLOS( High Level Operating System)
:即為Linux/Android。
8、Modem PBL
:Modem處理器的PBL。
9、MBA(Modem Boot Authenticator)
:Modem處理器啟動認證。
注意:
- PBL中是含有EMMC驅動的,有訪問EMMC的能力,自身運行在MCU內部SRAM中。
- PBL首先從EMMC加載SBL1到L2(內部緩存並非DDR),SBL1同樣運行在片內SRAM。
可以看到MSM8953中的處理器有5個子系統,分別為:
啟動流程
軟件層面的啟動流程為:PBL --> SBL --> QSEE/TE --> LK --> Kernel --> Android
啟動流程:
1、系統上電,使MSM8953從上電復位開始運行。
2、在Cortex A53中運行的PBL會加載各部分到對應的內存中:
- a) 從啟動設備(如EMMC)加載SBL1 segment1到L2(即為TCM,Tightly-Coupled Memory,緊耦合內存)。
- b) 加載SBL1 segment2到RPM處理器的RAM中。
3、SBL1 segment1會初始化DDR,並完成如下加載:
此時DDR才允許使用,而EMMC在一開始就可以使用了。
- a)從啟動設備加載QSEE image到DDR。
- b)從啟動設備加載DEVCFG image到DDR。
- c)從啟動設備加載Debug Policy image到DDR。
- d)從啟動設備加載HLOS APPSBL(Bootloader) image到DDR。
- e)從啟動設備加載RPM firmware image到RPM的RAM中。
4、SBL1移交運行控制權給QSEE。QSEE建立安全運行環境,配置xPU,支持fuse。
- 因為SBL1運行在AArch32模式,而QSEE運行在AArch64模式。為了切換到AArch64模式,SBL1會啟動重映射器,操作RMR寄存器,然后觸發warm-reset,QSEE就能夠運行在AArch64模式了。
5、QSEE通知RPM啟動RPM固件的執行。
6、QSEE移交運行控制權給HLOS APPSBL(Bootloader)。
- APPSBL只能在AArch32模式開始運行。
- 這時AArch32的運行模式切換是在EL3/Monitor模式完成的。通過查看APPSBL的ELF頭能夠得知其需要運行在32位指令集架構下。EL3/Monitor模式改變到32位模式,然后再啟動APPSBL。
7、APPSBL加載、驗證kernel。APPSBL通過SCM調用改變到HLOS kernel需要的AArch64模式。這和之前LK直接跳轉到kernel運行是不同的。
8、HLOS kernel通過PIL加載MBA到DDR。
9、HLOS kernel對Hexagon modem DSP進行解復位。
10、Modem PBL繼續它的啟動。
11、HLOS kernel 通過PIL加載AMSS modemimage到DDR。
12、Modem PBL驗證MBA然后跳轉到MBA。
13、HLOS通過PIL加載WCNSS(Pronto)image到DDR。
14、HLOS對WCNSS(Pronto)進行解復位以便Prontoimage開始執行。
15、HLOS通過PIL加載LPASS image到DDR。
16、HLOS對LPSAA進行解復位以便LPASSimage開始執行。