boot code, bootloader, and Linux Kernel entry points

菠蘿麵包整理了 Android 開機流程 boot sequence
給個 boot rom, bootloader, Linux kernel, Android Init, Zygote, Dalvik,, System Server, 最後發出
ACTION_BOOT_COMPLETED 的 braodcast intent 觸發需要知道開機啟動的服務，其中從
硬體到使用者接觸到的應用程式的完整流程。

我們關注的是前面這段觀念：
硬體平台上的 boot ROM 儲存了 boot code，boot rom 本身也是在記憶體上執行，arm cpu
藉由 reset 0x0000, 0000 由 chip select 線路連結的開機媒介決定到哪一種 storage (Nor flash,
 Nand flash) 去讀取 boot loader。 將 boot loader 載入到實體記憶體後開始執行 boot loader ...

在 booting sequence documentation 則提到在 bootloader 到 linux kernel 端的開機介面
與流程：

ARM Linux kernel 對 bootloader 所需要的，就是藉由 bootloader 將 Linux kernel 從
storage 讀出載入到記憶體，設定某些暫存器，並呼叫 Linux kernel entry point，此
時還不需要啟動 MMU。

 Linux kernel 的 zImage 壓縮檔，就必須要跳到 arch/arm/boot/compressed/head.S
會使用  arch/arm/boot/compressed/misc.c (抄自 gzip 的某些函式介面) 裡面的
decompress_kernel() 其中會呼叫 arch_decomp_setup() 設定 debug FF/ST uart port,
或特殊的 Chip Select memory mapping，接著在開機印出 "Uncompressing Linux..."
字串後進行解壓縮。

ARM Linux boot sequence

另外關於 arm linux 的開機流程也有人寫了程式碼分析文：
ARM Linux boot sequence

zImage 解壓縮階段：
從跟 boot loader 串接，關閉 cpu cache, MMU, 設定 stack, kernel entry point 在實體
記憶體位置，設定 cpu 型號辨識，啟用 cpu cache, MMU, 設定 MMU page table
將 kernel zImage 解壓縮並載入到 RAM，進入 kernel start...

ARM 相關的 kernel code:
查詢 cpu 型號，啟用多核心支援，查詢(主機)板子的 machine 型號，MACHINE_DESC
macro 的定義。建立 MMU 的 page table，enable MMU，初始化 cache, write buffer。
繼續 enable MMU，設定 page table pointer (TTB)，找到 page table 起始點，切換
MMU 進入 virtual address space, 回到已經過 mmap 過的 switch data。

複製 data segment 到 RAM
清空 BSS(寫零)
跳到 start_kernel 開始執行 Linux kernel 開機程序。也就是接 Intel 文件中的 C 程式碼
起始點。 

Linux kernel entry points

讀 Intel 的 device driver debugging 可以找到幾個 Linux kernel source entry point。

開發新平台(OS Adaptation, OS bring up, customize core components)
其中一項重要的工作就是寫驅動程式，有些多媒體編解碼的最佳化，
也是在驅動程式端實作。

一些有用的 kernel 資訊如：active kernel threads, loaded kernel modules

x86 開機流程中 BIOS->OS boot loader --start_kernel()-->OS

sched_init() 是 scheduler initialization

mwait_idle() 是 OS 主要的迴圈(就像 micro controller 的 main loop)


相關連結：

Device Driver Debugging on Intel Atom processor based devices (pdf)