高通平台Bootloader启动流程【转】

本文转载自：http://blog.csdn.net/fang_first/article/details/49615631

====================基本知识=======================

LK是(L)ittle (K)ernel的缩写。

高通平台android普遍采用LK作为其bootloader，LK是一个开源项目。但是，LK只是整个系统的引导部分，所以它不是独立存在。LK是一个功能及其强大的bootloader，但现在只支持arm和x86平台。

LK的一个显著的特点就是它实现了一个简单的线程机制（thread），和对高通处理器的深度定制和使用。

 

====================源码架构=======================

app               //主函数启动app执行的目录，第一个app在app/aboot/aboot.c中

arch              //体系代码包含x86和arm

dev               //设备目录，包含显示器，键盘，net,usb等设备的初始化代码

include        //头文件

kernel          //kernel/main.c主函数以及kernel/thread.c线程函数

lib                //库文件

make          //编译规则

platform     //不同平台代码mdmxxx，msmxxx，apqxxx，qsdxxx，还有共享的目录msm_shared

project        //整个工程的编译规则

target          //通用init.c,具体目标板的初始化(主要为板子设备资源init.c代码中)，编译规则代码(一级s810.mk二级hdc8094.mk)

 

====================程序执行流程============================

主函数lk/kernel/main.c

 /* called from crt0.S */
 void kmain(void) __NO_RETURN __EXTERNALLY_VISIBLE;
 void kmain(void)     //从kmain函数开始执行
 {
            thread_init_early();      //线程初始化
            arch_early_init();          //平台体系x86或者arm初始化，类似uboot的第一阶段汇编，在arch/arm下面实现
 实现功能：关闭cache，设置异常向量，mmu初始化，打开cache
            // do any super early platform initialization
            platform_early_init();---->                                    //开始涉及到具体平台
 void platform_early_init(void)
 {
     board_init();                  //目标平台板的初始化
     platform_clock_init();  //平台时钟初始化msm8994_clock
     qgic_init();                  //通用IO通道初始化
     qtimer_init();              //时钟初始化
     scm_init();                   //单片机初始化
 }

           // do any super early target initialization
            target_early_init();    //只初始化串口为了打印信息，与后面的target_init对应
 以上采用层层递进的关系进行初始化

    dprintf(INFO, "welcome to lk\n\n");  //开始进入LK，INFO级别在console打印

     // initialize the threading system
     dprintf(SPEW, "initializing threads\n");    //SPEW级别在console口不打印
     thread_init();

     // initialize the dpc system
     dprintf(SPEW, "initializing dpc\n");
     dpc_init();

     // initialize kernel timers
     dprintf(SPEW, "initializing timers\n");
     timer_init();

  // create a thread to complete system initialization    -->创建线程完成系统初始化，跳转到第二阶段
     dprintf(SPEW, "creating bootstrap completion thread\n");
            /*jump to bootstrap2*/
           thread_resume(thread_create("bootstrap2", &bootstrap2, NULL, DEFAULT_PRIORITY, DEFAULT_STACK_SIZE));

     // become the idle thread    //变成空闲线程
     thread_become_idle();
 }

 static int bootstrap2(void *arg)
 {
             platform_init();              --->void platform_init(void)      //msm8994
 {
     dprintf(INFO, "platform_init()\n");
 #if ENABLE_XPU_VIOLATION
     scm_xpu_err_fatal_init();
 #endif
 }
            target_init();  //各种板子资源初始化，mmc,sdc,usb,volumn等---->
               //里面最重要的是mmc的初始化   target_sdc_init();
               //还有RPM                                  rpm_smd_init();

             dprintf(SPEW, "calling apps_init()\n");//app初始化以及启动app
             apps_init();//开始执行app/aboot.c中的aboot_init函数
 }

接下来开始执行app/aboot/aboot.c

 在amboot.c的源码最底端：
 APP_START(aboot)     //可以看出上述的app启动的第一个就是aboot_init
     .init = aboot_init,
 APP_END

 /* each app needs to define one of these to define its startup conditions */每个app需要的定义
 struct app_descriptor {
     const char *name;
     app_init  init;
     app_entry entry;
     unsigned int flags;
 };
 开始研究aboot_init函数：
 void aboot_init(const struct app_descriptor *app)
 {
           /* Setup page size information for nv storage */首先判断从哪启动emmc还是flash
     if (target_is_emmc_boot())
     {
         page_size = mmc_page_size();
         page_mask = page_size - ;
     }
     else
     {
         page_size = flash_page_size();
         page_mask = page_size - ;
     }
         read_device_info(&device);      //读取设备信息

     /* Display splash screen if enabled */
 #if DISPLAY_SPLASH_SCREEN                           //初始化显示屏
     dprintf(SPEW, "Display Init: Start\n");
     target_display_init(device.display_panel);
     dprintf(SPEW, "Display Init: Done\n");
 #endif

     target_serialno((unsigned char *) sn_buf);   //获取串口号
     dprintf(SPEW,"serial number: %s\n",sn_buf);

       memset(display_panel_buf, '\0', MAX_PANEL_BUF_SIZE);
     /*如果用户强制重启是进入正常模式的，不会进入fastboot模式，然而在实现中该函数返回0，不执行
      * Check power off reason if user force reset,
      * if yes phone will do normal boot.
      */
     if (is_user_force_reset())
         goto normal_boot;

     接下来就做一些除了boot up之外的一些事情，这里面主要判断组合按键，其中可以进入dload(livesuit)模式和recovery模式
      其中recovery模式进入Linux内核，启动recovery映像，通过界面选择烧写的软件包update.zip
 注：android镜像烧写总共有三种：fastboot(调试用),livesuit(下载整个镜像),recovery(启动recovery镜像)

     然后判断是正常启动还是非正常启动，如果正常启动就recovery_init然后直接启动内核（包括传参）
 两种情况：emmc和flash启动
             if (target_is_emmc_boot())
         {
             if(emmc_recovery_init())
                 dprintf(ALWAYS,"error in emmc_recovery_init\n");
             if(target_use_signed_kernel())
             {
                 if((device.is_unlocked) || (device.is_tampered))
                 {
                 #ifdef TZ_TAMPER_FUSE
                     set_tamper_fuse_cmd();
                 #endif
                 #if USE_PCOM_SECBOOT
                     set_tamper_flag(device.is_tampered);
                 #endif
                 }
             }

             boot_linux_from_mmc();    ---->lk的启动画面也在里面，其实就是完成启动前的最后准备工作
         }
         else
         {
             recovery_init();
     #if USE_PCOM_SECBOOT
         if((device.is_unlocked) || (device.is_tampered))
             set_tamper_flag(device.is_tampered);
     #endif
             boot_linux_from_flash();
         }

     如果是非正常启动就进入fastboot模式，之前进行fastboot命令的注册以及启动fastboot
     /* register aboot specific fastboot commands */注册fastboot命令
     aboot_fastboot_register_commands();

     /* dump partition table for debug info */
     partition_dump();

     /* initialize and start fastboot */初始化fastboot以及启动
     fastboot_init(target_get_scratch_address(), target_get_max_flash_size());
 }

现在分析fastboot_init函数做些什么工作：

 int fastboot_init(void *base, unsigned size)
 {
     /* target specific initialization before going into fastboot. */进入fastboot前的目标板初始化
     target_fastboot_init();

          /* setup serialno */创建串口号
     target_serialno((unsigned char *) sn_buf);
     dprintf(SPEW,"serial number: %s\n",sn_buf);
     surf_udc_device.serialno = sn_buf;

         /* initialize udc functions to use dwc controller */初始化usb控制器，因为fastboot和板子通过usb进行通信
          /* register udc device */注册usb controller设备

          /* register gadget */注册gadget

 thr = thread_create("fastboot", fastboot_handler, , DEFAULT_PRIORITY, );//创建线程
                           ---->static int fastboot_handler(void *arg)
 {
     for (;;) {
         event_wait(&usb_online);//等待usb连接
         fastboot_command_loop();//循环处理fastboot命令
     }
     return ;
 }
 }
 大多数fastboot命令cmd_xxx是在aboot.c中实现的，然后进行注册

现在分析 boot_linux_from_mmc函数做些什么工作：

 常用结构体：

 struct boot_img_hdr
 {
     unsigned char magic[BOOT_MAGIC_SIZE];

     unsigned kernel_size;  /* size in bytes */
     unsigned kernel_addr;  /* physical load addr */

     unsigned ramdisk_size; /* size in bytes */
     unsigned ramdisk_addr; /* physical load addr */

     unsigned second_size;  /* size in bytes */
     unsigned second_addr;  /* physical load addr */

     unsigned tags_addr;    /* physical addr for kernel tags */
     unsigned page_size;    /* flash page size we assume */
     unsigned dt_size;      /* device_tree in bytes */
     unsigned unused;    /* future expansion: should be 0 */

     unsigned char name[BOOT_NAME_SIZE]; /* asciiz product name */

     unsigned char cmdline[BOOT_ARGS_SIZE];    //串口的传参在这里

     unsigned id[]; /* timestamp / checksum / sha1 / etc */
 };

现在研究串口cmdline在哪打印的：

 void boot_linux(void *kernel, unsigned *tags,
         const char *cmdline, unsigned machtype,
         void *ramdisk, unsigned ramdisk_size)
 {
         final_cmdline = update_cmdline((const char*)cmdline);

 }

 void aboot_init(const struct app_descriptor *app)
 {
         bool boot_into_fastboot = false;    //判断是否进入fastboot模式
 #if UART_INPUT_INTO_FASTBOOT
     char getc_value;
 #endif

 #if UART_INPUT_INTO_FASTBOOT    //经测验，按键f要一直按住，否则很难检测到，后续可以考虑延迟一段时间
             if(dgetc(&getc_value, ) >= ) {
                 if(getc_value == 'f') {
                     boot_into_fastboot = true;
                     dprintf(INFO,"keyboard is pressed, goto fastboot mode!\n");
                 }
             }
 #endif

 }