MTK6735 pre-loader源代码分析

参考http://blog.chinaunix.net/uid-28458801-id-3487199.html

 

一.简介

 MTK的bootloader分为bootROM + pre-loader[l5]  +U-boot

 

因为bootloader的一部分和系统有关,所以MTK为了不同的应用将它分为两部分的bootloader:

    (1)第1部分bootloader,也就是MTK内部(in-house)的pre-loader,这部分依赖平台,这部分有BootROM来加载到内部的ISRAM中执行。

    (2)第2部分bootloader,也就是u-boot,这部分依赖操作系统,由pre-loader加载到外部DRAM中执行。负责引导linux操作系统和Android框架,但是从Android 4.1(jelly bean)开始,MTK采用little kernel来替代U-boot。

    

 

正常启动的主要工作如下:

    (1)设备上电后,Boot ROM开始运行。

    (2)Boot ROM初始化软件堆栈(softwarestack)、通信端口和可引导存储设备(比如NAND/EMMC)。

    (3)Boot ROM从存储器中加载pre-loader到内部SRAM(ISRAM)中,因为这时候还没有初始化外部的DRAM。

    (4)Boot ROM跳转到pre-loader的入口处并执行。

    (5)Pre-loader初始化DRAM和加载U-Boot到RAM中。

    (6)Pre-loader跳转到U-Boot中并执行,然后U-Boot做一些初始化,比如显示的初始化等。

    (7)U-Boot从存储器中加载引导镜像(boot image),包括linux内核和ramdisk(最小文件系统)

    (8)U-Boot跳转到linux内核并执行。

 

 

二. Pre-loader的过程(procedure)和流程(flow)

    

 

三. Pre-loader启动过程的分析

3.1 resethandler()

这是pre-loader的入口函数,在bootable/bootloader/preloader/platform/mt6735/src/init/init.s中定义,下面类分下此函数的代码:

 

[plain] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. resethandler :  
  2.     MOV r0, #0  
  3.     MOV r1, #0  
  4.     MOV r2, #0  
  5.     MOV r3, #0  
  6.     MOV r4, #0  
  7.     MOV r5, #0  
  8.     MOV r6, #0  
  9.     MOV r7, #0  
  10.     MOV r8, #0  
  11.     MOV r9, #0  
  12.     MOV r10, #0  
  13.     MOV r11, #0  
  14.     MOV r12, #0  
  15.     MOV sp, #0  
  16.     MOV lr, #0  

 

    r0~r12是通用寄存器,可保存数据和地址,r13(sp)、r14(lr)和r15(pc)是ARM处理器为特殊的任务或是专门的功能指定的寄存器。

 

(1)r13通常用作堆栈指针(sp)

        指向当前处理器模式的堆栈的栈顶,RM处理器针对不同的模式,共有 6 个堆栈指针(SP),其中用户模式和系统模式共用一个SP,每种异常模式都有各自专用的R13寄存器(SP)。它们通常指向各模式所对应的专用堆栈,也就是ARM处理器允许用户程序有六个不同的堆栈空间。这些堆栈指针分别为R13、R13_svc、R13_abt、R13_und、R13_irq、R13_fiq。

(2)r14链接寄存器(lr),保存调用子程序的返回地址。

(3)r15是程序计数器(pc),其内容是处理器要取的下一条指令的地址。

 

这里是把这些寄存器的内容清零。

 

[plain] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. /* set the cpu toSVC32 mode */  
  2.     MRS    r0,cpsr  
  3.     BIC    r0,r0,#0x1f  
  4.     ORR    r0,r0,#0xd3  
  5.     MSR    cpsr,r0  
  6.    
  7.     /* disable interrupt */  
  8.     MRS r0, cpsr  
  9.     MOV r1, #INT_BIT  
  10.     ORR r0, r0, r1  
  11. MSR cpsr_cxsf, r0     

 

最后1行表示把r0寄存器的值写入cpsr寄存器对应的4个控制域

c  控制域屏蔽 psr[7..0]

x  扩展域屏蔽 psr[15..8]

s  状态域屏蔽psr[23..16]

f  标志域屏蔽psr[31..24]

注意:区域名必须为小写字母

 

(1)MRS和MSR指令

MRS: Move to Register from Stateregister

MSR: Move to State register fromRegister

http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/6556172

 

(2)设置CPU为管理模式和屏蔽中断

Cpsr (Current Program Status Register)是当前程序状态寄存器


 

图4

 

    设置cpsr[7:0]=d3,表示pre-loader禁用中断请求(interrupt request)和快速中断请求(fast interrupt request);T=0表示ARM状态。M4~M0=1011表示管理模式。

[plain] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. /* enable I+Z bits */  
  2. MRC p15, 0, ip, c1, c0, 0 /*read SCTLR*/  
  3. ORR ip, ip, #0x1800   /* I+Z bits */  
  4. p15, 0, ip, c1, c0, 0  /*write SCTLR*/  

第1行代码是通过设置系统控制寄存器(system control register)的I和Z位为1来分别使能Instructioncaching(指令高速缓存)与Program flowprediction(程序流预测)

 

(1)MRC和MCR是协处理器命令,这里的C指coprocessor

MRC{<cond>}p15,<opcode_1>, <Rd>, <CRn>, <CRm>{,<opcode_2>}

<cond>:为指令执行的条件码。当<cond>忽略时指令为无条件执行

p15:指协处理器CP15

<opcode_1>:操作码1

<Rd>:ARM处理器的寄存器,对于MRC命令来说是目的寄存器。

<CRn>:协处理器寄存器,可为C0,C1,…,C15,CP15的首要寄存器(primary coprocessor)

<CRm>:CP15的次要(辅助/操作)寄存器(secondary/operational coprocessor)

<opcode_2>:操作码2

http://blog.chinaunix.net/uid-24517893-id-253685.html

 

(2)MRC p15, 0, ip, c1,c0, 0

        这里我们是怎么知道读取SCTLR寄存器的值,然后放入到ARM处理器寄存器ip(ip是什么寄存器?),我们先来看《DDI0388F_cortex_a9_r2p2_trm.pdf》下面相关部分:

 

图5

因为CRn=c1,所以我们来看CP15 c1寄存器部分,如下:


 

图6

这就是当CRn=c1时我们可以CP15的寄存器,有SCTLR、ACTLR、CPACR等等。可知MRC p15, 0, ip, c1, c0, 0就是读取系统控制寄存器的值(SystemControl Register),如果要知道系统控制寄存器的具体内容就要详细看其介绍。

 

[cpp] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. ORR ip, ip, #0x1800  
  2. MCR p15, 0, ip, c1,c0, 0  

 

由此可见是要设置SCTLR[12:11]=0b11,我们给出这两位的说明:


 

图7

到此我们就可以理解上面代码的意义了。

 

 

三. Main()

    bootable/bootloader/preloader/platform/mt6735/src/core/main.c


 

    这里要特别注意就是不能在调用bldr_pre_process()之前调用串口输出信息的函数,比如print(),否则无法启动,而且还无法再次烧录。上面这些函数都是以bldr开头,这是bootloader的简称。

    main

        mtk_uart_init(UART_SRC_CLK_FRQ, CFG_LOG_BAUDRATE);  //初始化UART, 设置波特率为921600

       bldr_pre_process(); //3.2.1 

 

 

3.1  bldr_pre_process()

    /* essential hardware initialization. e.g. timer, pll, uart... */

    platform_pre_init();

    g_boot_mode = NORMAL_BOOT;

     /* hardware initialization */

    platform_init();


 

 

3.1.1    platform_pre_init()

 

此函数主要是做一些基本的硬件初始化,包括定时器、pll、串口等

 

 


    platform_pre_init();    

        /* init timer */

        mtk_timer_init();        

         /* init pll */

        mt_pll_init();

        /* init uart baudrate when pll on */

        mtk_uart_init(UART_SRC_CLK_FRQ, CFG_LOG_BAUDRATE);

        /*GPIO init*/

        mt_gpio_init();

            mt_gpio_set_default(); //mtk GPIO默认配置

        clk_buf_all_on(); //打开clk buf

        #if (CFG_USB_UART_SWITCH) //如果设置了这个宏

if (is_uart_cable_inserted())  //插入了uart

set_to_uart_mode();  //切换到uart 模式

        //retry 3 times for pmic wrapper init,提高给其他模块调用的API,这里使能一些状态寄存器

        pwrap_init_preloader();

         //i2c hw init,初始化I2C的引脚,SDA,SCL

        i2c_hw_init();

         pmic_ret = pmic_init();  //另外单独分析,proload电压管理

        mt_pll_post_init(); //初始化pll

         //enable long press reboot function ,设置长按重启

        PMIC_enable_long_press_reboot();

        platform_core_handler

            for (i = NR_CPUS - 1; i > 0; --i)

                spm_mtcmos_ctrl_cpu(i, STA_POWER_DOWN, 0); //关闭非启动cpu

        ptp_init //初始化

 

1)mtk_timer_init()

    MT6577有7个GPT(General-Purpose Timer,通用计时/定时器),其中包括5个32位定时器和1个64位定时器。每个定时器有4种工作模式,分别是ONE-SHOT(一次使用的)、REPEAT(重复使用)、KEEP-GO(继续使用)和FREERUN(自有运行的)。每个定时器工作的时钟源可以是RTC时钟(32.768kHz)或是系统时钟(13MHz)。


 

图11

此函数通过主要内容如下:

    1) 设置PERI_GLOBALCON_PDN0(C1000010,peripheral power-down 0 register for AP side)寄存器的GPT_PDN=1来给GPT上电。

    2) 清空和停止GPT4定时器

    通过设置GPT4_CON(C1002040)定制器来实现,代码如下:

 
  1.     *GPT4_CON = 0x0; //disable  
  2.     *GPT4_CON = 0x2; //clear counter  
 
*GPT4_CON = 0x0; //disable
*GPT4_CON = 0x2; //clear counter

 

    3) 使能GPT4定时器

 
    1. //enable REN Bitfor GPT count error on free run mode  
    2. *GPT4_CLK =((GPT4_SYS_CLK)|GPT4_REN_CLK);  
    3. *GPT4_CON =(GPT4_EN|GPT4_FREERUN);  
//enable REN Bitfor GPT count error on free run mode
*GPT4_CLK =((GPT4_SYS_CLK)|GPT4_REN_CLK);
*GPT4_CON =(GPT4_EN|GPT4_FREERUN);

 

    4) 复位GPT4定时器

 

 

(2)platform_chip_ver()


 

图12

    通过读取对应寄存器的值来获取chip ID、hardware version和software version。 

    这里我们读出CHIP_SUBID=0X00008A00,相当于CHIP_6577_E1,根据MTK给出的说明:在上电后CPU 0和1可能没有明确复位,需要手动复位,这通过设置RST_CTL0(MCUSYS复位控制寄存器0)的SW_CPU_RST位来实现:

 

 

 图13

(3)mt6577_pll_init()

    这部分内容比较多,后续作为单独一部分来介绍。

 

(4)mtk_uart_init(UART_SRC_CLK_FRQ,CFG_LOG_BAUDRATE)

    使用默认的时钟源和921600波特率来初始化UART1。

 

(5)初始化PMIC的I2C接口和初始化PMIC(MT6329)

 

(6)根据DDR的类型,如果为DDR2或是DDR3则重新初始化PLL,那就需要重新初始化串口和I2C;如果为DDR1则不需要了。

 

 

 

3.1.2    platform_init()

    这里主要是平台初始化,包括看门狗初始化、根据启动原因来决定是否给RTC和BBPU供电。

 
 
    /* check DDR-reserve mode */
    check_ddr_reserve_status(); //ddr的备用模式,我们没有用
    /* init watch dog, will enable AP watch dog */
    mtk_wdt_init(); //初始化wdt
        mtk_wdt_check_status(); // This function will store the reset reason: Time out/ SW trigger 
    /*init kpd PMIC mode support*/
    set_kpd_pmic_mode();
        mtk_kpd_gpio_set();  //初始化键盘
    正常按power按键开机:BR_POWER_KEY插入USB开机:BR_USB;定时开机:BR_RTC ; 看门狗启动:BR_WDT或者WDT_BY_PASS_PWK_REBOOT ; rtcl两秒重启:BR_2SEC_REBOOT
    g_boot_reason = reason = platform_boot_status(); //得到启动原因
        if (reason == BR_RTC || reason == BR_POWER_KEY || reason == BR_USB || reason == BR_WDT || reason == BR_WDT_BY_PASS_PWK || reason == BR_2SEC_REBOOT)
            rtc_bbpu_power_on //设置一些RTC相关寄存器
                /* pull PWRBB high */
                bbpu = RTC_BBPU_KEY | RTC_BBPU_AUTO | RTC_BBPU_BBPU | RTC_BBPU_PWREN; 
    enable_PMIC_kpd_clock //使能kpd
    mt_mem_init(); //初始化内存
     /*init dram buffer*/
    init_dram_buffer(); //初始化DDR内存
    ram_console_init(); //控制台内存初始化
    ram_console_reboot_reason_save //保存reboot的原因
    /* init device storeage */
     ret = boot_device_init(); 
        mmc_init_device //初始化MMC
            mmc_init(MMC_HOST_ID, MSDC_MODE_DEFAULT);
            card = mmc_get_card(MMC_HOST_ID);
            .......一些初始化........
            mmc_addr_trans_tbl_init(card, &g_mmc_bdev);
            blkdev_register(&g_mmc_bdev);
    bootarg.dram_rank_num = get_dram_rank_nr();  //dram相关的设置
    get_dram_rank_size(bootarg.dram_rank_size);
    get_orig_dram_rank_info(&bootarg.orig_dram_info);
    setup_mblock_info(&bootarg.mblock_info, &bootarg.orig_dram_info, &bootarg.lca_reserved_mem);
            
 (1)bbpu指Basebandpower-up。

        当检测到按下power按键或是USB/充电线插入,pre-loader调用rtc_bbpu_power_on()函数来锁存RTC的PWBB来保持设备的一直供电,这样就算是松开power按键设备也不会关机。

(2)platform_emergency_download()

    如果同时按下下面3个按键:

 
  1.     #define  KPD_DL_KEY1 8    /* KEY_POWER */  
  2.     #defineKPD_DL_KEY2  9    /* KEY_VOLUMEUP */  
  3.     #defineKPD_DL_KEY3  0    /* KEY_VOLUMEDOWN */  
#define  KPD_DL_KEY1 8    /* KEY_POWER */
#defineKPD_DL_KEY2  9    /* KEY_VOLUMEUP */
#defineKPD_DL_KEY3  0    /* KEY_VOLUMEDOWN */

 

    这3个除了power按键,其他2个应该是可以自定义的。

    Emergency DownloadMode紧急下载模式,它就是一个刷机模式,这里是同时按下这3个按键后进入紧急下载模式,但是不知道为什么就关机了,串口输出信息如下:

 
  1. ……………  
  2. [PreLoader_mt6577_detect_powerkey]Press  
  3. power key ispressed  
  4. [PLFM] Power keyboot!  
  5. platform_init()g_boot_reason=0  
  6. Entermt6577_kpd_gpio_set!  
  7. [PreLoader_mt6577_detect_powerkey]Press  
  8. power key ispressed  
  9. download keys arepressed  
  10. [PLFM] emergencydownload mode(timeout: 300s).  
  11. mtk_arch_reset atpre-loader!  
  12. €€€€€€€€  
 
 
3.1.3    mode = seclib_brom_meta_mode();
  得到meta启动模式,这里是访问一个库
 
 

3.1.4    uart_handshake_init()

META mode:MobileEngineering Test Architecture

if(mode == NORMAL_BOOT) //如果是NORMAL_BOOT

 

 uart_handshake_init();
 

 

    (1)切换到META端口

    mtk_serial_set_current_uart(CFG_UART_META);

    (2)判断META和log端口是否一致,如果一致,就采用META的波特率来初始化META端口。并且同时关闭log,这样log信息会保持在log缓冲区中。

    if (CFG_UART_META == CFG_UART_LOG) {

        /* to prevent sync error with PC */

   gpt_busy_wait_us(160);

   /* init to meta baudrate */

        mtk_uart_init(UART_SRC_CLK_FRQ, CFG_META_BAUDRATE);

        /* disable log so that log message will be kept in log buffer */

        log_buf_ctrl(0);

        log_ctrl(0);

    }

    (3)通过META端口发送ready给下载工具。

    uart_send((u8*)HSHK_COM_READY, strlen(HSHK_COM_READY));

    (4)切换回log端口。

    mtk_serial_set_current_uart(CFG_UART_LOG);
 
 
3.1.5 log_buf_ctrl(1); /* switch log buffer to dram */
  把log buffer方法DRAM里面,原来应该是在sram里面
 
 
3.1.6   part_init()

  主要是分区初始化
 
 

3.1.7    part_dump()

    打印分区信息,包括分区名和分区占用的大小。

 

 

 

3.1.8  sec_lib_init()

    安全库的初始化

 

 
 

3.2 bldr_handshake()

    通过USB或是UART和PC机运行的下载工具握手。

 

 

3.3 宇龙的ABOOT

 

    // add begin by wangping@yulong.com 20150710

 #ifdef YL_DOUBLE_ABOOT

    if (NULL == (bootdev = blkdev_get(CFG_BOOT_DEV))) {

        print("%s can't find boot device(%d)\n", MOD, CFG_BOOT_DEV);

        /* FIXME, should change to global error code */

        goto error;

    }

 

    recovery_flag = CFG_UBOOT_MEMADDR; // 閲囩敤DRAM鍦板潃锛屼笉閲囩敤SRAM鍦板潃锛堝爢鏍堬級闃叉鍫嗘爤婧㈠嚭

    part = part_get("yl_params");

    src = part->start_sect * bootdev->blksz;

    blkdev_read(bootdev, src, 512 * 4, (char*)recovery_flag, part->part_id);

    print("MutiBootloader=%x\n ", *((char*)recovery_flag + 0x6c5));

    boot_recovery = *((char*)recovery_flag + 0x6c5);

    // boot_recovery = 1; // for test

#endif

    // add end.

 

3.4.sec_boot_check(); 

 

/* security check */

 

3.5.device_APC_dom_setup

   建立动态控制modem网络
 
 
3.6.trustzone_pre_init();
 安全区早期初始化
 
 
3.7.bldr_load_images(&jump_addr)
    加载Second Bootloader Load,uboot
 
 

3.8  bldr_post_process()

    preloader部分对平台部分的后处理

    platform_post_init

        platform_parse_bootopt //解析boot的选项,bootopt=
        platform_set_boot_args //设置boot的参数
            platform_set_boot_args_by_atag(&(g_dram_buf->boottag)); // set jump addr
            // Switch log port to UART2 while uart meta connected.
            if(g_boot_mode == META_BOOT && g_meta_com_type == META_UART_COM)
                mtk_serial_set_current_uart(UART2);
            
 
3.9.trustzone_post_init();
    安全控件初始化
 
 
3.10. bldr_jump(jump_addr, jump_arg, sizeof(boot_arg_t));

    跳转到uboot起始地址处并执行。此时preloader的工作结束,转入到uboot阶段。

    jump_arg = (u32)&(g_dram_buf->boottag);前面会赋值
 
 
 
posted @ 2020-11-25 10:30  luoyuna  阅读(1359)  评论(0编辑  收藏  举报