樹莓派的啟動過程

2021-08-22 05:02:19 字數 2468 閱讀 3956

英文原文:

樹莓派和傳統的pc不同之處在於,樹莓派是soc裝置,cpu和gpu等外設整合在一顆晶元內部,因此,加電後,cpu可以在cpu初始化完成後再進行初始化工作。

bcm2835 soc(不是樹莓派3)如下圖:

樹莓派的soc內部整合了arm cpu,gpu,rom,sdram,以及其他裝置,所以可以把樹莓派想象成一股arm系統結構的pc。當給樹莓派加電後,最先執行儲存在rom中的**,這些**是晶元出廠的時候就設定的,通常被稱為first-stage bootloader,這些**固化硬體內部,可以認為是soc硬體的一部分。

first-stage bootloader的主要工作是載入位於sd卡上第乙個分割槽的bootloader(稱為second-stage bootloader),第乙個分割槽必須是fat32格式。second-stage bootloader主要是bootloader.bin。可以把sd卡取出,放到windows或linux系統中,就可以看到bootloader.bin檔案。需要說明的是,上電或者重啟後,cpu和ram都沒有初始化,因此,執行second-stage bootloader的實體是gpu,bootcode.bin是載入到gpu的128kb大小的l2cache中,再執行的。bootcode.bin的主要工作是初始化ram,並把start.elf(也位於sd卡的第一分區)載入到記憶體中。start.elf就是third-stage bootloader,start.efl從第乙個分割槽中載入config.txt,可以把config.txt想象成bios配置資訊,內部的配置都可以改變。例如:

arm_freq: frequency of arm in mhz. default 700.

gpu_freq: sets core_freq, h264_freq, isp_freq, v3d_freq together.

core_freq: frequency of gpu processor core in mhz. default 250.

h264_freq: frequency of hardware video block in mhz. default 250.

isp_freq:frequency of image sensor pipeline block in mhz. default 250.

v3d_freq:frequency of 3d block in mhz. default 250.

sdram_freq:frequency of sdram in mhz. default 400.

start.elf把ram空間劃分為2部分:cpu訪問空間和gpu訪問空間。soc晶元只訪問屬於gpu位址空間的記憶體區,例如,gpu的物理記憶體位址空間為0x000f000 – 0x0000ffff,cpu的物理記憶體位址空間為0x00000000 – 0x0000efff,如果gpu訪問0x0000008,那麼它訪問的實體地址為0x000f008。(實際上,arm處理器的mmu部件把gpu的記憶體空間對映到0xc0000000開始)。config.txt在記憶體位址空間分配完成後才載入,因此,不可以在config.txt中更改記憶體位址的配置。然而,可以通過配置多個elf檔案來讓start.elf和config.txt支援多種配置空間。start.elf還從sd卡的第乙個分割槽中載入cmdline.txt(如果cmdline.txt存在的話)。該檔案儲存的是啟動kernel(不一定是linux的核心)的引數。至此,soc進入了boot的最後階段,start.efl把kernel.img,ramdisk,dtb載入到記憶體的預定位址,然後向cpu發出重啟訊號,因此cpu就可以從記憶體的預定位址執行kernel的**,就進入了軟體定義的系統啟動流程。

after starting the operating system, the gpu code is not unloaded. in fact, start.elf is not just firmware for the gpu, it is a proprietary operating system called videocore os. when the normal os (linux) requires an element not directly accessible to it, linux communicates with vcos using the mailbox messaging system.

第1章 樹莓派4B啟動過程

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樹莓派學習 一 啟動樹莓派

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