背景
开始接手高通开发的有关工作,为了调试底层驱动,因此有必要了解高通平台上电启动的流程是怎么样的。
以 MSM8953 为例子。
MSM:mobile station modems,移动基带处理器,即:带基带的手机处理器
Reference:
有关概念
Secure Boot :安全启动。
- 目的:厂家发布的产品,只能跑他们自家的软件,从而防止第三方进行恶意修改,进而影响到系统稳定、安全。
- 原理:SecureBoot 与系统启动流程息息相关,通过镜像校验链,一步一步建立起一个可信的运行环境,从而保证安全类应用的执行安全。
- 流程:高通的 Secure Boot 原理与 展锐 的基本一样:
- 通过将密钥及安全配置文件写到 efuse (只能写一次)
- 此后的每次启动时,镜像执行时会使用密钥校验认证后面的镜像,判断其是否是终端厂家的软件,如果不是,则终止启动流程。
加密:
- 密钥,对称加密,非对称加密(公钥、私钥)
启动框图
启动相关image介绍
1、APP PBL
( Primary BootLoader
): 位于rom(只读)中,是芯片上电后执行的真正第一行代码,在正常启动流程中会加载 SBL1
。
如果启动异常会虚拟出
9008
端口用于紧急下载模式,短接板子上的force_boot_from_usb
引脚(MSM8953 为gpio37)到1.8v以达到强制进入紧急下载模式的目的。 在紧急下载模式时可以使用QFILE工具进行Download。
2、SBL1( Second BootLoader stage 1)
:位于EMMC中,由PBL加载,初始化 buses、DDR、clocks等,会虚拟出9006
端口,用于不能开机时dump ram。
3、QSEE/TrustZone
:安全相关,如fuse(安全熔丝)。QSEE
指的是 Qualcomm Secure Execution Environment
4、DEVCFG
:OEM配置信息(如OEMLock)。
5、 Debug Policy
: 调试相关。
6、APPSBL
:BootLoader,通常使用LK(LittleKernel)。
7、HLOS( High Level Operating System)
:即为Linux/Android。
8、Modem PBL
:Modem处理器的PBL。
9、MBA(Modem Boot Authenticator)
:Modem处理器启动认证。
注意:
- PBL中是含有EMMC驱动的,有访问EMMC的能力,自身运行在MCU内部SRAM中。
- PBL首先从EMMC加载SBL1到L2(内部缓存并非DDR),SBL1同样运行在片内SRAM。
可以看到MSM8953中的处理器有5个子系统,分别为:
启动流程
软件层面的启动流程为:PBL --> SBL --> QSEE/TE --> LK --> Kernel --> Android
启动流程:
1、系统上电,使MSM8953从上电复位开始运行。
2、在Cortex A53中运行的PBL会加载各部分到对应的内存中:
- a) 从启动设备(如EMMC)加载SBL1 segment1到L2(即为TCM,Tightly-Coupled Memory,紧耦合内存)。
- b) 加载SBL1 segment2到RPM处理器的RAM中。
3、SBL1 segment1会初始化DDR,并完成如下加载:
此时DDR才允许使用,而EMMC在一开始就可以使用了。
- a)从启动设备加载QSEE image到DDR。
- b)从启动设备加载DEVCFG image到DDR。
- c)从启动设备加载Debug Policy image到DDR。
- d)从启动设备加载HLOS APPSBL(Bootloader) image到DDR。
- e)从启动设备加载RPM firmware image到RPM的RAM中。
4、SBL1移交运行控制权给QSEE。QSEE建立安全运行环境,配置xPU,支持fuse。
- 因为SBL1运行在AArch32模式,而QSEE运行在AArch64模式。为了切换到AArch64模式,SBL1会启动重映射器,操作RMR寄存器,然后触发warm-reset,QSEE就能够运行在AArch64模式了。
5、QSEE通知RPM启动RPM固件的执行。
6、QSEE移交运行控制权给HLOS APPSBL(Bootloader)。
- APPSBL只能在AArch32模式开始运行。
- 这时AArch32的运行模式切换是在EL3/Monitor模式完成的。通过查看APPSBL的ELF头能够得知其需要运行在32位指令集架构下。EL3/Monitor模式改变到32位模式,然后再启动APPSBL。
7、APPSBL加载、验证kernel。APPSBL通过SCM调用改变到HLOS kernel需要的AArch64模式。这和之前LK直接跳转到kernel运行是不同的。
8、HLOS kernel通过PIL加载MBA到DDR。
9、HLOS kernel对Hexagon modem DSP进行解复位。
10、Modem PBL继续它的启动。
11、HLOS kernel 通过PIL加载AMSS modemimage到DDR。
12、Modem PBL验证MBA然后跳转到MBA。
13、HLOS通过PIL加载WCNSS(Pronto)image到DDR。
14、HLOS对WCNSS(Pronto)进行解复位以便Prontoimage开始执行。
15、HLOS通过PIL加载LPASS image到DDR。
16、HLOS对LPSAA进行解复位以便LPASSimage开始执行。
附录:各子系统构件框图
如果说我的文章对你有用,只不过是我站在巨人的肩膀上再继续努力罢了。
若在页首无特别声明,本篇文章由 Schips 经过整理后发布。