1.前言

本文档主要对MSM8996的启动流程进行一个简要的分析，目的在于展现启动流程的概貌，不会对每个细节做很详细的表述，但会对启动流程的关键节点进行重点说明。在lk正常启动时会进入boot_linux_from_mmc。

2. boot_linux_from_mmc

boot_linux_from_mmc主要完成了bootimg读取到缓存，解压kernel，重定位kernel, ramdisk, dtb，并最终启动kernel，启动的同时会向kernel传递dtb地址，dtb的chosen保存了cmdline, 同时保存了ramdisk的起止地址。

check_format_bit
get_ffbm
uhdr = (struct boot_img_hdr *)EMMC_BOOT_IMG_HEADER_ADDR;
此处获取到了boot image头部的信息所在的内存地址，通过调用 memcmp(uhdr->magic, BOOT_MAGIC, BOOT_MAGIC_SIZE)，来判断0x8F6FF000 （EMMC_BOOT_IMG_HEADER_ADDR）是否和 boot.img 头的 MAGIC 值"ANDROID!" 相同。如果相同，则直接按照这个内存地址来启动系统，不再从emmc 中读取，直接启动Linux
mmc_read(ptn + offset, (uint32_t *) buf, page_size)：从boot/recovery分区读取boot_img_hdr到全局变量buf中
对读取的内容进行基本的合法判断：
（1）header->MAGIC是否是ANDROID, 如果不是则异常退出
（2）读取到的header->page_size是否与PAGE_SIZE相等，如果不相等，根据读取到的header->page_size对page_size全局变量重新赋值，重新赋值page_mask
对读取到的image header的kernel大小，ramdisk大小向上取到PAGE_SIZE的整数倍
kernel_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->kernel_size, page_mask);
ramdisk_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->ramdisk_size, page_mask);
second_actual = ROUND_TO_PAGE(hdr->second_size, page_mask);
mage_addr = (unsigned char *)target_get_scratch_address()初始化image缓存地址，用于存放从boot分区读取到的image。image_addr这个值是 boot.img 在内存的缓存地址，缓存的地址由 SCRATCH_ADDR 宏指定，这个宏定义在target/msm8916/rules.mk 文件中，我们看到这个地址实际为0x91E00000
memcpy(image_addr, (void *)buf, page_size); 前面说全局变量buf中存放boot_img_hdr，此处将其拷贝到image_addr中，大小为1个page
imagesize_actual = (page_size + kernel_actual + ramdisk_actual + second_actual + dt_actual);
初始化image大小，page_size为image header大小，kernel, ramdisk, dt大小均从boot image header中获取。dt大小在mkbootimg命令运行时写入，看mkbootimg中注释说是假设是一个page
boot_verifier_init
check_aboot_addr_range_overlap((uint32_t) image_addr, imagesize_actual)
检查打算存放boot image的内存地址与当前运行的aboot是否有地址空间重叠部分
mmc_read(ptn + offset, (void *)(image_addr + offset), imagesize_actual - page_size)
从boot/recovery分区读取镜像到image_addr地址（不读取image_header和signature）
mmc_read(ptn + offset, (void *)(image_addr + offset), page_size)
对于需要验证签名的bootimage，还需要将签名读取到起始地址为image_addr，此处offset为imagesize_actual的位置，也就是将签名读取到image_addr+imagesize_actual的位置
verify_signed_bootimg((uint32_t)image_addr, imagesize_actual);
对上述签名进行验证
is_gzip_package((unsigned char *)(image_addr + page_size), hdr->kernel_size)
判断内核是否是压缩的，其中page_size为boot image头部大小
decompress((unsigned char *)(image_addr + page_size),
hdr->kernel_size, out_addr, out_avai_len,
&dtb_offset, &out_len)
如果内核是压缩的，则需要对内核进行解压缩，对kernel进行解压缩操作，解压缩后的内核存放到kernel_start_addr=image_addr +imagesize_actual+4k=0x91E00000+imagesize_actual+4k，　kernel的大小为hdr->kernel_size
注：imageaddr这个值是boot image 在内存的缓存地址，缓存的地址由 SCRATCH_ADDR 宏指定，这个宏定义在target/msm8916/rules.mk 文件中

到目前为止已经将boot.img读取到缓存地址0x91E00000处，并且将压缩的kernel解压到kernel_start_addr处

update_ker_tags_rdisk_addr(hdr, IS_ARM64(kptr));
一般情况下kernel地址，dtb地址，ramdisk地址由mkbootimage工具来指定为默认值，如果没有指定默认值则采用platform/msm8996/include/platform/iomap.h中定义的kernel地址，dtb地址，ramdisk地址来更新hdr（boot image header），此处使用了iomap.h中定义的如下：

其中DDR_STRT的地址为0x80000000

hdr->kernel_addr = VA((addr_t)(hdr->kernel_addr));
hdr->ramdisk_addr = VA((addr_t)(hdr->ramdisk_addr));
hdr->tags_addr = VA((addr_t)(hdr->tags_addr));
获取虚拟地址，此处由于没有开MMU，虚拟地址与物理地址相同
check_aboot_addr_range_overlap
检查要拷贝的目标kernel地址和ramdisk地址是否会与aboot重合
将解压后的kernel镜像和ramdisk镜像拷贝到image header所指定的位置，也就是重定位
memmove((void*) hdr->kernel_addr, kernel_start_addr, kernel_size);
memmove((void*) hdr->ramdisk_addr, (char *)(image_addr + page_size + kernel_actual), hdr->ramdisk_size);
dev_tree_validate(table, hdr->page_size, &dt_hdr_size) 验证DTS
dev_tree_get_entry_info(table, &dt_entry)
decompress 如果dtb压缩了，则需要解压缩
check_aboot_addr_range_overlap(hdr->tags_addr, dtb_size) 验证hdr->tags_addr是否会越界到aboot
memmove((void *)hdr->tags_addr, (char *)best_match_dt_addr, dtb_size) 将解压后的dts拷贝到hdr->tags_addr

到目前为止，我们可以看到形成如下的内存布局，当前kernel,dtb,ramdisk分别位于如下红色框内.

至此我们所关心的几个问题：
Q: 磁盘中boot分区的boot.img被读取到内存的哪个位置？
A: image_addr这个值是boot.img 在内存的缓存地址，缓存的地址由 SCRATCH_ADDR宏指定，这个宏定义在target/msm8916/rules.mk 文件中，我们看到这个地址实际为0x91E00000

Q:bootimg中kernel, ramdisk，dtb的size如何确定？
A:主要是在编译时由mkbootimg工具通过读取输出目录中kernel和ramdisk文件的大小来获取，dtb大小默认为4k,一个page

Q: kernel解压后的应该放到内存的哪个位置？ A: 通过boot.img存放地址为起始地址，在偏移kernel_size +
ramdisk_size + dtb_size大小的位置其中dtb默认为4K

Q：kernel解压后被重定位到哪个位置？
Ａ：由ＬＫ的platform/msm8996/include/platform/iomap.h指定了kernel, ramdisk,
dtb的重定位的位置

注：看4.9的内核对于ARM64，编译的时候会将vmlinux拷贝成Image，然后将Image进行gzip压缩为Image.gz。之后通过cat将Image.gz和DTB写入Image.gz-dtb，Image.gz-dtb与ramdisk一起组成了boot.img，此处dtb应该是被与kernel打包l组合在一起

25.boot_linux((void *)hdr->kernel_addr, (void *)hdr->tags_addr, (const char *)hdr->cmdline, board_machtype(), (void *)hdr->ramdisk_addr, hdr->ramdisk_size)
从kernel_addr启动kernel，同时传递了如下几个参数：
kernel地址，dtb地址，cmdline地址，板子类型，ramdisk地址，ramdisk大小
注：此处的tags_addr就是dts地址

3.boot_linux

1.upadate_cmdline
解析当初通过mkbootimg命令传入的—cmdline参数，更新到final_cmdline中。命令mkbootimg通过—cmdline参数传递的值会被保存到boot.img的头部，此处就是通过解析boot.img的头部来更新final_cmdline

2.update_device_tree
主要更新了如下内容：
（1）更新了memory的起始地址和大小到DTS;
（2）将ramdisk起止地址更新到chosen

3.scm_elexec_call
调用执行Linux内核，此处可以看到，通过scm_arg传递了如下的信息：
（1）kernel地址
（2）dts地址, dtb中的chosen中保存了cmdline以及ramdisk的起止地址

4.通过SMC调用会进入到安全世界QSEE，并由安全世界引导kernel执行
注：trustzone可以理解为安全世界，它跑的代码为QSEE对标ARM的arm trust firmware

4.总结

从boot/recovery分区读取boot.img镜像到image_addr地址
解压kernel到kernel_start_addr地址处
重定位kernel ramdisk, dtb
解析并保存cmd_line
更新DTS,包括增加memory的起始地址和大小到DTS;将ramdisk起止地址更新到chosen
启动kernel，启动的同时会向kernel传递dtb地址，dtb的chosen保存了cmdline, 同时保存了ramdisk的起止地址，这样内核起来后会找到cmdline和ramdisk解析和挂载

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高通8996启动流程-4. lk启动之boot_linux_from_mmc

1.前言

2. boot_linux_from_mmc

3.boot_linux

4.总结

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