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abl80怎么开机【Android SDM660开机流程】- UEFI XBL 代码流程分析

2026-04-27 17:19:54 分类：新闻 阅读()

系列文章：

  1. 《【Android SDM660开机流程】- UEFI XBL 代码流程分析》
  2. 《【Android SDM660源码分析】- 01 – 如何创建 UEFI XBL Protocol DXE_DRIVER 驱动及UEFI_APPLICATION 应用程序》
  3. 《【Android SDM660源码分析】- 02 – UEFI XBL QcomChargerApp充电流程代码分析》
  4. 《【Android SDM660源码分析】- 03 – UEFI XBL GraphicsOutput BMP图片显示流程》
  5. 《【Android SDM660源码分析】- 04 – UEFI ABL LinuxLoader 代码分析》

先来看下SDM660芯片冷启动的流程，可以看出，在设备上电后，先跑的是 APPS PBL，接着运行XBL SEC、XBL Loader，通过Loader引出XBL CORE APPSBL，最后进入HLOS。
在这里插入图片描述
我们来看下这几个涉及的模块大概功能：

  1. Application primary boot loader (APPS PBL)
    PBL 启动时，CPU只开启了第一个核心 CPU Core 0，运行固件在ROM中，这部分是高通写死在芯片中的固件，外部开发人员是无法修改这部份的。
    主要功能为：
    （1）系统安全环境的初始化，以确保后续的XBL中的APPS 能够正常运行。
    （2）根据boot gpio的配置选择从什么设备启动操作系统（如 Nand，USB等）。
    （3）通过检测GPIO判断是否进入Emergency Download mode，用户可以通过FILE来下载完整的系统镜像。
    （4）通过L2 TCM来加载XBL1 ELF，OCIMEM 和 RPM CodeRAM 代码。

  2. Extensible boot loader (XBL)
    从XBL开始，跑的就是我们编译下载进eMMC/UFS的系统镜像了，在XBL中主要是初始化相关的硬件环境，及代码安全环境。
    （1）初始化 Buses、DDR、Clocks、CDT，启动QSEE，QHEE,RPM_FW, XBL core images。
    （2）使能memory dump through USB and Sahara（系统死机时memory dump），看门狗，RAM dump to SD support等功能。
    （3）初始化 USB驱动，USB充电功能，温升检测，PMIC驱动初始化，和 DDR training模块。

  3. XBL core (UEFI or LK，ABL)
    XBL core，就是之前的bootloader，主要功能就是初始化display驱动，提供fastboot功能，引导进入HLOS kernel操作系统。
    注意，在ABL中，同样也只有CPU Core0在工作，其他的CPU核以是在进入HLOS Kernel后才开始初始化启用的。

本文中，我们重点关注的是Extensible boot loader (XBL)，主要来学学UEFI XBL架构，及UEFI XBL代码流程。

1.1 boot_images代码目录

UEFI XBL代码路径位于：SDM660_Androidsnapdragon-amssBOOT.XF.1.4boot_images

# SDM660_Androidsnapdragon-amssBOOT.XF.1.4boot_images

ArmPkg					----> ARM 架构相关的Protocols
ArmPlatformPkg			----> ARM 开发板相关的UEFI代码
BaseTools				----> 编译EDK和EDK2相关的工具,如
EmbeddedPkg				----> 
FatPkg
IntelFrameworkModulePkg
IntelFrameworkPkg
MdeModulePkg
MdePkg
QcomPkg					----> 高通定制的相关pkg，如display和usb充电都在里面
ShellPkg				----> UEFI shell 环境

1.2 UEFI代码运行流程

从图中可以看出，UEFI代码运行流程为：
SEC(安全验证)--->PEI(EFI前期初始化)--->DXE(驱动执行环境)--->BDS(启动设备选择)--->UEFI Loader(操作系统加载前期)--->RT(Run Time)。

接下来，我们根据这个流程来分析下UEFI代码。
在这里插入图片描述

1.3 SEC (安全验证)

SEC的汇编代码入口位于：
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgXBLCoreAARCH64ModuleEntryPoint.masm的 _ModuleEntryPoint中

1.3.1 ModuleEntryPoint.masm 代码分析

该汇编代码中，主要工作为：

  1. 关闭所有中断
  2. 关闭MMU和Caches
  3. 关闭TLB缓存表
  4. 获得当前运行的安全环境：EL1、EL2、EL3
  5. 初始化ELX 安全环境
  6. 使能 Cache
  7. 初始化栈
  8. 调用 CEntryPoint，传参 _StackBase（0x80C00000）、_StackSize（0x00040000）
# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgXBLCoreAARCH64ModuleEntryPoint.masm
IMPORT CEntryPoint				// 导入CEntryPoint()函数
EXPORT _ModuleEntryPoint		// 输出 _ModuleEntryPoint段
IMPORT InitStackCanary			// 导入InitStackCanary()函数 初始化栈

IMPORT  ArmDisableInterrupts	// 导入ArmDisableInterrupts()函数 禁用arm 中断
IMPORT  ArmDisableCachesAndMmu  // 导入ArmDisableCachesAndMmu()函数 禁用cache, mmu
IMPORT  ArmWriteCptr			
IMPORT  ArmWriteHcr
IMPORT  ArmWriteVBar

EXPORT _StackBase 				// 输出栈起始地址，起始地址为：0x80C00000
EXPORT _StackSize				// 输出栈大小，栈大小为 0x00040000，256k
EXPORT CNTFRQ 					// 输出时钟频率，19200000

//定义于： amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgSdm660PkgCommonSdm660Pkg_Loader.dsc
_StackBase
  dcq FixedPcdGet64(PcdPrePiStackBase)	
_StackSize
  dcq FixedPcdGet64(PcdPrePiStackSize)
CNTFRQ
  dcq FixedPcdGet32(PcdArmArchTimerFreqInHz)

_ModuleEntryPoint
  mov x0, #0
  // 1. 关闭所有中断	 /* First ensure all interrupts are disabled */
  bl ArmDisableInterrupts

  // 2. 关闭MMU和Caches	 /* Ensure that the MMU and caches are off */
  bl ArmDisableCachesAndMmu

  // 3. 关闭TLB缓存表	 /* Invalidate Instruction Cache and TLB */ 
  bl ArmInvalidateInstructionCache
  bl ArmInvalidateTlb
  // 4. 获得当前运行的安全环境：EL1、EL2、EL3
  /* Get current EL in x0 */
  EL1_OR_EL2_OR_EL3(x0)
  // CurrentEL : 0xC = EL3; 8 = EL2; 4 = EL1
  // This only selects between EL1 and EL2 and EL3, else we die.
  // Provide the Macro with a safe temp xreg to use.
        //mrs    x0, CurrentEL
        cmp    x0, #0xC			// 比较 x0寄存器是否为 0xc，如果是跳转到 标签3
        beq   %F3			
        cmp    x0, #0x8			// 比较 x0寄存器是否为 0x8，如果是跳转到 标签2
        beq   %F2
        cmp    x0, #0x4			// 比较 x0寄存器是否为 0x4
        bne   .                    // We should never get here
// EL1 code starts here

1  beq _Start
2  beq _Start					// 如果当前是 EL2，直接跳转到_Start
  /* Do not trap any access to Floating Point and Advanced SIMD in EL3. */
  /* Note this works only in EL3, x0 has current EL mode */
3  mov x0, #0
  bl ArmWriteCptr				// 如果当前是 EL3，直接跳转到ArmWriteCptr 
  // msr cptr_el3, x0  // EL3 Coprocessor Trap Reg (CPTR)

// 5. 初始化ELX 安全环境
_SetupELx
  mov x0, #0x30           /* RES1 */				// x0 = 0x30
  orr x0, x0, #(1 << 0)   /* Non-secure bit */		// 使能第0位为1
  orr x0, x0, #(1 << 8)   /* HVC enable */			// 使能第8位为1
  orr x0, x0, #(1 << 10)  /* 64-bit EL2 */			// 使能第10位为1
  msr scr_el3, x0									// 配置通用寄存器 scr_el3 为-
  msr cptr_el3, xzr       /* Disable copro. traps to EL3 */
  ldr x0, CNTFRQ
  //msr cntfrq_el0, x0
  msr sctlr_el2, xzr
  .......省略一部分代码.......
// 6. 使能 Cache
_EnableCache
#ifdef PRE_SIL
  LoadConstantToReg (FixedPcdGet32(PcdSkipEarlyCacheMaint), x0)
  cmn x0, #0
  b.ne _PrepareArguments
#endif
  bl ArmInvalidateDataCache
  bl ArmEnableInstructionCache
  bl ArmEnableDataCache
// 7. 初始化栈
_PrepareArguments
  /* Initialize Stack Canary */
  bl InitStackCanary
// 8. 调用 CEntryPoint，传参 _StackBase（0x80C00000）、_StackSize（0x00040000）
  /* x0 = _StackBase and x1 = _StackSize */
  ldr x0, _StackBase     /* Stack base arg0 */
  ldr x1, _StackSize     /* Stack size arg1 */
  bl CEntryPoint

1.3.2 XBLCoreSec.c 代码分析

前面汇编代码中主要目的是初始化C运行环境，初始化栈，以便可以调C代码运行。

SEC的C代码入口位于：
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgXBLCoreSec.c的 CEntryPoint 中

/**  Entry point
  @param  StackBase       pointer to the stack base
  @param  StackSize       stack size
**/
VOID CEntryPoint (IN  VOID  *StackBase,IN  UINTN StackSize)

接下来，我们进入 main函数分析下

  1. 获得fdf文件所在的地址，fdf可以说是UEFI的配置文件，
    在fdf文件中包含所有的inf文件所在路径，及相关的bmp图片资源路径，以及相关的cfg配置文件路径。
  2. 初始化栈
  3. 启动定时器周期计数
  4. 初始化UART，主要是serial port端口初始化，及 serial buffer初始化
  5. 打印"UEFI Start" 串口信息
  6. 初始化CPU异常处理入口
  7. 打印从开机到现在的时间差
  8. 如果支持的话，启动程序流预测 /* Enable program flow prediction, if supported */
  9. Initialize Info Block
  10. 初始化 RAM 分区表，起始地址0x80000000，内存大小512M，检查地址是否非法，是否可正常访问
  11. 初始化hoblist，有关hob可参考：https://blog.csdn.net/z190814412/article/details/85330324
  12. 打印RAM 分区信息
  13. 初始化cache
  14. 加载并解析 uefiplat.cfg平台配置文件
  15. 更新系统内存区相关信息 /* Add information from all other memory banks */
  16. 初始化所有的共享库 /* All shared lib related initialization */
    初始化的lib源码位于 amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgSdm660PkgLibrary
    配置文件位于 amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgSdm660PkgLASdm660Pkg_Core.dsc
  17. 获得DXE Heap堆内存信息，/* Look for “DXE Heap” memory region in config file */
  18. 初始化分页池缓存区
  19. 创建Stack、CPU Hob信息
  20. Display 早期初始化
  21. 开启耗费的时间统计，用于计算性能 /* Start perf here, after timer init, start at current tick value */
  22. 加载且将CPU交给 DXE Core。
VOID Main (IN  VOID  *StackBase, IN  UINTN StackSize)

1.3.3 LoadAndParsePlatformCfg() 加载并解析 uefiplat.cfg平台配置文件

主要工作流程如下：

  1. 初始化相关全局变量
  2. 加载并解析 uefiplat.cfg 配置文件 #define UEFIPLATCFG_FILE "uefiplat.cfg"
    文件内容保存在 CfgBuffer 中，解析器描述符保存在MemParserDesc 中
    在cfg文件中包含了内存相关的信息及系统相关的配置，amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgSdm660PkgLAlat.cfg
  3. 解析 uefiplat.cfg 中的 [Config] 区域
  4. 解析 uefiplat.cfg 中的 [MemoryMap] 区域
  5. 解析 uefiplat.cfg 中的 [RegisterMap] 区域，内容保存在mMemRegions中
  6. 解析 uefiplat.cfg 中的 [ConfigParameters] 区域
    内容保存在 ConfigTable 中，ConfigTableEntryCount表示其内容的数量
  7. 解析 uefiplat.cfg 中的 [ChipIDConfig] 区域
# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgXBLCoreUefiPlatCfg.c
EFI_STATUS EFIAPI LoadAndParsePlatformCfg ( VOID )

## Default app to boot in platform BDS init
DefaultChargerApp = "QcomChargerApp"
DefaultBDSBootApp = "LinuxLoader"

1.3.4 DisplayEarlyInfo() 显示模块早期初始化

在 DisplayEarlyInfo 中主要工作就是解析 UEFI version 版本号，然后根据版本号加载对应的镜像，接着打印系统启动的路径。

主要流程为：

  1. 获取UefiPlatCfg.c中的UEFI CORE字段信息，PlatConfigFileName="uefiplatLA.cfg"
  2. 获取固件版本号，定义在boot_imagesQcomPkgSdm660PkgLASdm660Pkg_Core.dsc中
    gEfiMdeModulePkgTokenSpaceGuid.PcdFirmwareVersionString|L"4.2"
  3. 根据固件版本号查找对应的image镜像 Append Image version string component
  4. 打印UEFI固件版本号
  5. 选UEFI启动类型，判断顺序为 UFS > EMMC > SPI
# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgXBLCoreFwVersion.c
VOID DisplayEarlyInfo(VOID)

1.3.5 LoadDxeCoreFromFv() 加载DXE Core

先查找DXE_CORE的文件地址，接着调用LoadDxeCoreFromFfsFile 加载 EntryPoint函数

# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesEmbeddedPkgLibraryPrePiLibPrePiLib.c
EFI_STATUS EFIAPI LoadDxeCoreFromFv(IN UINTN *FvInstance, OPTIONAL IN UINTN  StackSize)

  } else {
    Status = FfsAnyFvFindFirstFile (EFI_FV_FILETYPE_DXE_CORE, &VolumeHandle, &FileHandle);
  }
  return LoadDxeCoreFromFfsFile (FileHandle, StackSize);
}

在 LoadDxeCoreFromFfsFile() 中最终调用运行 EntryPoint函数。

    SwitchStack (
      (SWITCH_STACK_ENTRY_POINT)(UINTN)EntryPoint,
      Hob,
      NULL,
      TopOfStack
      );

1.4 DXE (驱动执行环境)

DXE的加载位置在：
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesEmbeddedPkgLibraryPrePiLibPrePiLib.c的 LoadDxeCoreFromFv中

在前面1.3中，我们分析，CPU跳转到了ENTRY_POINT函数 DxeMain()中

# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesMdeModulePkgCoreDxeDxeMain.inf
[Defines]
  INF_VERSION                    = 0x00010005
  BASE_NAME                      = DxeCore
  MODULE_UNI_FILE                = DxeCore.uni
  FILE_GUID                      = D6A2CB7F-6A18-4e2f-B43B-9920A733700A
  MODULE_TYPE                    = DXE_CORE
  VERSION_STRING                 = 1.0
  ENTRY_POINT                    = DxeMain

我们接下来看下DxeMain的主要工作。

DXE的入口代码位于：
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesMdeModulePkgCoreDxeDxeMainDxeMain.c的 DxeMain中

主要工作流程为：

  1. 初始化CPU异常处理情况。
  2. 初始化内存、事件等相关基础服务, 主要目的是初始化UEFI代码基础环境（这一大段代码有点看不懂，跳过）
  3. 初始化DXE 调度器相关
VOID EFIAPI DxeMain (IN  VOID *HobStart)

1.5 BDS (启动设备选择)

代码位于:
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgDriversBdsDxeBdsEntry.c 的 BdsEntry 中

其主要工作为：

  1. 注册按键事件，按下按键后会回调到HotkeyEvent() 函数，最终调用到HotkeyCallback()函数中，解析其中的key scancode
  2. 平台BDS初始化
    在其中会打印显示版本号，平台版本信息等等
    调用LaunchDefaultBDSApps ()加载默认APP
    调用SetupPlatformSecurity()初始化secureboot安全环境
    挂载efisp分区
    调用ReadAnyKey() 循环检测音量下键是否按下，从而更新对应的启动项
  3. 初始化所有 DriverOptionList 上的 驱动协议。
  4. 根据选择的启动方式，启动对应的的系统
# amssBOOT.XF.1.4boot_imagesQcomPkgDriversBdsDxeBdsEntry.c
VOID EFIAPI BdsEntry(IN EFI_BDS_ARCH_PROTOCOL  *This)

1.6 RT(Run Time)

代码位于:
amssBOOT.XF.1.4boot_imagesMdeModulePkgCoreRuntimeDxeRuntime.c的 RuntimeDriverInitialize 中

参考：
《80_P2484_117_B_UEFI_With_XBL_On_MSM8998_SDM660_SDM.pdf》

https://blog.csdn.net/u014089131/article/details/73617716
https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/104842586
https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/104814931
https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/104836900
https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/104790690
https://blog.csdn.net/jlgcumt/article/details/104756673

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