介绍BootLoader、PM、kernel和系统开机的总体流程

一、开机总体流程

二、相关的子系统

bootloader：嵌入式系统的引导加载程序，用于硬件设备初始化
PM：低功耗电源管理程序，待机及唤醒支持
recovery：android的修复子系统，复位及系统升级支持
kernel：linux内核，硬件维护，底层支持。
Android：基于linux的开源系统，框架与应用层。

三、各个环节做了什么

四、bootloader的介绍

在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

1、常用的bootloader：uboot

选择uboot的理由：

• 支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS, android；
• 支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS；
• 较高的可靠性和稳定性；
• 高度灵活的功能设置，适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；
• 丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等；
• 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；

2、uboot主要用来做什么

硬件初始化（设置处理器模式、关闭看门狗、屏蔽中断、初始化sdram、设置栈、设置时钟、从flash引导内核到内存）
上电判断：
AC/DC开机：
AC，Alternating Current，交流电，我们通常代指硬上电
DC，Direct Current，直流电，我们通常代指软开机
开机根据bootmode判断上电开机、上电待机、上电记忆

3、U盘升级

4、AB分区和recovery

5、uboot的ab分区

• 校验完整性（flash）
• 判断分区active
• 根据需要启动加载active分区数据

6、bootcmd和bootargs

uboot的两个环境变量
uboot的环境变量：本质是一个字符数组，在uboot中其实是作为一个全局变量在读写使用。 可以通过串口在boot的shell窗口通过setenv，printenv，savenv等命令操作，常用于调试。 uboot运行时从flash加载到DDR中使用。修改后，使用saveenv，会把DDR中的环境变量更新到flash中。注意，saveenv时其实整个环境变量都被保存了一遍，而不是只保存更改了的。

• bootargs：是系统的启动参数，通过cmdline的方式传递给kernel。常见的调试项如loglevel，selinux开关等都通过bootargs从boot传递给kernel实现。
• bootcmd：是自动启动时默认执行的一些命令，因此你可以在当前环境中定义各种不同配置，不同环境的参数设置，然后设置bootcmd为你经常使用的那种参数。

五、PM（低功耗电源管理程序）

1、PM主要负责

• 待机功耗管理
• 触发唤醒

2、PM在代码中体现

一个main函数初始化，然后进入vTask，死循环等待唤醒。

3、常见的唤醒方式

IR唤醒、按键唤醒、CEC唤醒、RS232唤醒、网络唤醒、IO唤醒等

4、PM调试开发注意事项

• PM可控制的IO有限，大部分IO在PM下无法控制，电子设计时需要考虑，如需待机时控制的IO口需要使用PM口，如LED灯。
• PM程序空间有限，无法实现多/复杂的功能。极端情况需要做功能取舍。

六、kernel

系统内核，Android的基石

• 管理进程、线程，决定哪个进程、线程使用 CPU，也就是进程调度的能力；
• 管理内存，决定内存的分配和回收，也就是内存管理的能力；
• 管理硬件设备，为进程与硬件设备之间提供通信能力，也就是硬件通信能力；
• 提供系统调用，如果应用程序要运行更高权限运行的服务，那么就需要有系统调用，它是用户程序与操作系统之间的接口。
  

1、kernel启动阶段

• 内核引导阶段。通常使用汇编语言编写，主要检查内核与当前硬件是否匹配。这部分也与硬件体系结构相关。内核引导阶段相关的代码主要位于 kernel /arch/arm/kernel/head.S和kernel /arch/arm/kernel/head-common.S。
• 内核启动阶段。引导阶段结束前，将调用start_kernel()进入内核启动阶段。内核启动阶段相关的代码主要位于kernel/init/main.c。

2、init进程

Android系统的核心进程，kernel启动完后，在用户空间启动init进程，再通过init进程，来读取init.rc中的相关配置，从而来启动其他相关进程以及其他操作。Init进程承上启下，是Android启动的核心进程。