高通Android12啟動流程分析

參考鏈接

https://blog.csdn.net/kill150/article/details/129929641
https://blog.csdn.net/Harrison509/article/details/108659469
https://www.cnblogs.com/pngcui/p/4665106.html

系統啟動流程概覽

高通Android設備的啟動流程通常遵循以下步驟：

  1. PBL (Primary Boot Loader)：

    • 設備上電后，首先執行的是PBL，它固化在ROM中。
    • PBL負責初始化DDR，加載SBL1（Secondary Boot Loader）。

  2. SBL1：

    • SBL1繼續硬件初始化，包括CPU、內存控制器等。
    • 加載并初始化TrustZone、QSEE（Qualcomm Secure Execution Environment）等安全組件。

  3. TrustZone/QSEE：

    • TrustZone是ARM技術，用于提供系統級的安全解決方案。
    • QSEE是高通的安全執行環境，負責執行安全敏感的代碼。

  4. Bootloader：

    • 在SBL1之后，設備加載Bootloader。
    • Bootloader負責加載并驗證內核（Linux Kernel）。

  5. 內核啟動：

    • 內核自解壓并初始化硬件平臺。
    • 設置內存管理單元（MMU），加載必要的驅動程序。

  6. init進程：

    • init是Linux系統中的第一個用戶空間進程。
    • 它負責掛載根文件系統，啟動系統服務和守護進程。

  7. Zygote進程：

    • 在Android系統中，Zygote是所有應用程序的父進程。
    • 它啟動并為Android框架和應用程序提供服務。

  8. SystemServer：

    • SystemServer是Android系統的核心服務進程。
    • 它啟動包括窗口管理器、活動管理器、電源管理器等關鍵服務。

  9. UEFI啟動（如果設備支持UEFI）：

    • UEFI（統一可擴展固件接口）提供了一種新的啟動方法。
    • 它包括SEC（安全環境配置）、PEI（EFI前期初始化）、DXE（驅動執行環境）、BDS（啟動設備選擇）等階段。

  10. 顯示子系統啟動：

    • 在顯示設備準備好之后，啟動顯示管理器和相關的顯示服務。

  11. 用戶界面：

    • 最后，啟動Home Launcher，用戶界面完全加載，設備準備就緒供用戶使用。

請注意，這個流程可能會根據不同的硬件平臺、Android版本和制造商的定制有所變化。上述步驟提供了一個高通Android設備從上電到操作系統完全啟動的一般概述。

源碼分析

1、啟動文件 sbl1_Aarch64.s(對應架構的.s)

fibo/bp_code/BOOT.XF.4.1/boot_images/QcomPkg/SocPkg/Library/XBLLoaderLib/sbl1_Aarch64.s

sbl1_entry_init_stack:  // -------------------------------// add more assembly init code here for entering sbl1_main_ctl// // restore PBL parameter and enter sbl1_main_ctl// -------------------------------MOV w0, w7BL sbl1_main_ctl// For safetyBL boot_loop_here  // never returns

2、sbl1_main_ctl :restore PBL parameter and enter sbl1_main_ctl

fibo/bp_code/BOOT.XF.4.1/boot_images/QcomPkg/SocPkg/Library/XBLLoaderLib/sbl1_mc.c

/*!
* 
* @brief
*   The  Main Controller performs the following functions:
*       - Initializes ram
*       - And so on...
* 
* @param[in] pbl_shared Pointer to shared data
*  
* @par Dependencies
*   None
* 
* @retval
*   None
* 
* @par Side Effects
*   This function never returns.
* 
*/
void sbl1_main_ctl(boot_pbl_shared_data_type *pbl_shared)
{DALResult bsy_wait_init;/* Configure Domain access control register */mmu_set_dacr(DACR_ALL_DOMAIN_CLIENTS);/* Retrieve info passed from PBL*/sbl1_retrieve_shared_info_from_pbl(pbl_shared);/* Initialize shared functions structure - provides other images with function pointers in Loader */boot_shared_functions_register();/* Initialize SBL memory map */sbl1_populate_initial_mem_map(&bl_shared_data); /* Calculate the SBL start time for use during boot logger initialization. */sbl_start_time = CALCULATE_TIMESTAMP(HWIO_IN(TIMETICK_QTIMER_CLK));sbl_start_time_mpm = CALCULATE_MPM_TIMESTAMP(HWIO_IN(TIMETICK_CLK));/* Initialize busywait module Note: required before logger init due to uart driver dependency on busywait */BL_VERIFY((bsy_wait_init=boot_busywait_init()) == DAL_SUCCESS, (uint16)bsy_wait_init|BL_ERROR_GROUP_BUSYWAIT);/* Enable qdss workaround*/BL_VERIFY(boot_clock_debug_init() == TRUE, FALSE|BL_ERROR_GROUP_CLK );/* Enter debug mode if debug cookie is set */sbl1_debug_mode_enter();/* Initialize the stack protection canary */boot_init_stack_chk_canary();/* Initialize boot shared imem */boot_shared_imem_init(&bl_shared_data);/* Initialize the ChipInfo driver */ChipInfo_Init();/* Initialize the QSEE interface */sbl1_init_sbl_qsee_interface(&bl_shared_data, &sbl_verified_info);/* Initialize dal heap using internal memory */boot_DALSYS_HeapInit(boot_internal_heap, BOOT_INTERNAL_HEAP_SIZE, FALSE);/*Initialize DAL, needs to be called before modules that uses DAL */  boot_DALSYS_InitMod(NULL); /* Initialize boot logger and start the log timer.This must be done after sbl1_retrieve_shared_info_from_pbland boot_secboot_ftbl_init. */sbl1_boot_logger_init(&boot_log_data, pbl_shared); boot_log_set_meta_info(boot_log_data.meta_info_start);/* Set hash algorithm */BL_VERIFY(boot_set_hash_algo(SBL_HASH_SHA256) == BL_ERR_NONE, BL_ERR_UNSUPPORTED_HASH_ALGO|BL_ERROR_GROUP_BOOT);/* Call sbl1_hw_init to config pmic device so we can use PS_HOLD to reset */sbl1_hw_init();#if defined (FEATURE_DEVICEPROGRAMMER_IMAGE) || defined (FEATURE_DDI_IMAGE)/* Enter device programmer does not return */device_programmer_init(&bl_shared_data, pbl_shared);
#else/* Store the sbl1 hash to shared imem */boot_store_tpm_hash_block(&bl_shared_data, &sbl_verified_info);/*-----------------------------------------------------------------------Process the target-dependent SBL1 procedures-----------------------------------------------------------------------*/boot_config_process_bl(&bl_shared_data, SBL1_IMG, sbl1_config_table);
#endif} /* sbl1_main_ctl() */

3、boot_config.c

sbl1_config_table 執行的回調函數table

fibo/bp_code/BOOT.XF.4.1/boot_images/QcomPkg/SocPkg/Library/XBLLoaderLib/sbl1_config.c

/*==========================================================================DEFINE TARGET BOOT CONFIG TABLE
===========================================================================*/
boot_configuration_table_entry sbl1_config_table[] = 
{
/* host_img_id host_img_type target_img_id target_img_type target_img_sec_type        load   auth   exec   jump   exec_func jump_func   pre_procs       post_procs         load_cancel              target_img_partition_id         target_img_str            boot_ssa_enabled enable_xpu xpu_proc_id sbl_qsee_interface_index seg_elf_entry_point whitelist_ptr */{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_APDP_SW_TYPE,        TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           apdp_pre_procs, apdp_post_procs,   apdp_load_cancel,        apdp_partition_id,              APDP_BOOT_LOG_STR,        FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    apdp_img_whitelist    },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_OEM_MISC_SW_TYPE,    TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           NULL,              oem_misc_load_cancel,    multi_image_partition_id,       OEM_MISC_BOOT_LOG_STR,    FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    oem_misc_img_whitelist},{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_QTI_MISC_SW_TYPE,    TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           NULL,              qti_misc_load_cancel,    multi_image_qti_partition_id,   QTI_MISC_BOOT_LOG_STR,    FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    qti_misc_img_whitelist},{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_RPM_FW_SW_TYPE,      TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           rpm_pre_procs,  NULL,              rpm_load_cancel,         rpm_partition_id,               RPM_BOOT_LOG_STR,         FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    rpm_img_whitelist     },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_QSEE_DEVCFG_SW_TYPE, TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           NULL,              qsee_devcfg_load_cancel, qsee_devcfg_image_partition_id, QSEE_DEVCFG_BOOT_LOG_STR, FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    devcfg_img_whitelist  },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_QSEE_SW_TYPE,        TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           qsee_post_procs,   NULL,                    qsee_partition_id,              QSEE_BOOT_LOG_STR,        FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    qsee_img_whitelist    },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_SEC_SW_TYPE,         TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           NULL,              sec_load_cancel,         secdata_partition_id,           SEC_BOOT_LOG_STR,         FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    sec_img_whitelist     },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_QHEE_SW_TYPE,        TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, NULL, NULL,           NULL,           NULL,              NULL,                    qhee_partition_id,              QHEE_BOOT_LOG_STR,        FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    qhee_img_whitelist    },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_WDT_SW_TYPE,         TRUE,  TRUE,  FALSE, TRUE,  NULL, sti_jump_func,  NULL,           NULL,              sti_load_cancel,         sti_partition_id,               STI_BOOT_LOG_STR,         FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, 0x0,                    sti_img_whitelist     },{SBL1_IMG, CONFIG_IMG_QC, GEN_IMG, CONFIG_IMG_ELF,     SECBOOT_APPSBL_SW_TYPE,      TRUE,  TRUE,  FALSE, TRUE,  NULL, qsee_jump_func, NULL,           appsbl_post_procs, appsbl_load_cancel,      appsbl_partition_id,            APPSBL_BOOT_LOG_STR,      FALSE, FALSE, 0x0, 0x0, SCL_XBL_CORE_CODE_BASE, xbl_core_img_whitelist},{NONE_IMG, }
};

fibo/bp_code/BOOT.XF.4.1/boot_images/QcomPkg/XBLLoader/boot_config.c

boot_config_process_bl 處理每一個 sbl1_config_table 回調函數列表

/*!
* 
* @brief
*   Function to process and execute boot code based on information from the  
*   configuration table. This parses through the entire table and calls
*   boot_config_process_entry() on each entry corresponding to the host 
*   image in order. 
* 
* @param[in] bl_shared_data - Pointer to the shared data structure
* @param[in] host_img - Image ID of the host boot loader 
* @param[in] boot_config_table - Bootloader specific configuration table
*   
* @par Dependencies
*   None
*   
* @retval
*   None
* 
* @par Side Effects
*   None
*/
void boot_config_process_bl 
( bl_shared_data_type *bl_shared_data, image_type host_img, boot_configuration_table_entry * boot_config_table 
)
{boot_configuration_table_entry *curr_entry = NULL;BL_VERIFY( bl_shared_data != NULL && boot_config_table != NULL,BL_ERR_NULL_PTR_PASSED|BL_ERROR_GROUP_BOOT);/* For every entry in the boot configuration table */for(curr_entry = boot_config_table

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