高通Android12启动流程分析

参考链接

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

系统启动流程概览

高通Android设备的启动流程通常遵循以下步骤：

  1. PBL (Primary Boot Loader)：

    • 设备上电后，首先执行的是PBL，它固化在ROM中。
    • PBL负责初始化DDR，加载SBL1（Secondary Boot Loader）。

  2. SBL1：

    • SBL1继续硬件初始化，包括CPU、内存控制器等。
    • 加载并初始化TrustZone、QSEE（Qualcomm Secure Execution Environment）等安全组件。

  3. TrustZone/QSEE：

    • TrustZone是ARM技术，用于提供系统级的安全解决方案。
    • QSEE是高通的安全执行环境，负责执行安全敏感的代码。

  4. Bootloader：

    • 在SBL1之后，设备加载Bootloader。
    • Bootloader负责加载并验证内核（Linux Kernel）。

  5. 内核启动：

    • 内核自解压并初始化硬件平台。
    • 设置内存管理单元（MMU），加载必要的驱动程序。

  6. init进程：

    • init是Linux系统中的第一个用户空间进程。
    • 它负责挂载根文件系统，启动系统服务和守护进程。

  7. Zygote进程：

    • 在Android系统中，Zygote是所有应用程序的父进程。
    • 它启动并为Android框架和应用程序提供服务。

  8. SystemServer：

    • SystemServer是Android系统的核心服务进程。
    • 它启动包括窗口管理器、活动管理器、电源管理器等关键服务。

  9. UEFI启动（如果设备支持UEFI）：

    • UEFI（统一可扩展固件接口）提供了一种新的启动方法。
    • 它包括SEC（安全环境配置）、PEI（EFI前期初始化）、DXE（驱动执行环境）、BDS（启动设备选择）等阶段。

  10. 显示子系统启动：

    • 在显示设备准备好之后，启动显示管理器和相关的显示服务。

  11. 用户界面：

    • 最后，启动Home Launcher，用户界面完全加载，设备准备就绪供用户使用。

请注意，这个流程可能会根据不同的硬件平台、Android版本和制造商的定制有所变化。上述步骤提供了一个高通Android设备从上电到操作系统完全启动的一般概述。

源码分析

1、启动文件 sbl1_Aarch64.s(对应架构的.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, w7
  BL sbl1_main_ctl

  // For safety
  BL 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_pbl
     and 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 执行的回调函数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 处理每一个 sbl1_config_table 回调函数列表

/*!
* 
* @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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