浅谈RISC-V星光板的启动流程

继《在RISC-V星光板上创建Debian系统镜像》之后，这一期来聊聊RISC-V星光板的启动流程。

如何更直观理解VisionFive的启动流程呢?小编用一张图摹拟整个过程。

通电开机加载BootROM后，有两种方法去启动Bootloader(在嵌入式系统中，通常没有像BIOS那样的固件程序，因此整个系统的加载启动任务完全由Bootloader来完成)。

第一种是通过UART，即通过简单的输入一条命令，加载一个固定大小的二进制文件到芯片的内存中并执行它，这种模式主要用于固件更新;

第二种是通过QSPI(Quad SPI)，即BootROM将32k大小的Bootloader从QSPI读取到SRAM区并开始执行。不难看出，QSPI更为方便，官方也推荐这个方式。

通过QSPI模式，BootROM把32k的bootloader从QSPI读取到主芯片内部的SRAM区并启动。大家可以看到上图浅蓝色区域，这个区域的文件都是在开发板出厂时，刷写好到QSPI闪存芯片里的内容，包括了secondboot，ddrinit，OpenSBI和U-Boot。

secondboot是一个只有9KB左右的bin文件，它去读取闪存中ddrinit，跳转过去后初始化内存并引导闪存上的fw_payload.bin.out文件，而这个fw_payload.bin.out包含了 OpenSBI和Uboot的头和文件信息，于是直接跳转到OpenSBI了。

什么是OpenSBI呢?

OpenSBI的全称是Open Supervisor Binary Interface ，即“开放的操作系统二进制接口”，大家可以将OpenSBI 理解成固件。其特点有二，第一，以 M 模式和启动器来定义的平台固件，可以作为一个管理程序或者是通用操作系统执行，并且进入S或者HS模式;第二，以HS模式和启动器的管理程序，或者一个通用的操作系统，可以执行并进入VS模式。

M模式即Machine-Mode，可以理解为固件特权级;S模式即Supervisor-Mode，可以理解为操作系统内核特权级。在启动流程中，OpenSBI作用就是让开发板从M运行模式引导操作系统内核，让操作系统内核运行进入 S 模式。

其他模式就不过多解释啦，感兴趣的朋友可自行搜索。

最后，从OpenSBI到U-Boot 的过程可以拆分来看，OpenSBI为Linux提供基本的系统响应，系统从M模式转换为S模式，跳转并启动位于内存对应位置的U-Boot。而随着U-Boot启动，Linux系统也开始启动了。

审核编辑：汤梓红