众所周知，对于X86架构：按下电源按钮后，机器开始执行0xFFFFFFF0处的代码，然后开始执行BIOS中的代码以进行硬件初始化。 BIOS 执行后，它使用引导加载程序将 OS 映像加载到内存中。最后，操作系统代码开始运行。 对于ARM架构，使用后按电源键的开机流程是怎样的？ 谢谢！
【问题讨论】：
标签： arm boot bootloader
目前ARM架构中有两种异常模型（reset被认为是一种异常）：
经典模型，用于前 Cortex 芯片和当前 Cortex-A/R 芯片。其中，0 处的内存包含几个异常处理程序：
Offset Handler
===============
00 Reset
04 Undefined Instruction
08 Supervisor Call (SVC)
0C Prefetch Abort
10 Data Abort
14 (Reserved)
18 Interrupt (IRQ)
1C Fast Interrupt (FIQ)
当异常发生时，处理器只是从一个特定的偏移量开始执行，所以这个表通常包含单指令分支到代码中的完整处理程序。典型的经典向量表如下所示：
00000000 LDR PC, =Reset
00000004 LDR PC, =Undef
00000008 LDR PC, =SVC
0000000C LDR PC, =PrefAbort
00000010 LDR PC, =DataAbort
00000014 NOP
00000018 LDR PC, =IRQ
0000001C LDR PC, =FIQ
在运行时，向量表可以重定位到 0xFFFF0000，这通常被实现为一个紧耦合的内存范围，以实现最快的异常处理。但是，上电复位通常从 0x00000000 开始（但在某些芯片中可以通过处理器引脚设置为 0xFFFF0000）。
新的微控制器模型用于 Cortex-M 系列芯片。在那里，0 处的向量表实际上是向量表（指针），而不是指令。第一项包含 SP 寄存器的启动值，第二项是复位向量。这允许直接在 C 中编写复位处理程序，因为处理器设置了堆栈。同样，该表可以在运行时重新定位。 Cortex-M 的典型向量表是这样开始的：
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler
DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler
DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler
DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler
[...more vectors...]
请注意，在 OMAP3 或 Apple 的 A4 等现代复杂芯片中，执行的第一段代码通常不是用户代码，而是片上 Boot ROM。它可能会检查各种条件以确定从何处加载用户代码以及是否加载它（例如，它可能需要有效的数字签名）。在这种情况下，用户代码可能必须符合不同的启动约定。
【讨论】：
上电后cpu会开始执行异常模式第一个是reset，因为reset必须作为supervisor模式运行，因为CPU在执行的时候不知道寄存器的状态它不能进入supervisor模式。要实现这个小代码需要编写（见最后）。在此之后，可以通过将地址加载到 PC 来处理其他异常。
.globl _start
_start: b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
reset:
mrs r0,cpsr /* set the cpu to SVC32 mode */
bic r0,r0,#0x1f /* (superviser mode, M=10011) */
orr r0,r0,#0x13
msr cpsr,r0
【讨论】：
... 最后，操作系统代码开始运行。对于ARM架构，使用后按电源键的开机流程是怎样的？
这个答案主要是在上下文或现代 Cortex-A CPU 中； ARM平台种类繁多。但是，对于类似于 PC 的 ARM（平板电脑、手机等）...
ARM CPU 将从 0x0 或 0xffff0000 获取指令（对于 Cortex-M，它是数据而不是指令）。典型的 ARM SOC 有一些使用这种机制的引导 rom。对于最终用户，您需要查阅手册以确定如何让您的代码运行。即，许多使用向量的 ARM SOC 内置了一个 BIOS，但您需要使用不同的东西来运行您的代码。
通常，ARM SOC 将支持多个引导设备。该设备由某些 FUSE（由制造工具设置）或采样引脚确定。这些引脚将是运行系统中的 CPU 输出，但已被上拉/下拉以配置引导设备。每个启动设备都会有特殊的细节； ROM 很简单，但是 NAND 闪存、SPI 闪存、MMC 等需要一些配置细节。这些通常也由片上 FUSE 和/或采样引脚提供。可以读取设备的一小部分以进一步配置设备。
对于深度嵌入的ARM芯片，它可能只能从板载flash启动，这个过程要简单得多；但我相信从您指的是更高级的ARM CPU的问题的上下文中。更高级的 ARM 系统具有引导加载程序。这是因为 ROM 加载器将加载的代码量通常是有限的和/或受限的。设置 SDRAM 通常也很复杂，并且引导加载程序可能会被构造为从配置 SDRAM 的内部静态 RAM 运行。
运行操作系统有其自身的特殊问题。对于 ARM Linux，它是 ATAGS，现在是 devicetree。人们可能会在那里编写自己的引导加载程序，或者使用最常见的 u-boot 开源项目之一。 U-boots 支持 vxWorks、Linux、NetBSD、Plan9、OSE、QNX、Integrity 和 OpenRTOS 以及二进制映像。
许多原始 ARM Linux 设备支持 直接引导 的 Linux，无需引导加载程序。但是，除了一些非常古老的 ARM SOC/内核之外，Linux 在主线中不支持这一点。
【讨论】：