3、系统启动流程：BootROM、SPL、U-Boot、内核启动、根文件系统挂载
各位同学，今天我们来聊聊T507上电后，到底发生了什么。
很多人做嵌入式开发好几年，一提到启动流程就只知道「上电就跑Linux」。但实际上一颗SoC从复位到进入用户界面，中间要经历好几个阶段。我当年第一次调T507的时候，就被这个启动链给绕晕过——BootROM、SPL、U-Boot、内核、根文件系统，每个阶段都有自己的使命。
说白了，这就是一个「小马拉大车」的过程。芯片刚上电时，内部资源极其有限，只能先运行一段极小的代码，然后逐步加载更大的程序，最终把整个Linux系统跑起来。
3.1 BootROM：芯片的第一口奶
T507上电后，CPU会从复位向量地址开始执行。这个地址指向的是芯片内部固化的BootROM，大约64KB大小。这段代码是出厂就烧死的，你改不了，我也不建议你去改。
BootROM的任务很简单：初始化最基本的硬件，然后根据启动引脚的电平状态，去指定的存储介质里找下一段代码。
关键点：T507支持的启动介质包括：
- NAND Flash
- eMMC / SD卡
- SPI NOR Flash
- USB（用于烧录模式）
我记得第一次调板子时，死活起不来。查了半天，发现是启动引脚的电阻焊错了，BootROM一直在尝试从空的SPI Flash里读数据。嗯，硬件上的坑，往往是最隐蔽的。
我的习惯：画原理图时，我会把启动配置引脚用排针引出来，调试阶段直接跳线选择。这样就不用反复改电阻了。
3.2 SPL：二级程序加载器
BootROM加载的第一段代码就是SPL（Secondary Program Loader）。为什么需要SPL？因为BootROM太小了，它只能做最基础的事情——比如初始化个串口、读个NAND的前几页。而U-Boot本身又太大了，动辄几百KB，BootROM根本装不下。
所以中间加了个SPL，它的大小通常被限制在32KB以内。SPL的任务是：初始化DRAM，然后把完整的U-Boot从存储介质加载到内存里。
我曾经踩过的坑：SPL的代码必须放在存储介质的固定偏移位置。比如eMMC的话，通常是偏移1MB处。如果你用dd命令写镜像时算错了偏移量，板子就会卡在BootROM阶段，串口上连个打印都看不到。
T507的SPL源码在U-Boot的arch/arm/mach-sunxi/目录下。你编译U-Boot时，会先编译出SPL，再编译出完整的U-Boot。我个人习惯在调试阶段打开SPL的串口调试信息：
# 在U-Boot源码目录下
make menuconfig
# 进入以下选项：
# Boot media --> 选择你的启动介质
# SPL --> 开启 DEBUG 和 串口输出这样SPL在初始化DRAM时，会打印出详细的时序参数。如果内存有问题，这里就能看出来。
3.3 U-Boot：真正的引导加载器
SPL把U-Boot加载到DRAM后，控制权就交给了U-Boot。U-Boot是个完整的引导加载器，它提供了命令行、环境变量、网络启动等功能。
在T507上，U-Boot主要做这几件事：
- 初始化更多外设——比如以太网、USB、显示控制器
- 读取设备树（DTB）——告诉内核硬件是怎么连接的
- 加载内核镜像——从存储介质或网络加载zImage/Image
- 传递启动参数——比如根文件系统在哪、控制台用哪个串口
你想想看，如果没有U-Boot，每次改个内核参数都要重新编译内核，那得多痛苦。U-Boot的环境变量就是用来干这个的：
# 典型的T507 U-Boot环境变量
setenv bootargs 'console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait'
setenv bootcmd 'ext4load mmc 0:1 0x42000000 /boot/zImage; ext4load mmc 0:1 0x43000000 /boot/sun50i-t507.dtb; bootz 0x42000000 - 0x43000000'
saveenv
boot这里有个细节：bootz命令用于启动压缩的zImage，而bootm用于启动uImage。T507官方SDK默认用zImage，我建议你也别改，省得踩坑。
避坑指南：U-Boot的设备树地址（0x43000000）不能和内核加载地址（0x42000000）重叠。我曾经把DTB地址设成了0x42008000，结果内核启动到一半就崩了——因为解压后的内核把设备树给覆盖了。
3.4 内核启动：从汇编到C的世界
U-Boot跳转到内核入口后，内核就开始接管系统了。这个过程大致分三步：
| 阶段 | 主要工作 | 关键代码 |
|---|---|---|
| 汇编阶段 | 设置页表、使能MMU、切换异常等级 | arch/arm64/kernel/head.S |
| C语言阶段 | start_kernel() 初始化核心子系统 | init/main.c |
| 驱动加载 | 根据设备树匹配并初始化驱动 | drivers/of/platform.c |
在T507上，内核启动时最常出问题的是设备树匹配。全志的芯片有很多变种，T507和T5、T7的设备树不能混用。我见过有人拿着T5的设备树去启动T507，结果GPU、显示接口全都不工作。
内核启动完成后，会打印出类似这样的信息：
[ 1.234567] VFS: Mounted root (ext4 filesystem) on device 179:2.
[ 1.240123] devtmpfs: mounted
[ 1.243456] Freeing unused kernel memory: 1024K
[ 1.248901] Run /sbin/init as init process看到Run /sbin/init这行，说明内核已经准备把控制权交给用户空间了。
3.5 根文件系统挂载：用户空间的起点
内核启动的最后一步，就是挂载根文件系统。根文件系统里放着init进程、库文件、配置文件、应用程序。没有它，内核就是个光杆司令。
T507上常见的根文件系统类型：
- ext4：最常用，性能好，支持日志
- squashfs：只读压缩文件系统，适合固件升级场景
- initramfs：内存文件系统，用于早期初始化或调试
挂载方式由内核参数root=指定。比如：
root=/dev/mmcblk0p2 # eMMC第二个分区
root=/dev/nfs # 网络根文件系统（调试时超好用）我的调试技巧：开发阶段我强烈建议用NFS根文件系统。这样你改完代码，在PC上编译，目标板重启就直接用新文件系统了，不用反复烧写eMMC。命令如下：
setenv bootargs 'console=ttyS0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.100:/nfsroot ip=192.168.1.10'根文件系统挂载成功后，内核会执行/sbin/init（通常是BusyBox或systemd）。至此，整个启动流程结束，系统进入了用户空间。
我曾经遇到的经典问题：根文件系统挂载失败，内核直接panic。排查步骤：
- 检查U-Boot的
bootargs里root=参数是否正确 - 确认存储介质的分区表——用
fdisk -l看看分区类型 - 如果用的是ext4，确认内核编译时开启了
CONFIG_EXT4_FS - 串口打印里搜
VFS: Cannot open root device，它会告诉你具体原因
好了，这一章的内容就到这里。从BootROM到根文件系统，每一步都有它的设计逻辑。你把这些流程理清楚了，以后遇到启动问题，就能快速定位是哪个环节出了岔子。下一章我们聊聊设备树，那可是T507硬件描述的核心。