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高通開機流程(brew方案)

摘要:
    本文試圖通過程式碼來深入剖析Qualcomm手機開機的整個過程,即從按下開機鍵一直到出現待機介面,Qualcomm的手機軟體在整個流程中究竟完成了哪些工作。本文的主要目標是理清手機的初始化流程,併為今後Amoi定做初始化工作提供一個參考。
關鍵字:開機、Rex、TMC、ui_task、CoreApp

一、開機的簡要流程分析
    Qualcomm的平臺軟體支援兩種啟動方式:一種是Nor Flash啟動方式,另外一種就是Nand Flash啟動方式。Nor Flash啟動方式就相當於硬體直接找到一個入口點開始執行程式碼,相比較而言會 比較簡單,且Amoi沒有采用此種方式,所以本文對於這種方式不做詳細分析。另外一種就是Nand Flash啟動方式,這種方式和PC的啟動方式比較相像,也是Amoi採用的Boot方式,下面將詳細分析在此方式下面的開機過程。
    按下開機鍵之後,將產生一個時鐘中斷,從而通知AMSS主晶片的Boot Load硬體去將放置於Nand Flash上面的第一個Block(8K)裡面的Boot程式碼Copy到核心記憶體(RAM,這個記憶體應該是CPU自帶的記憶體,同後面提到的SDRAM有一定區別,可以把它當作CPU的Cache)的0xFFFF0000地址,並開始執行Boot程式碼。Boot的主要任務是完成整個系統的硬體初始化工作(類似於PC上面的BIOS所完成的硬體自檢工作,至於Boot的詳細工作機制,後文會有詳細描述)。Boot所完成的工作裡面,最重要的一件事就是會將整個手機軟體程式碼(AMSS軟體包)拷貝到SDRAM中,並最後將控制權交給AMSS軟體。說白了,就是Boot執行完成之後,程式碼的執行點將由Boot跳轉到AMSS軟體的的入口點函式main().(此函式在mobile.c裡實現)。
    程式碼執行到了Main()之後,在這個函式裡面將完成作業系統(rex)的初始化工作,其實現方法是呼叫    rex_init()。

Rex_init()完成的工作很簡單:
    1.完成作業系統必要的一些資料結構(timer連結串列、任務連結串列等)的初始化;
    2.接下來,它建立了三個任務,分別是:rex_idle_task、rex_dpc_task和tmc_task。
    Idle任務沒什麼好解釋的,目前這個任務為空,什麼也沒做,dpc_task目前不知道是做什麼的,暫時可以不用管。前面的這兩個任務都屬於作業系統層面的,由作業系統來維護,和手機軟體關係不大。哪一個和手機軟體關係大呢?答案是:tmc_task。大家可以把這個當作作業系統的入口(主)任務,也可以把它當作整個手機軟體的入口任務。即AMSS軟體裡的所有其它任務的建立和維護就是由這個tmc_task來完成的。
    到此為止,整個AMSS軟體還並沒有跑起來,只是跑到了tmc_task裡面了。在tmc_task裡面,會呼叫tmc_init()來完成整個AMSS軟體包的初始化工作,其中最重要的一項工作就是呼叫tmc_define_tasks()將AMSS軟體包所有需要的任務都建立起來了。比如說slee_task、dog_task、cm_task、wms_task、ui_task等。這些任務,一般不需要直接和AL(Application Layer)層軟體打交道,但請大家記住,手機上所有功能的實現最根本點就是由這些服務元件(Service Task)來完成的。將來大家跟蹤一個具體的功能模組時,比如說通話模組,如果需要,可以再去深入研究它的具體實現。
    好了,到現在為止,所有的AMSS核心軟體就全部跑起來了(手機的功能模組,在軟體方面就體現為OS層面的一個任務)。但現在大家還根本看不到Brew和AEE的影子。呵呵,各位不要急。到了這個層面之後,我想稍微多說幾句。最早的Qualcomm平臺,比如說5xxx系列,是根本沒有Brew的,那個時候的AL(Application Layer)層軟體開發,是直接呼叫底層Service task所提供的API來完成相應的工作的。從這種角度來看的話,顯然那時的開發是比較鬱悶和難度較高的。不過,到了65xx之後,Qualcomm平臺引入了Brew,手機開發商就沒必要去從這麼底層(Service API)的層面進行手機開發了,他們完全可以基於Brew來實現一臺手機的所有功能(Qualcomm給我們的參考程式碼,就是全Brew平臺的)。
    Brew的執行環境AEE是如何跑起來的呢?關鍵在於ui_task(),由於ui_task和我們手機開發的關係非常密切,其地位也相當重要,所以,後文我將單獨對它進行一個深入的研究與分析。到目前為止,大家只需要知道ui_task將AEE載入起來了,並且,它起到了一箇中間層的作用,即所有AMSS底層服務元件的訊息,都將經由ui_task而轉到AEE,並最終轉到具體的App(Applet)的執行程式碼裡面(HandleEvent())。
    注意:


    1.上述的開機過程,在每一次按開機鍵都需要走一遍,即關機之後,整個系統的所有功能都將消失,而不像有些手機,看起來是關了機,但實際上底層還是有一些軟體模組在跑。為什麼可以肯定地說上述開機過程每次都必須走一遍,原因很簡單,因為我們的平臺軟體是基於Nand Flash啟動的,所有的程式碼都需要Copy到SDRAM才能執行,而關機斷電之後,SDRAM裡的東東會全部丟失,所以,毫無疑問,上述的過程必須每次開機都執行;
    2.關機的過程相對比較簡單,系統檢測到關機中斷之後,將呼叫tmc_powerdown_handler()來完成關機動作,它將把所有AMSS的任務都Stop掉,並最後呼叫rex_exit()退出Rex,從而完成整個關機動作。
    3.顯然,關機動作前,如果有必要,每一個任務必須將它希望儲存的資訊儲存到Flash上面,以便下次開機時可以得到這些資訊;

 

    說明:
    1.Tmc是作業系統層面和AMSS軟體關係最密切的一個任務,不過需要OEM商在此處修改的地方應該不多;
    2.ui_task是在作業系統層面,OEM商需要重點研究清楚的一個任務,它是連線底層Task和上層AL的一箇中間層,有可能需要加入OEM商的操作流程;
    3.CoreApp是在Brew層面的一個AL層的入口Applet,它其著管理整個上層AL層軟體的作用,根據產品需求,這個App需要定做;
    4.AEE是整個上層App的執行環境,目前Qualcomm沒有公開它的原始碼,但它的執行機制,Amoi需要好好研究清楚,我將在另外一篇《Qualcomm平臺AEE執行機制深入分析與研究》中探討它的執行機理和排程機制,大家有興趣可以參考此文;