kernel/linux/Documentation/arm/Booting

   1                         Booting ARM Linux
   2                         =================
   3
   4 Author: Russell King
   5 Date  : 18 May 2002
   6
   7 The following documentation is relevant to 2.4.18-rmk6 and beyond.
   8
   9 In order to boot ARM Linux, you require a boot loader, which is a small
  10 program that runs before the main kernel.  The boot loader is expected
  11 to initialise various devices, and eventually call the Linux kernel,
  12 passing information to the kernel.
  13
  14 Essentially, the boot loader should provide (as a minimum) the
  15 following:
  16
  17 1. Setup and initialise the RAM.
  18 2. Initialise one serial port.
  19 3. Detect the machine type.
  20 4. Setup the kernel tagged list.
  21 5. Call the kernel image.
  22
  23
  24 1. Setup and initialise RAM
  25 ---------------------------
  26
  27 Existing boot loaders:          MANDATORY
  28 New boot loaders:               MANDATORY
  29
  30 The boot loader is expected to find and initialise all RAM that the
  31 kernel will use for volatile data storage in the system.  It performs
  32 this in a machine dependent manner.  (It may use internal algorithms
  33 to automatically locate and size all RAM, or it may use knowledge of
  34 the RAM in the machine, or any other method the boot loader designer
  35 sees fit.)
  36
  37
  38 2. Initialise one serial port
  39 -----------------------------
  40
  41 Existing boot loaders:          OPTIONAL, RECOMMENDED
  42 New boot loaders:               OPTIONAL, RECOMMENDED
  43
  44 The boot loader should initialise and enable one serial port on the
  45 target.  This allows the kernel serial driver to automatically detect
  46 which serial port it should use for the kernel console (generally
  47 used for debugging purposes, or communication with the target.)
  48
  49 As an alternative, the boot loader can pass the relevant 'console='
  50 option to the kernel via the tagged lists specifying the port, and
  51 serial format options as described in
  52
  53        Documentation/kernel-parameters.txt.
  54
  55
  56 3. Detect the machine type
  57 --------------------------
  58
  59 Existing boot loaders:          OPTIONAL
  60 New boot loaders:               MANDATORY
  61
  62 The boot loader should detect the machine type its running on by some
  63 method.  Whether this is a hard coded value or some algorithm that
  64 looks at the connected hardware is beyond the scope of this document.
  65 The boot loader must ultimately be able to provide a MACH_TYPE_xxx
  66 value to the kernel. (see linux/arch/arm/tools/mach-types).
  67
  68
  69 4. Setup the kernel tagged list
  70 -------------------------------
  71
  72 Existing boot loaders:          OPTIONAL, HIGHLY RECOMMENDED
  73 New boot loaders:               MANDATORY
  74
  75 The boot loader must create and initialise the kernel tagged list.
  76 A valid tagged list starts with ATAG_CORE and ends with ATAG_NONE.
  77 The ATAG_CORE tag may or may not be empty.  An empty ATAG_CORE tag
  78 has the size field set to '2' (0x00000002).  The ATAG_NONE must set
  79 the size field to zero.
  80
  81 Any number of tags can be placed in the list.  It is undefined
  82 whether a repeated tag appends to the information carried by the
  83 previous tag, or whether it replaces the information in its
  84 entirety; some tags behave as the former, others the latter.
  85
  86 The boot loader must pass at a minimum the size and location of
  87 the system memory, and root filesystem location.  Therefore, the
  88 minimum tagged list should look:
  89
  90         +-----------+
  91 base -> | ATAG_CORE |  |
  92         +-----------+  |
  93         | ATAG_MEM  |  | increasing address
  94         +-----------+  |
  95         | ATAG_NONE |  |
  96         +-----------+  v
  97
  98 The tagged list should be stored in system RAM.
  99
 100 The tagged list must be placed in a region of memory where neither
 101 the kernel decompressor nor initrd 'bootp' program will overwrite
 102 it.  The recommended placement is in the first 16KiB of RAM.
 103
 104 5. Calling the kernel image
 105 ---------------------------
 106
 107 Existing boot loaders:          MANDATORY
 108 New boot loaders:               MANDATORY
 109
 110 There are two options for calling the kernel zImage.  If the zImage
 111 is stored in flash, and is linked correctly to be run from flash,
 112 then it is legal for the boot loader to call the zImage in flash
 113 directly.
 114
 115 The zImage may also be placed in system RAM (at any location) and
 116 called there.  Note that the kernel uses 16K of RAM below the image
 117 to store page tables.  The recommended placement is 32KiB into RAM.
 118
 119 In either case, the following conditions must be met:
 120
 121 - CPU register settings
 122   r0 = 0,
 123   r1 = machine type number discovered in (3) above.
 124   r2 = physical address of tagged list in system RAM.
 125
 126 - CPU mode
 127   All forms of interrupts must be disabled (IRQs and FIQs)
 128   The CPU must be in SVC mode.  (A special exception exists for Angel)
 129
 130 - Caches, MMUs
 131   The MMU must be off.
 132   Instruction cache may be on or off.
 133   Data cache must be off.
 134
 135 - The boot loader is expected to call the kernel image by jumping
 136   directly to the first instruction of the kernel image.
 137