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# 教程06 - UART链加载器
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## tl;dr
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- 从SD卡上运行是一次不错的体验，但是每次都为每个新的二进制文件这样做将非常繁琐。
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因此，让我们编写一个[chainloader]。
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- 这将是您需要放在SD卡上的最后一个二进制文件。
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每个后续的教程都将在`Makefile`中提供一个`chainboot`，让您方便地通过`UART`加载内核。
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[chainloader]: https://en.wikipedia.org/wiki/Chain_loading
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## 注意
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请注意，这个教程中有一些内容仅通过查看源代码很难理解。
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大致的意思是，在`boot.s`中，我们编写了一段[position independent code]代码，
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它会自动确定固件加载二进制文件的位置（`0x8_0000`），以及链接到的位置（`0x200_0000`，参见 `kernel.ld`）。
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然后，二进制文件将自身从加载地址复制到链接地址（也就是"重定位"自身），然后跳转到`_start_rust()`的重定位版本。
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由于链加载程序现在已经"脱离了路径"，它现在可以从`UART`接收另一个内核二进制文件，并将其复制到RPi固件的标准加载地址`0x8_0000`。
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最后，它跳转到`0x8_0000`，新加载的二进制文件会透明地执行，就好像它一直从SD卡加载一样。
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在我有时间详细写下这些内容之前，请耐心等待。目前，请将这个教程视为一种便利功能的启用程序，它允许快速启动以下教程。
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_对于那些渴望深入了解的人，可以直接跳到第[15章](../15_virtual_mem_part3_precomputed_tables)，阅读README的前半部分，
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其中讨论了`Load Address != Link Address`的问题_。
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[position independent code]: https://en.wikipedia.org/wiki/Position-independent_code
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## 安装并测试它
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我们的链加载程序称为`MiniLoad`，受到了[raspbootin]的启发。
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您可以按照以下教程尝试它：
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1. 根据您的目标硬件运行命令：`make`或`BSP=rpi4 make`。
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1. 将`kernel8.img`复制到SD卡中，并将SD卡重新插入您的RPi。
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1. 运行命令`make chainboot`或`BSP=rpi4 make chainboot`。
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1. 将USB串口连接到您的主机PC上。
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- 请参考[top-level README](../README.md#-usb-serial-output)中的接线图。
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- 确保您**没有**连接USB串口的电源引脚，只连接RX/TX和GND。
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1. 将RPi连接到（USB）电源线。
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1. 观察加载程序通过`UART`获取内核：
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> ❗ **注意**: `make chainboot`假设默认的串行设备名称为`/dev/ttyUSB0`。根据您的主机操作系统，设备名称可能会有所不同。
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> 例如，在`macOS`上，它可能是类似于`/dev/tty.usbserial-0001`的名称。
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> 在这种情况下，请明确给出设备名称：
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```console
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$ DEV_SERIAL=/dev/tty.usbserial-0001 make chainboot
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```
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[raspbootin]: https://github.com/mrvn/raspbootin
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```console
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$ make chainboot
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[...]
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Minipush 1.0
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[MP] ⏳ Waiting for /dev/ttyUSB0
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[MP] ✅ Serial connected
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[MP] 🔌 Please power the target now
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__ __ _ _ _ _
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| \/ (_)_ _ (_) | ___ __ _ __| |
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| |\/| | | ' \| | |__/ _ \/ _` / _` |
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|_| |_|_|_||_|_|____\___/\__,_\__,_|
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Raspberry Pi 3
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[ML] Requesting binary
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[MP] ⏩ Pushing 7 KiB ==========================================🦀 100% 0 KiB/s Time: 00:00:00
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[ML] Loaded! Executing the payload now
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[0] mingo version 0.5.0
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[1] Booting on: Raspberry Pi 3
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[2] Drivers loaded:
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1. BCM PL011 UART
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2. BCM GPIO
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[3] Chars written: 117
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[4] Echoing input now
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```
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在这个教程中，为了演示目的，加载了上一个教程中的内核版本。在后续的教程中，将使用工作目录的内核。
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## 测试它
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这个教程中的`Makefile`有一个额外的目标`qemuasm`，它可以让你很好地观察到内核在重新定位后如何从加载地址区域（`0x80_XXX`）
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跳转到重新定位的代码（`0x0200_0XXX`）：
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```console
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$ make qemuasm
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[...]
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N:
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0x00080030: 58000140 ldr x0, #0x80058
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0x00080034: 9100001f mov sp, x0
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0x00080038: 58000141 ldr x1, #0x80060
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0x0008003c: d61f0020 br x1
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----------------
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IN:
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0x02000070: 9400044c bl #0x20011a0
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----------------
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IN:
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0x020011a0: 90000008 adrp x8, #0x2001000
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0x020011a4: 90000009 adrp x9, #0x2001000
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0x020011a8: f9446508 ldr x8, [x8, #0x8c8]
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0x020011ac: f9446929 ldr x9, [x9, #0x8d0]
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0x020011b0: eb08013f cmp x9, x8
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0x020011b4: 54000109 b.ls #0x20011d4
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[...]
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```
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## 相比之前的变化（diff）
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请检查[英文版本](README.md#diff-to-previous)，这是最新的。 |