如何在软硬件上为RISC-V引导程序提供设计方案

[luojia65]

目前的引导程序会和操作系统放在同一个存储介质中。以U-Boot为例，分区后放入SD卡。这种设计的缺点是：存储介质和主板绑定较强。比如主板A有多大的屏幕，主板B没有，当计算条从主板A拔下来插入主板B，理论上就需要重新烧写对应的引导程序。现在的U-Boot通过魔改来绕过这个做法，但这样无法促进引导程序架构的发展。

一种新的做法是，以主板绑定的介质存储引导程序。这样面对计算条应用，只需要在计算条的介质中安装操作系统本身即可，通过底板的引导程序去启动它。比如，在两个主板上分别设计16MB左右的闪存，它存储一个RISC-V架构的引导程序，分别为计算条上的操作系统指示各个主板上的资源，这对硬件的替换和更新是有利的，因为如果计算条损坏或升级，直接替换新的即可，无需重新刷引导程序和系统，无论计算条的操作系统以SD卡或者eMMC芯片为存储方式。
这种做法为硬件的升级提供极大的便利，如果它成为未来RISC-V单板计算机的标准配置，我决定在Oreboot和RustSBI引导路线中使用这一点。

它的优点是：可以无缝升级和替换硬件，较大地提升用户体验。
缺点是：至少需要一个闪存芯片的物料成本。如果没有更换计算芯片的兼容需求，成本不如只在eMMC/SD卡中分区的老操作低。

主板上集成引导程序用的闪存芯片有以上的优势和劣势。事实上，这个设计在PC机的早期已经形成。

我们通常在移植操作系统和软件上花费较多的精力，而对引导程序这一操作系统的信任根却常吃“嗟来之食”，持续地缺乏引导程序方面的创新和带头能力。我常为国产软件在世界上的话语权而效力奔波，也成功地为RISC-V的国际标准提出过提案，希望看到RISC-V引导程序成为国产软件、开源软件从跟跑到领跑的突破点。要看到这一天到来，希望从业者们和开源社区在未来能有长期的共同努力。