Secuencia de arranque

Una vez que la Raspberry Pi recibe alimentación se inicia una secuencia de operaciones que se conoce como secuencia de arranque. Está básicamente documentada en elinux.org:

• Cuando la Raspberrypi Pi se enciende el procesador ARM está apagado, y la GPU VideoCore IV está encendida. En este punto incluso la propia memoria SDRAM está deshabilitada.

• El pequeño núcleo RISC de la GPU empieza a ejecutar la primera etapa del bootloader que está almacenada en la ROM del BCM2835. Esta primera etapa lee la tarjeta microSD, que debe tener una primera partición en formato FAT32, y carga la segunda etapa del bootloader, que corresponde al contenido del archivo bootcode.bin. Puesto que la memoria SDRAM sigue deshabilitada esta carga se produce en la memoria cache de segundo nivel, y la ejecuta.

• El código de bootcode.bin habilita la SDRAM y lee el archivo start.elf que contiene el firmware de la GPU en formato ELF (el típico de los binarios en GNU/Linux). Este archivo es también ejecutado por la GPU. Entre otras cosas este archivo contiene los codecs de video y la implementación de OpenGL ES.

• El código de start.elf arranca la CPU ARM. Un archivo adicional fixup.dat se usa para configurar la partición de la SDRAM entre la GPU y la CPU. A partir de aquí el sistema operativo contenido en el archivo kernel.img se ejecuta en la CPU ARM.

• El archivo kernel.img es el primer archivo de la secuencia de arranque que ejecuta el procesador ARM. Habitualmente contendrá el núcleo del sistema operativo pero puede contener programas arbitrarios. Como ejemplos puede consultarse el repositoro GitHub de David Welch.

Esta secuencia de arranque implica que la Raspberry Pi requiere de una tarjeta microSD para poder arrancar. Sin embargo esto tiene una ventaja clara, es imposible inutilizarla por errores de programación. En la jerga habitual en sistemas empotrados se dice que no puede ser enladrillada (bricked en inglés).

La primera etapa del bootloader solo sabe leer particiones formateadas en FAT32. Esto es especialmente relevante con las tarjetas microSD de gran tamaño, que habitualmente vienen formateadas en exFAT y Microsoft Windows 8 y posteriores también utilizan por defecto exFAT para formatearlas. Hay multitud de mensajes en los foros alertando de tarjetas que no funcionan con Raspberry Pi cuando lo único que pasa es que no están adecuadamente formateadas.