介绍RK3399 u-boot各个镜像生成的基本流程

说明

系统：Android10.0

设备： FireFly RK3399 （ROC-RK3399-PC-PLUS）

前言

上一篇讲到了u-boot编译完成之后，会生成各种镜像， 本章节重点介绍u-boot各个镜像生成的基本流程， 通过了解文件， 来辅助理解rk3399 u-boot启动基本过程。

一，编译u-boot的一般步骤

如果不考虑现有源码中的各种脚本， 比如不管make.sh, 编译u-boot的源码的一般步骤有以下通用步骤：

1，设置交叉工具链，一般修改Makefile

ARCH=arm

CROSS_COMPILE=../prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-

或者在make命令后面直接传递参数。

2， 选择芯片配置文件， 如rk3399, 其实是将configs/xxx_defconfig拷贝到顶层目录.config

make rk3399_defconfig

3, make编译

二， u-boot.bin文件生成

可以通过编译的调试信息中发现如下结果：

/mnt/ext-disk2/RK/rk3399_Android10.0/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-objcopy --gap-fill=0xff -j .text -j .secure_text -j .secure_data -j .rodata -j .data -j .u_boot_list -j .rela.dyn -j .got -j .got.plt -j .dtb.init.rodata -j .efi_runtime -j .efi_runtime_rel -O binary u-boot u-boot-nodtb.bin

cat u-boot-nodtb.bin dts/dt.dtb > u-boot-dtb.bin

cp u-boot-dtb.bin u-boot.bin

truncate -s "%8" u-boot.bin #直接设置成一定大小文件

最终发现，Makefile中通过objcopy, 将elf格式的u-boot转换成u-boot-nodtb.bin。

三， uboot.img文件生成

注意， 这个镜像叫做uboot.img 而在同一级目录下有个叫做u-boot.img ， 镜像是由如下脚本生成的：

/mnt/ext-disk2/RK/rk3399_Android10.0/u-boot/scripts/uboot.sh --load 0x00200000

load addr is 0x200000!

pack input u-boot.bin

pack file size: 1028816(1004 KB)

crc = 0xdbf2d111

uboot version: U-Boot 2017.09 (Nov 15 2021 - 17:03:41)

pack uboot.img success!

pack uboot okay! Input: u-boot.bin

在uboot.sh脚本中，实际是调用了：

./tools/loaderimage --pack --uboot u-boot.bin uboot.img {LOAD_ADDR} {SIZE}

rk3399平台执行的脚本为：

./tools/loaderimage --pack --uboot u-boot.bin uboot.img 0x00200000

通过名字大体可以猜测到，应该就是在u-boot.bin上增加一个入口地址0x00200000 ， 这个地址就是u-boot.bin被加载到内存的地址。

其他镜像如下：

./tools/mkimage -f auto -A arm -T firmware -C none -O u-boot -a 0x00200000 -e 0 -n "U-Boot 2017.09"" for evb_rk3399 board" -E -b arch/arm/dts/rk3399-evb.dtb -d u-boot-nodtb.bin u-boot-dtb.img

./tools/mkimage -f auto -A arm -T firmware -C none -O u-boot -a 0x00200000 -e 0 -n "U-Boot 2017.09"" for evb_rk3399 board" -E -b arch/arm/dts/rk3399-evb.dtb -d u-boot-nodtb.bin u-boot.img

这么看 u-boot-dtb.img和u-boot.img 是一样的， 都是通过在u-boot-nodtb.bin加上一个头部信息， 类似内核zImage和uImage的差别。

四， rk3399_loader_v1.24.126.bin生成

打包loader镜像是通过make.sh loader来完成的， 最终执行如下：

rk3399对应的脚本为：

u-boot/scripts/loader.sh --ini ../rkbin/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini

而../rkbin/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini配置文件是：

[CHIP_NAME]

NAME=RK330C

[VERSION]

MAJOR=1

MINOR=26

[CODE471_OPTION]

NUM=1

Path1=bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.24.bin

Sleep=1

[CODE472_OPTION]

NUM=1

Path1=bin/rk33/rk3399_usbplug_v1.26.bin

[LOADER_OPTION]

NUM=2

LOADER1=FlashData

LOADER2=FlashBoot

FlashData=bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.24.bin

FlashBoot=bin/rk33/rk3399_miniloader_v1.26.bin

[OUTPUT]

PATH=rk3399_loader_v1.24.126.bin

可以得知依赖的文件有:DDR相关的bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.24.bin、USB相关的bin/rk33/rk3399_usbplug_v1.26.bin、miniloader(瑞芯微自己写的不开源的bootloader)相关的bin/rk33/rk3399_miniloader_v1.26.bin。

boot_merger将这三个bin文件最后合并成rk3399_loader_v1.24.126.bin。

五， trust.img生成

make.sh trust： 打包trust.img镜像， 实际调用:

{SCRIPT_ATF} --ini {INI_TRUST} {PLAT_SHA} {PLAT_RSA} ${PLAT_TRUST_SIZE}

rk3399对应的脚本为：

u-boot/scripts/atf.sh --ini ../rkbin/RKTRUST/RK3399TRUST.ini

atf 是arm trust firmware缩写， atf.sh脚本负责将几个和trust zone相关的二进制合并在一起：

[VERSION]

MAJOR=1

MINOR=0

[BL30_OPTION]

SEC=0

[BL31_OPTION]

SEC=1

PATH=bin/rk33/rk3399_bl31_v1.35.elf

ADDR=0x00040000

[BL32_OPTION]

SEC=1

PATH=bin/rk33/rk3399_bl32_v2.01.bin

ADDR=0x08400000

[BL33_OPTION]

SEC=0

[OUTPUT]

PATH=trust.img

六， rk3399上电启动u-boot逻辑

1、板卡上电，cpu从片内0xffff0000(bootrom)启动，将外部存储(spi flash, emmc, sd/tf等)中读取的MiniLoaderAll.bin复制到内部SRAM中，完成对关键部分进行初始化， 如时钟，中断， 外部内存，usb设备等的初始化.(u-boot代码也可能做同样的事情)

2、MiniLoaderAll从外部存储(spi flash, emmc, sd/tf等)中读取parameter.txt,并进行解析，解析出来各个分区信息；

3、根据分区信息在外部存储的指定位置寻找trust.img镜像，并执行trust zone相关安全认证代码， 认证完毕就加载u-boot.img到指定的地址(0x00200000)运行

4, u-boot在内存中执行， 并解析bootcmd代码，启动内核

七， make.sh脚本主要执行步骤

了解了上面的过程， 大家也可以对make.sh脚本进行分析， 这里将主要的结果步骤大体列举一下， 总共会经历12条指令， 大家可以通过set -x 和 set +x对脚本进行调试查看。

process_args $*

prepare

select_toolchain

select_chip_info

fixup_platform_configure

select_ini_file

handle_args_late

sub_commands

clean_files

make V=1 CROSS_COMPILE={TOOLCHAIN_GCC} all #--jobs={JOB}

pack_images

finish

第一条指令：process_args $*　

#实际就是process_args rk3399， 结果就是分析各种参数， 同时执行make rk3399_defconfig -j${JOB}

第二条指令：prepare 获取rkbin工具路径， 并且根据是否64位设置对应的ARM64_TRUSTZONE="y" (是有的)， 以及PLAT_TYPE="FIT"(没有)

第三条指令：select_toolchain 设置交叉工具链

,64位和32位分分别在：

TOOLCHAIN_ARM32=../prebuilts/gcc/linux-x86/arm/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

TOOLCHAIN_ARM64=../prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin

第四条指令:select_chip_info 从.config文件获取芯片信息

根据.config中的芯片名字， 在表格CHIP_TYPE_FIXUP_TABLE中找loader, trust, label的名字,对于rk399而言， 表格中并没有对应单项

第五条指令：fixup_platform_configure 在表格中通过芯片名字选择平台配置

比如配置rsa加密算法和sha签名算法版本， 32位和64位对应的uboot, trust镜像大小和个数

而表格中并没有rk3399的配置， 所以都是用默认的-， 使用默认的uboot镜像大小， trust镜像大小

第六条指令：select_ini_file：选择ini配置文件

minibootloader的配置文件：../rkbin/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini

trust镜像配置文件： ../rkbin/RKTRUST/RK3399TRUST.ini

第七条指令：补充部分编译参数

第八条指令：处理子命令，　如make.sh uboot，　make.sh trust等

第9条指令：clean_files， 删除目标文件， 如 u-boot， tpl/u-boot-tpl.dtb等我呢间

第10条指令：直接make 编译

第11条指令: pack_images 打包

主要是打包uboot.img, trust.img , rk3399_loader_v1.24.126.bin

第12调指令finish　：结束， 只是打印信息

六，总结

u-boot编译的相关镜像是如何生成的， 以及上电之后， RK3399做了什么事情，这块大家需要心里有个大体的概念， 此处并没有涉及到代码层面， 所以更多的是梳理流程和理解逻辑， 我们在了解整个RK3399 启动Android 的过程的时候， 就应该从上电开始， 这样才能形成一个整体。

原作者：旗浩QH