了解嵌入式主板上已验证的Uboot

时间：2017-02-12 20:47:57

标签： linux embedded-linux u-boot

我已经搜索了经过验证的u-boot的演示文稿和文档，并提出了几个问题。我会尝试让任何用户走过我所在的地方，因为我怀疑我并不是唯一一个在验证u-boot过程中遇到一些困难的人。

我有一个已编译的zImage，它有一个可用的外部DTB，无需验证即可使用。它启动并工作（让我们称之为normal-board.dts）

其次，我使用以下配置条目编译u-boot：

CONFIG_ARM=y
CONFIG_ARCH_AT91=y
CONFIG_TARGET_AT91SAM9260EK=y
CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="AT91SAM9G20,SYS_USE_DATAFLASH_CS1"
CONFIG_SYS_PROMPT="#> "
# CONFIG_CMD_BDI is not set
CONFIG_CMD_IMI=y
# CONFIG_CMD_IMLS is not set
# CONFIG_CMD_LOADS is not set
# CONFIG_CMD_FPGA is not set
# CONFIG_CMD_SOURCE is not set
CONFIG_CMD_SETEXPR=y
CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="myboard"
CONFIG_CMD_MMC=y
CONFIG_CMD_FAT=y
CONFIG_MTD_CMDLINE_PARTS=y
CONFIG_RSA=y
CONFIG_FIT=y
CONFIG_FIT_SIGNATURE=y
CONFIG_OF_CONTROL=y

我的主板有一个类似于：

的分区方案 
... boot strap, uboot and env
0xD00084000  (zImage)
0xD0020AA00  (normal-board.dtb)
The rootfs is on NAND (external to this chip)

可以使用以下命令在标准配置中引导设备：

cp.b 0xD0084000 0x22000000 0x186A00;cp.b 0xD020AA00 0x28000000 0x61A8;bootm 0x22000000 - 0x28000000

此时，我已经重新编译了u-boot，但命名法有点令人困惑，因为有几个元素。

  • FIT控制DTS（我假设这是u-boot使用的，需要在自己的分区中）
  • FIT DTB（与非FIT相同的DTB（normal-board.dtb），但在其中的某处有FIT魔法）
  • FIT内核图片（我假设这里也会添加一些魔法到zImage？）

看到有一个uboot控件FIT FDT，这需要它自己的分区吗？并且FIT DTB是否与工作内核DTB相同（只是闪存而不是非FIT）???

接下来，鉴于这个脚本，我开始从各种文档和幻灯片中挖掘出来，我们可以看到u-boot。{dts，dtb}是控件FDT，ITS文件是合适的（我假设它与normal-board.dts相同，但是添加了一个FIT节点。

EG。 U形boot.dts 

/dts-v1/;

/ {
        model = "Keys";
        compatible = "myboard";
        signature {
                dev_key {
                        required = "conf";
                        algo = "sha1,rsa2048";
                        key-name-hint = "dev_key";
                };
        };
};

现在我的示例DTS for myboard with the FIT部分：

/dts-v1/;

/ {
    description = "Linux kernel2";
    #address-cells = <1>;
    images {
        kernel@1 {
            description = "Linux kernel";
            data = /incbin/("../linux/arch/arm/boot/zImage");
            arch = "arm";
            os = "linux";
            type = "kernel_noload";
            compression = "none";
            load = <0x80080000>;
            entry = <0x80080000>;
            kernel-version = <1>;
            hash@1 {
                algo = "sha1";
            };
        };
    };
    configurations {
        default = "conf@1";
        conf@1 {
            description = "Boot Linux kernel";
            kernel = "kernel@1";
            signature@1 {
                algo = "sha1, rsa2048 ";
                key-name-hint = "dev_key";
                sign-images = "kernel";
            };
        };
    };
};

但是，whatImage到底是什么（见下面的脚本 - 这是来自示例）？是zImage吗？我找不到任何描述它的第一次提及的文件 - 它来自哪里等等......或者它是由ITS内部的引用产生的输出？ 

#!/bin/bash

key_dir=/tmp/keys
key_name=dev_key
FIT_IMG="fitImage"

rm -rf ${key_dir}
mkdir ${key_dir}

MKIMG="/home/dev/lede/staging_dir/host/bin/mkimage"
DTC="/usr/bin/dtc"

#Generate a private signing key (RSA2048):
openssl genrsa -F4 -out \
    "${key_dir}"/"${key_name}".key 2048

# Generate a public key:
openssl req -batch -new -x509 \
-key "${key_dir}"/"${key_name}".key \
-out "${key_dir}"/"${key_name}".crt

# Control FDT (u-boot.dts) - hits uboot to have keys etc...
CTRL_FDT="u-boot.dts"

# FIT image ITS - describes the node
FIT_ITS="fit-image.its"

#Assemble control FDT for U-Boot with space for public key:
$DTC -p 0x1000 $CTRL_FDT -O dtb -o u-boot.dtb

# Generate fitImage with space for signature:
$MKIMG -D "-I dts -O dtb -p 2000" \
-f f$FIT_ITS $FIT_IMG

# Sign fitImage and add public key into u-boot.dtb:
$MKIMG -D "-I dts -O dtb -p 2000" -F \
-k "${key dir}" -K u-boot.dtb -r $FIT_IMG

# Signing subsequent fitImage:
$MKIMG -D "-I dts -O dtb -p 2000" \
-k "${key dir}" -f $FIT_ITS -r $FIT_IMG

Iminfo让我走到这一步：

#> iminfo          

## Checking Image at 20000000 ...
   FIT image found
   FIT description: Configuration to load a Basic Kernel
    Image 0 (linux_kernel@1)
     Description:  Linux zImage
     Type:         Kernel Image
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x200000dc
     Data Size:    1465544 Bytes = 1.4 MiB
     Architecture: ARM
     OS:           Linux
     Load Address: 0x20000000
     Entry Point:  0x20008000
     Hash node:    'hash@1'
     Hash algo:    sha256
     Hash value:   bf1d62a9ac777310746c443f2500cf197967f1e7c9cb56ff5c33206670e12d8f
     Hash len:     32
    Image 1 (fdt@1)
     Description:  FDT blob
     Type:         Flat Device Tree
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x20165ea4
     Data Size:    21681 Bytes = 21.2 KiB
     Architecture: ARM
     Hash node:    'hash@1'
     Hash algo:    sha256
     Hash value:   c7f32d039871d858dda8d397c3b6a685bc914c78cf70f03d1860f61ecfe9c689
     Hash len:     32
    Default Configuration: 'config@1'
    Configuration 0 (config@1)
     Description:  Plain Linux
     Kernel:       linux_kernel@1
     FDT:          fdt@1
## Checking hash(es) for FIT Image at 20000000 ...
   Hash(es) for Image 0 (linux_kernel@1): sha256+ 
   Hash(es) for Image 1 (fdt@1): sha256+

准备好zImage（这可能是错误的方式）

mkimage -A arm -O linux -C none -T kernel -a 0x22000000 -e 0x22008000 -n linux-4.4.36 \
    -d $(KDIR)/zImage $(BIN_DIR)/$(IMG_PREFIX)-zImage-nDTB

即使按照以下方式（我似乎得到了这个，我该怎么做地址 - 是问题的重新分配部分？例如fdt_high变量？）

#> bootm 0x23000000
## Current stack ends at 0x23f119b8 *  kernel: cmdline image address = 0x23000000
## Loading kernel from FIT Image at 23000000 ...
No configuration specified, trying default...
Found default configuration: 'config@1'
   Using 'config@1' configuration
   Trying 'linux_kernel@1' kernel subimage
     Description:  Linux zImage
     Type:         Kernel Image
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x230000dc
     Data Size:    1465544 Bytes = 1.4 MiB
     Architecture: ARM
     OS:           Linux
     Load Address: 0x23000000
     Entry Point:  0x23000000
     Hash node:    'hash@1'
     Hash algo:    sha256
     Hash value:   bb397db1ec90ec8526c6d215c9ded2a1357a258c2145f97fda9898e810e847d7
     Hash len:     32
   Verifying Hash Integrity ... sha256+ OK
   kernel data at 0x230000dc, len = 0x00165cc8 (1465544)
*  ramdisk: using config 'config@1' from image at 0x23000000
*  ramdisk: no 'ramdisk' in config
*  fdt: using config 'config@1' from image at 0x23000000
## Checking for 'FDT'/'FDT Image' at 23000000
## Loading fdt from FIT Image at 23000000 ...
   Using 'config@1' configuration
   Trying 'fdt@1' fdt subimage
     Description:  FDT blob
     Type:         Flat Device Tree
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x23165ea4
     Data Size:    21681 Bytes = 21.2 KiB
     Architecture: ARM
     Hash node:    'hash@1'
     Hash algo:    sha256
     Hash value:   c7f32d039871d858dda8d397c3b6a685bc914c78cf70f03d1860f61ecfe9c689
     Hash len:     32
   Verifying Hash Integrity ... sha256+ OK
Can't get 'load' property from FIT 0x23000000, node: offset 1465916, name fdt@1 (FDT_ERR_NOTFOUND)
   Booting using the fdt blob at 0x23165ea4
   of_flat_tree at 0x23165ea4 size 0x000054b1
Initial value for argc=3
Final value for argc=3
   Loading Kernel Image ... OK
CACHE: Misaligned operation at range [23000000, 23165cc8]
   kernel loaded at 0x23000000, end = 0x23165cc8
images.os.start = 0x23000000, images.os.end = 0x2316c911
images.os.load = 0x23000000, load_end = 0x23165cc8
ERROR: new format image overwritten - must RESET the board to recover

2 个答案:

答案 0 :(得分：3)

所以，上面的问题有很多，我会尝试回答一些有助于清理问题的事情：

  1. U-Boot二进制文件需要包含pubkey。因此，在这种情况下，您列出的“myboard”设备树是最终需要的地方。它位于二进制文件中，而不是flash中的单独分区。
  2. 接下来就是FIT图像是一个容器，让我们说出不同的打开方式。 fitImage包含zImage和normal-board.dtb和逻辑，因此您可以说每个部分都需要由特定的公钥签名。因此，在这种情况下，不是zImage的flash分区而是normal-board.dtb的另一个分区，而是有一个fitImage驻留的分区。它是将“its”文件提供给mkimage的输出。这类似于“uImage”是将“zImage”提供给mkimage的输出。

答案 1 :(得分：1)

经过大量的工时学习，阅读和尝试 - 我创建了一篇完整的博客文章，介绍了验证uboot的工作原理，以及DTB（两种形式）在构建最终图像时如何组合在一起。

这article can be found here

然而，要注意的关键事项确实是汤姆所说的，这里还有一些（在引用我的文章后）：

  • 有两种DTB（内核和uboot DTBS）
  • 有一个名为ITS的文件 - 它描述了要构建的FIT图像
  • 您需要一个异步密钥对
  • 您需要一个支持经过验证的uboot / DTB
    • 的mkimage版本
  • 您的引导加载程序需要支持已验证uboot已启用
  • Uboot和Linux内核需要了解DTB
  • 即使您签署了图片，最终引导程序
    • 也需要公钥和其他加密信息的副本

这是一个有趣的过程：）

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