Rockchip rk3588 U-Boot详解 (二)

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1.1 DM

DM (Driver Model) 是 U-Boot 标准的 device-driver 开发模型，跟 kernel 的 device-driver 模型⾮常类似。

v2017版本也遵循 DM 框架开发各功能模块。建议读者先阅读DM⽂档，了解DM架构原理和实现。

README：

/doc/driver-model/README.txt

Terminology
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Uclass - a group of devices which operate in the same way. A uclass provides
a way of accessing individual devices within the group, but always
using the same interface. For example a GPIO uclass provides
operations for get/set value. An I2C uclass may have 10 I2C ports,
4 with one driver, and 6 with another.
Driver - some code which talks to a peripheral and presents a higher-level
interface to it.
Device - an instance of a driver, tied to a particular port or peripheral.

简要概括：

• uclass: 设备驱动模型
• driver：驱动
• device：设备

核心代码：

./driver/core

1.2 Security

U-Boot在ARM TrustZone的安全体系中属于Non-Secure World, 无法直接访问任何安全的资源（如：安全memory、安全otp、efuse...），需要借助trust间接访问。RK平台上U-boot的CPU运行模式：

32位平台：Non-Secure PL2
64位平台：EL2(Always be Non-Secure)

1.3 Boot-order

RK平台根据前级Loader代码是否开源，目前有两套启动方式：

// 前级loader鼻渊
BOOTROM = > ddr bin = > Miniloader = > TRUST = > U-Boot = > KERNEL
// 前级loader开源
BOOTROM = > TPL(Tiny Program Loader) = > SPL(Secondary Program Loader) = > TRUST = > U-Boot = > KERNEL

TPL相当于ddr bin，SPL相当于miniloader。TPL + SPL 的组合实现了跟RK闭源ddr.bin+miniloader一致的功能，可相互替换。

1.4 Driver-probe

U-boot虽然引入了device-device开发模型，但初始化阶段不会像kernel那样自动发起已注册device-driver的probe。driver的probe必须由用户主动调用发起。接口如下

int uclass_get_device(enum uclass_id id, int index, struct udevice **devp);
int uclass_get_device_by_name(enum uclass_id id, const char *name,
struct udevice **devp);
int uclass_get_device_by_seq(enum uclass_id id, int seq, struct udevice **devp);
int uclass_get_device_by_of_offset(enum uclass_id id, int node, struct udevice
**devp);
int uclass_get_device_by_ofnode(enum uclass_id id, ofnode node, struct udevice
**devp);
int uclass_get_device_by_phandle_id(enum uclass_id id,
int phandle_id, struct udevice **devp);
int uclass_get_device_by_phandle(enum uclass_id id,
struct udevice *parent, struct udevice **devp);
int uclass_get_device_by_driver(enum uclass_id id,
const struct driver *drv, struct udevice **devp);
int uclass_get_device_tail(struct udevice *dev, int ret, struct udevice **devp);
......

上述接口的核心调用

1.5 Shell

U-Boot的Shell叫CLI（cmdline line interface），即命令行模式，用户可以根据自己需求自定义CMD，CMD除了通过Shell调用，还能通过run_command()和run_command_list()以代码的形式调用

int run_command(const char *cmd, int flag)
int run_command_list(const char *cmd, int len, int flag)

1.6 Boot-Command

U-Boot最终通过CONFIG_BOOTCOMMAND定义的启动命令引导kernel。在执行CONFIG_BOOTCMD之前还会执行CONFIG_PREBOOT预启动命令，通常这个命令定义为空

1.7 TPL/SPL/U-Boot-proper

U-Boot通过使用不同的编译条件可以用同一套代码获取三种不同功能的Loader：TPL/SPL/U-Boot-proper

• TPL: 运行在sram中，负责完成ddr初始化；
• SPL：运行在ddr中，负责完成系统的lowlevel初始化，后级固件加载（trust.img和uboot.img）
• U-Boot proper: 运行在ddr中，即我们通常所说的 U-Boot，它负责引导kernel；

启动流程：

BOOTROM => TPL(ddr bin) => SPL(miniloader) => TRUST => U-BOOT => KERNEL

1.8 Build-Output

U-Boot编译成功后会在根目录下生成一些重要文件（支持TPL/SPL编译时才有TPL/SPL的生成文件）

// U-Boot阶段
./u-boot.map //MAP表文件
./u-boot.sym //SYMBOL表文件
./u-boot //ELF文件，类同内核的vmlinux（重要！）

// SPL阶段
./spl/u-boot-spl.map //MAP表文件
./spl/u-boot-spl.sym //SYMBOL表文件
./spl/u-boot-spl // ELF文件，类同内核的vmlinux（重要）
./spl/u-boot-spl.dtb //spl自己的dtb文件
./spl/u-boot-spl.bin //可执行二进制文件，会被打包成loader用于烧写

// TPL阶段
./tpl/u-boot-tpl.map // MAP表文件
./tpl/u-boot-tpl.sym // SYMBOL表文件
./tpl/u-boot-tpl //ELF文件，类同内核的vmlinux（重要！）
./tpl/u-boot-tpl.dtb //tpl自己的dtb文件
./tpl/u-boot-tpl.bin // 可执行二进制文件，会被打包成loader用于烧写

1.9 Environment-Variables

ENV(Environment-Variables)是U-Boot支持的一种全局数据管理和传递方式，原理是构建一张HASH映射表，把用户的数据以“键值-数据”作为表项进行管理。

EVN通常用于定义平台配置参数：固件加载地址，网络配置（ipaddr、serverip）、bootcmd、bootargs等，用户可以在命令行下使用printenv命令打印出来

• ⽤⼾可选择是否把ENV数据保存到本地存储上
• ENV数据仅限于U-Boot使⽤，⽆法直接传递给内核、内核也⽆法直接解析
• ⽤⼾层可以通过U-Boot提供的fw_printenv⼯具访问ENV数据

RK 平台上 ENV 数据的存储地址和⼤小定义如下（单位：字节）：

if ARCH_ROCKCHIP
config ENV_OFFSET
hex
depends on !ENV_IS_IN_UBI
depends on !ENV_IS_NOWHERE
default 0x3f8000
help
Offset from the start of the device (or partition)
config ENV_SIZE
hex
default 0x8000
help
Size of the environment storage area
endif

审核编辑 黄宇