Работа в командной строке в u-boot
- Подключение к debug-консоли
- Отключение watchdog
Процесс подготовки U-Boot
Создание конфигурации u-boot
Создание варианта платы
Логика работы ENV-скриптов при загрузке u-boot

В этом документе описан процесс работы с загрузчиком и самостоятельная сборка и установка загрузчика u-boot для контроллера WirenBoard 8.5. Описание рассчитано на начальные навыки работы с ОС Linux. Также описана логика работы скриптов, выполняемых при загрузке u-boot для поддержки собранной системы с помощью Buildroot и системы обновления RAUC,

Buildroot - это инструмент для создания минимальной операционной системы для встроенных устройств.

RAUC — это система обновления прошивки для встроенных устройств. Она помогает безопасно обновлять программное обеспечение и предотвращает поломки устройства при неудачных обновлениях.

Работа в командной строке в u-boot

Подключение к отладочному порту

Работа с командной строкой u-boot происходит через отладочный порт. Процесс подключения к отладочному порту подробно описан в этой статье

Отключение watchdog

Для работы командной строке u-boot необходимо отключить watchdog, так как он будет перезагружать систему каждые 60 секунд. Это можно сделать нажав и удерживая кнопку B1 или запаяв перемычку Watchdog OFF. Подробности работы встроенного watchdog смотрите в этой статье.

Процесс подготовки U-Boot

Разбиение (декомпозиция) процесса подготовки на этапы в графическом виде:

graph TB
    A[Процесс подготовки U-Boot]
    A --> B[Подготовка компонентов для сборки]
    B --> C[ATF]
    B --> D[SCP]
    B --> E[Cross-toochain]
    B --> F[Получение исходных кодов]
    A --> G[Сборка U-Boot]
    A --> H[Установка собранного U-Boot на систему]

Подготовка компонентов для сборки

Для сборки u-boot необходимо подготовить следующие компоненты:

ATF (Arm Trusted Firmware) — управляет безопасностью и инициализацией системы. Нам нужен его ключевой компонент BL31 — он отвечает за запуск защищённой среды и передачу управления загрузчику u-boot.
SCP (System Control Processor) - нужен для управления системными ресурсами, такими как питание, тактовые частоты, переферия. Так как мы не используем эти функции в u-boot, то SCP просто отключаем при сборке.
Cross-toolchain - это специальный набор инструментов для сборки программ на одной платформе (например на AMD64), но с целью их выполнения на другой платформе (в нашем случае: на платформе WirenBoard с ARM-процессором).
Исходные коды - используется исходный код оригинального проекта u-boot с некоторыми правками:
- с поддержкой установленной оперативной памяти и периферии
- настройками, позволяющими сразу иметь загрузчик подготовленный к работе на контроллере WirenBoard c поддержкой системы обновления RAUC.

Подготовка ATF (Arm Trusted Firmware)

Для уменьшения работ проще использовать уже ранее собранный компонент BL31 из deb-пакета ATF из debian-based дистрибутива WirenBoard. Также, ниже представлена последовательность шагов для самостоятельно сборки компонента BL31 (в составе пакета ATF), если необходимо внести какие-то изменения.

Заимствование BL31 из собранного deb-пакета ATF

Ниже представлены шаги, по извлечению компонента BL31 из ранее собранного deb-пакета для оригинальной платформы WirenBoard. Каких-то секретов внутри собранного пакета нет, но этот шаг существенно упрощает процесс подготовки.

Загрузить deb-пакет с собранным ATF: wget http://deb.wirenboard.com/wb8/bullseye/pool/main/a/arm-trusted-firmware/arm-trusted-firmware_2.10.0%2bdfsg-1%2bwb2_arm64.deb

Если данного пакета уже нет (из-за устаревания документации), то нужно сперва актуализировать версию (находясь на оригинальном контроллере WirenBoard) через: apt-cache policy arm-trusted-firmware и после посмотреть откуда и какой версии пакетный менеджер APT выкачивает данный пакет: apt-get install -o Debug::Acquire::http=true arm-trusted-firmware
Распаковать полученный deb-пакет: dpkg-deb -x arm-trusted-firmware_2.10.0+dfsg-1+wb2_arm64.deb /tmp
Скопировать компонент BL31 в удобное место: cp /tmp/usr/lib/arm-trusted-firmware/sun50i_h616/bl31.bin ~/
Очистить мусор (будьте внимательны!): rm -r /tmp/usr

Подготовка компонента BL31 закончена. Не удаляйте полученный файл ~/bl31.bin - он будет нужен для последующей компиляции u-boot!

Самостоятельная сборка ATF

Так как вы знаете зачем вам это нужно, то ниже представлена просто "шпаргалка" для сборки:

git clone [https://github.com/ARM-software/arm-trusted-firmware.git](https://github.com/ARM-software/arm-trusted-firmware.git)
cd arm-trusted-firmware/
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
make PLAT=sun50i_a64 DEBUG=0 bl31
cp build/sun50i_a64/release/bl31.bin ~/bl31.bin

Установка cross-toolchain

Рекомендуется использовать cross-toolchain для системы ARM64, поставляемый с операционной системой.

Для ОС Ubuntu выполните (если не делали это ранее): sudo apt install git gcc-aarch64-linux-gnu

Получение исходных кодов

Перейдите в директорию где будете вести работу по сборке. Например: cd ~/wirenboard
Склонируйте исходные коды из публичного репозитория (TODO: поправить УРЛ): git clone [email protected]:wirenboard/u-boot-buildroot.git
Перейдите внутрь полученной директории: cd u-boot-buildroot
Переключитесь на ветку buildroot: git checkout buildroot

Теперь вы имеете все подготовленные компоненты для сборки u-boot.

Сборка u-boot

Экспортируем ранее подготовленные компоненты, чтобы сборщик u-boot мог использовать их:
- export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
- export BL31=~/bl31.bin
- export SCP=/dev/null , здесь если на предыдущем шаге вы разместили BL31 в какое-то другое место отличное от ~/bl31.bin, то необходимо указать его. SCP=/dev/null - так как мы не используем управление питанием в u-boot.
Конфигурируем u-boot с подготовленным файлом конфигурации:
- make sun50i_wirenboard8_buildroot_defconfig
Компилируем u-boot:
- make -jXX , здесь XX сколько процессоров/ядер на вашей машине (можно не указывать, но сборка будет происходить существенно дольше)

После завершения компиляции вы получете собранный образ u-boot, находящемуся в файле u-boot-sunxi-with-spl.bin в текущей директории.

Установка u-boot

Возможно 2 варианта установки собранного u-boot:

Установка на emmc (внутреннюю флеш-память) - если вы хотите использовать свою сборку u-boot на постоянной основе (т.е. хотите заменить заводской загрузчик).
Установка на MicroSD - если вы хотите получить загрузочную MicroSD для тестирования собранного u-boot и пока не хотите заменять заводской загрузчик.

Установка на emmc (внутреннюю флеш-память)

Отключите все питание от контроллера WirenBoard
Вставьте специально подготовленную MicroSD в контроллер (TODO)
Подключить контроллер WirenBoard кабелем USB к вашей системе. После этого контроллер начнет загрузу. Дождитесь ее окончания.
После загрузки WirenBoard его внутренняя emmc будет "прокинута" в вашу систему в виде подключенного USB-Flash
Определите как называется полученный диск в вашей системе. (TODO) Здесь важно не перепутать, так как возможно нанести ущерб своей системе(!).
Скопируйте собранный загрузчик на контроллер:
- sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=8k seek=1 status=progress , здесь /dev/sdX заменить на диск определенный на предыдущем шаге.

Установка на MicroSD

Создание загрузочной MicroSD с u-boot, не сильно отличается от предыдущего пункта.

Вставьте MicroSD в картритерд, а картридер в вашу систему
Определите как называется полученный диск в вашей системе. (TODO) Здесь важно не перепутать, так как возможно нанести ущерб своей системе(!).
Скопируйте собранный загрузчик на контроллер:
- sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=8k seek=1 status=progress , здесь /dev/sdX заменить на диск определенный на предыдущем шаге.

Очистка ENV-переменных

Если вы повторно перепрошиваете u-boot (например при разработке), то желательно очистить сохраненные ENV-переменные. Особенно важно это делать, если вы изменяете логику работы встроенных скриптов u-boot!

Есть 2 способа очистки:

Очистка из под хостовой системы. Удобно сразу почистить env-переменные, когда вы обновляете загрузчик.
Очистка из под загруженного u-boot - если по какой-то причине вы не захотели воспользоваться первым вариантом.

Очистка из под хостовой системы

dd что-то там (TODO)

Очистка из под загруженного u-boot

Отключите все питание от контроллера
Соедините ваш компьютер и с контроллером с помощью USB-кабеля.
Запустите программу для подключения терминального эмулятора через последовательный порт. Например: minicom -b 115200 -D /dev/ttyACM0 ,здесь /dev/ttyACM0 - serial-устройство, которое определилось системой
Передерните (выключите-включите) кабель USB, чтобы перезагрузить контроллер
В момент приглашения u-boot прервите его загрузку нажав клавишу Space (пробел). Примечание: приглашение ограничено 2-мя секундами после включения, если вы не успели прервать загрузку, то повторите с шага 4.
Выполните команды в консоли u-boot: env default -a ; saveenv
Перезагрузите контроллер (если не хотите продолжать работу в консоли u-boot): reset

Создание конфигурации u-boot

Сохраненные конфигурации хранятся в папке configs/ Чтобы иметь свою сохраненную конфигурацию u-boot-а, необходимо проделать следующие шаги:

Применить уже готовый конфиг-файл: make sun50i_wirenboard8_buildroot_defconfig будет создан файл .config
Внести изменения в файл .config ручным редактированием или через make menuconfig
Сохранить полученные изменения в папку configs/ например: cp .config configs/sun50i_wirenboard8_custom_defconfig
Теперь полученный конфиг можно применять с помощью: make sun50i_wirenboard8_custom_defconfig

Создание варианта платы

Если необходимо изменить скрипты и/или переменные производителя, то можно их отредактировать в соответствующий файле, но лучшей практикой будет создать свою конфигурацию платы по подобию существующих.

Для этого необходимо проделать следующие действия:

Придумайте собственное название конфигурации (например: WB8_FLAVOUR_CUSTOM)
Добавьте придуманное название в файл board/wirenboard/sun50i_wirenboard8/Kconfig, как это сделано для WB8_FLAVOUR_BUILDROOT:

choice
prompt "WB8 flavour"

config WB8_FLAVOUR_GENERIC
    bool "Generic Wiren Board 8"

config WB8_FLAVOUR_BUILDROOT
    bool "Buildroot Wiren Board 8"
    
config WB8_FLAVOUR_CUSTOM
    bool "Buildroot Wiren Board 8 with my custom changes"

endchoice

Подключить условный include в файле include/configs/sun50i_wirenboard8.h:

#ifdef CONFIG_WB8_FLAVOUR_BUILDROOT
#include <configs/wirenboard_buildroot.h>
#elif defined(CONFIG_WB8_FLAVOUR_CUSTOM)
#include <configs/wirenboard_custom.h>
#else
#include <configs/wirenboard_common.h>
#endif

Сделайте копию файла с скриптами и ENV-переменными include/configs/wirenboard_buildroot.h: cp include/configs/wirenboard_buildroot.h include/configs/wirenboard_custom.h
Внесите в созданный файл include/configs/wirenboard_custom.h необходимые изменения.
Создайте файл конфигурации u-boot, в которой в качестве варианта платы будет выбран данный CONFIG_WB8_FLAVOUR_CUSTOM.

Логика работы ENV-скриптов при загрузке u-boot

Для упрощения понимая работы скриптов загрузки, представленных в файле include/configs/wirenboard_buildroot.h, создана схема:

stateDiagram
  direction TB
  state BootInProgress <<choice>>
  state CheckFWReset {
    direction TB
    state CheckButtonPress <<choice>>

    [*] --> CheckButtonPress:<b>Кнопка сброса нажата?</b> <br> run check_button?
    Beep --> CheckButtonPress2
    CheckButtonPress --> Beep:TRUE
    state CheckButtonPressAgain <<choice>>

    CheckButtonPress2 --> CheckButtonPressAgain:<b>Кнопка сброса нажата?</b> <br> run check_button?
    FactoryReset --> [*]
    CheckButtonPress --> [*]:FALSE
    CheckButtonPressAgain --> [*]:FALSE
    CheckButtonPressAgain --> s5:TRUE
    s5 --> FactoryReset
    CheckButtonPress
[*]    Beep
    CheckButtonPress2
    CheckButtonPressAgain
    FactoryReset
[*]    s5
  }
  state MarkSlotFailed {
    direction TB
    state CheckSlotA <<choice>>

    [*] --> CheckSlotA:<b>Текущий слот A?</b><br>rauc_slot == A
    MarkSlotAFailed --> SaveEnv
    MarkSlotBFailed --> SaveEnv
    CheckSlotA --> MarkSlotAFailed
    CheckSlotA --> MarkSlotBFailed
    SaveEnv --> [*]
    CheckSlotA
[*]    MarkSlotAFailed
    SaveEnv
    MarkSlotBFailed
[*]  }
  state CheckCurrentSlotFailed {
    direction TB
    state IsSlotAFailed <<choice>>

    [*] --> IsSlotAFailed:<b>Это слот A и он поломан?</b> <br> rauc_slot == A AND SLOT_A_FAILED == 1?
    state IsSlotBFailed <<choice>>

    IsSlotAFailed --> IsSlotBFailed:FALSE<br> <b>Это слот B и он поломан?</b> <br> rauc_slot == B AND SLOT_B_FAILED == 1?
    IsSlotBFailed --> [*]:FALSE
    IsSlotAFailed --> s1:TRUE
    IsSlotBFailed --> s1:TRUE
    s1 --> [*]
    IsSlotAFailed
[*]    IsSlotBFailed
[*]    s1
  }
  state CheckBothSlotFailed {
    direction TB
    state s2 <<choice>>

    [*] --> s2:<b>Флаги поломанности выставленны у обоих слотов?</b> <br> SLOT_A_FAILED == 1 AND SLOT_B_FAILED == 1
    s2 --> s3:TRUE
    s2 --> [*]:FALSE
    s3 --> s4
    s4 --> [*]
    s2
[*]    s3
[*]    s4
  }
  state ChooseRootFS {
    direction TB
    state SlotA <<choice>>

    [*] --> SlotA:<b>Текущий слот A?</b><br> rauc_slot == A?
    SlotA --> SetRootA
    SlotA --> SetRootB
    SetRootA --> [*]
    SetRootB --> [*]
    SlotA
[*]    SetRootA
    SetRootB
[*]  }
  state TryBoot {
    direction TB
    state TryBootScript <<choice>>

    [*] --> TryBootScript:Получилось прочитать boot.scr?
    state ExecuteBootScript <<choice>>

    TryBootScript --> ExecuteBootScript:TRUE<br>Получилось исполнить boot.scr?
    ExecuteBootScript --> Fallback:FALSE
    ExecuteBootScript --> BootKernel:TRUE
    TryBootScript --> BootKernel:FALSE
    BootKernel --> Fallback
    state Fallback {
      direction TB
      [*] --> SwitchSlot
      SwitchSlot --> s14
[*]      SwitchSlot
      s14
    }
    state BootKernel {
      direction TB
      state s8 <<choice>>

      LoadFDT --> s8:Загрузка FDT успешна?
      s8 --> [*]:FALSE
      state LoadKernel <<choice>>

      s8 --> LoadKernel:Получилось прочитать ядро с ФС?
      LoadKernel --> [*]:FALSE
      state runKernel <<choice>>

      runKernel --> [*]:FALSE
      LoadKernel --> runKernel:Удалось запустить ядро?
      [*] --> s13
      s13 --> LoadFDT
      state LoadFDT {
        direction TB
        state s6 <<choice>>

        [*] --> s6:Получилось загрузить FactoryDeviceTree?
        state s7 <<choice>>

        s6 --> s7:TRUE<br>Там есть имя специфического DeviceTree?
        s6 --> LoadDefaultDT:FALSE
        LoadDefaultDT --> [*]
        s7 --> LoadDefaultDT:FALSE
        s7 --> s11
        s11 --> [*]
        state LoadDefaultDT {
          direction TB
          [*] --> s10
          s10 --> [*]
[*]          s10
[*]        }
      }
    }
  }
  [*] --> MMC
  MMC --> CheckFWReset
  CheckFWReset --> BootInProgress:<b>Система пыталась загружаться ранее?</b>  boot_in_progress == 1?
  BootInProgress --> MarkSlotFailed:TRUE
  MarkSlotFailed --> CheckBothSlotFailed
  BootInProgress --> CheckBothSlotFailed:FALSE
  CheckBothSlotFailed --> CheckCurrentSlotFailed
  CheckCurrentSlotFailed --> ChooseRootFS
  ChooseRootFS --> TryBoot
  CheckFWReset:<b>Проверка кнопки сброса прошивки</b> <br> check_fw_reset
  Beep:Запуск звуковой обратной связи
  CheckButtonPress2:Ожидание повторной проверки через 5 секунд
  FactoryReset:Инициализация заводского сброса
  s5:Запуск звуковой обратной связи
  MarkSlotFailed:<b>Помечаю текущий слот поломанным</b> <br> mark_current_slot_failed
  MarkSlotAFailed:Помечаю слот A как поломанный
  SaveEnv:Сохраняю изменения<br>
  MarkSlotBFailed:Помечаю слот B как поломанный
  CheckCurrentSlotFailed:Проверка поломки текущего слота
  s1:Смена текущего слота<br>
  CheckBothSlotFailed:<b>Проверяю поломанность обоих слотов</b> <br> check_both_failed
  s3:Сбрасываю флаги поломанности и переключаюсь на первый слот
  s4:Сохраняю изменения
  ChooseRootFS:<b>Установка корневой файловой системы</b> <br> choose_rootfs
  SetRootA:Настройка rootfs для слота A
  SetRootB:Настройка rootfs для слота B
  TryBoot:<b>Попытка загрузиться с текущими настройками</b><br>attempt_boot_script
  Fallback:<b>Попытка загрузиться с другим слотом</b><br>retry_boot_on_other_slot
  BootKernel:<b>Запуск linux</b><br>boot_linux
  SwitchSlot:Уведомляю пользователя об неуспешной попытке
  s14:<b>Перезагружаюсь</b> <br> reset
  LoadFDT:<b>Загрузка FDT</b><br>load_fdt_with_overlays
  s13:<b>Устанавливаю флаг попытки запуска linux</b> <br> boot_in_progress=1
  LoadDefaultDT:<b>Загрузка DeviceTree по-умолчанию</b><br>load_default_dt
  s11:Загрузить специфический DeviceTree
  s10:Загрузить DeviceTree по-умолчанию
  MMC:Устанавливаю текущий emmc и пересканирую его

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 94,722 Commits
.github		.github
Licenses		Licenses
api		api
arch		arch
board		board
boot		boot
cmd		cmd
common		common
configs		configs
disk		disk
doc		doc
drivers		drivers
dts		dts
env		env
examples		examples
fs		fs
include		include
lib		lib
net		net
post		post
scripts		scripts
test		test
tools		tools
.azure-pipelines.yml		.azure-pipelines.yml
.checkpatch.conf		.checkpatch.conf
.get_maintainer.conf		.get_maintainer.conf
.get_maintainer.ignore		.get_maintainer.ignore
.gitattributes		.gitattributes
.gitignore		.gitignore
.gitlab-ci.yml		.gitlab-ci.yml
.mailmap		.mailmap
.readthedocs.yml		.readthedocs.yml
Kbuild		Kbuild
Kconfig		Kconfig
MAINTAINERS		MAINTAINERS
Makefile		Makefile
README		README
README.md		README.md
config.mk		config.mk

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

Repository files navigation

Оглавление

Работа в командной строке в u-boot

Подключение к отладочному порту

Отключение watchdog

Процесс подготовки U-Boot

Подготовка компонентов для сборки

Для сборки u-boot необходимо подготовить следующие компоненты:

Подготовка ATF (Arm Trusted Firmware)

Заимствование BL31 из собранного deb-пакета ATF

Самостоятельная сборка ATF

Установка cross-toolchain

Получение исходных кодов

Сборка u-boot

Установка u-boot

Установка на emmc (внутреннюю флеш-память)

Установка на MicroSD

Очистка ENV-переменных

Очистка из под хостовой системы

Очистка из под загруженного u-boot

Создание конфигурации u-boot

Создание варианта платы

Логика работы ENV-скриптов при загрузке u-boot

About

Releases

Packages

Contributors 1,711

Languages

wirenboard/u-boot-upstream

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation

Оглавление

Работа в командной строке в u-boot

Подключение к отладочному порту

Отключение watchdog

Процесс подготовки U-Boot

Подготовка компонентов для сборки

Для сборки u-boot необходимо подготовить следующие компоненты:

Подготовка ATF (Arm Trusted Firmware)

Заимствование BL31 из собранного deb-пакета ATF

Самостоятельная сборка ATF

Установка cross-toolchain

Получение исходных кодов

Сборка u-boot

Установка u-boot

Установка на emmc (внутреннюю флеш-память)

Установка на MicroSD

Очистка ENV-переменных

Очистка из под хостовой системы

Очистка из под загруженного u-boot

Создание конфигурации u-boot

Создание варианта платы

Логика работы ENV-скриптов при загрузке u-boot

About

Resources

Stars

Watchers

Forks

Releases

Packages 0

Contributors 1,711

Languages

Packages