一、mkv210_image.c 的使用演示
裸机程序中的 Makefile(实际上真正的项目的 Makefile 都是这样的)是把程序的编译和链接过程分开的。(平时我们用 gcc a.c -o exe 这种方式来编译时,实际上把编译和链接过程一步完成了。在内部实际上编译和链接永远是分开独立进行的: 编译要使用编译器 gcc,链接要使用链接器 ld).
链接器得到 led.elf 其实就是我们的可执行程序,(如果是在操作系统下,这个 led.elf 就可以执行了)但是在嵌入式裸机中我们需要的是可以烧写的文件(可烧写的文件就叫镜像 image),因此我们需要用这个 led.elf 为原材料来制作镜像,制作工具是交叉编译工具链中的 arm-linux-objcopy.
我们使用 arm-linux-objdump 工具进行反编译(反汇编),反汇编其实就是把编译后的 elf 格式的可执行程序给反过来的到对应的汇编程序,得到它的汇编源代码。我们使用反汇编主要是用来学习 。
mkv210_image.c 这个程序其实最终不是在开发板上执行的,而是在主机 linux(就是用来执行 make 对整个项目进行编译的那个机器)中执行的,因此编译这个程序用 gcc 而不是用 arm-linux-gcc 。这个 .c 文件编译后得到一个可执行程序 mkmini210,目的是通过执行这个 mkmini210 程序而由 led.bin 得到 210.bin。(210.bin 是通过 SD 卡启动时的裸机镜像,这个镜像需要由 led.bin 来加工得到,加工的具体方法和原理要看mkv210_image.c)。
root@ubuntu:/home/aston/workspace/chapter4/1.leds_s# ls
Makefile mkv210_image.c start.S write2sd 说明.txt
root@ubuntu:/home/aston/workspace/chapter4/1.leds_s# make
arm-linux-gcc -o start.o start.S -c
arm-linux-ld -Ttext 0x0 -o led.elf start.o
arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
arm-linux-objdump -D led.elf > led_elf.dis
gcc mkv210_image.c -o mkx210
./mkx210 led.bin 210.bin
root@ubuntu:/home/aston/workspace/chapter4/1.leds_s# ls
210.bin led.elf Makefile mkx210 start.S 说明.txt
led.bin led_elf.dis mkv210_image.c start.o write2sd
root@ubuntu:/home/aston/workspace/chapter4/1.leds_s#
二、 背景知识:S5PV210 的启动过程回顾
分析启动过程可知;210 启动后先执行内部 iROM 中的 BL0,BL0 执行完后会根据 OMpin 的配置选择一个外部设备来启动(有很多,我们实际使用的有 2 个:usb 启动和 SD 卡启动)。
在 usb 启动时,内部 BL0 读取到 BL1 后不做校验,直接从 BL1 的实质内部 0xd0020010 开始执行,因此 usb 启动的镜像 led.bin 不需要头信息,因此我们从 usb 启动时直接将镜像下载到 0xd0020010 去执行即可,不管头信息了;
从 SD 启动时,BL0 会首先读取 sd 卡得到完整的镜像(完整指的是 led.bin 和 16 字节的头),然后 BL0 会自己根据你的实际镜像(指 led.bin )来计算一个校验和 checksum,然后和你完整镜像的头部中的 checksum 来比对。如果对应则执行 BL1,如果不对应则启动失败(会转入执行 2st 启动,即 SD2 启动。如果这里已经是 2st 启动了,这里校验通不过就死定了)。
三、mkv210_image.c的作用:为BL1添加校验头
我们编译链接时只得到了 led.bin,这个 210.bin 的得到和交叉编译工具链是完全无关的。由 led.bin 得到 210.bin 的过程是三星的 S5PV210 所特有的,因此需要我们自己去完成,为此我们写了 mkv210_image.c 来完成。
四 、整个程序工作流分析
整个程序中首先申请一个 16KB 大小的 buffer,然后把所有内容按照各自的位置填充进去,最终把填充好的 buffer 写入到一个文件(名叫 210.bin)就形成了我们想要的镜像。
代码详解
第1步:检验用户传参是不是3个。
第2步:分配16K Bbuffer并且填充为0.
第3步:·········
main函数两个形参的作用
- main 函数接收 2 个形参:argc 和 argv。
- argc 是用户(通过命令行来)执行这个程序时,实际传递的参数个数。注意这个个数是包含程序执行本身的
- argv 是一个字符串数组,这个数组中存储的字符串就是一个个的传参。譬如我们执行程序时使用 ./mkx210 led.bin 210.bin
则 argc = 3
则 argv[0] = “./mkx210” argv[1] = led.bin argv[2] = 210.bin
glibc读写文件接口
linux 中要读取一个文件,可以使用 fopen 打开文件,fread 读取文件,读完之后 fclose 闭文件。
要写文件用 fwrite 来写。这些函数是 glibc 的库函数,在 linux 中用 man 3 可以查找。
校验和的计算方法
算法:校验和其实就是需要校验的内存区域中,所有内存中的内容按照字节为单位来进行相加,最终相加的和极为校验和。
五、mkv210_image.c 源码
/*
* mkv210_image.c的主要作用就是由usb启动时使用的led.bin制作得到由sd卡启动的镜像210.bin
*
* 本文件来自于友善之臂的裸机教程,据友善之臂的文档中讲述,本文件是一个热心网友提供,在此表示感谢。
*/
/* 在BL0阶段,Irom内固化的代码读取nandflash或SD卡前16K的内容,
* 并比对前16字节中的校验和是否正确,正确则继续,错误则停止。
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFSIZE (16*1024)
#define IMG_SIZE (16*1024)
#define SPL_HEADER_SIZE 16
//#define SPL_HEADER "S5PC110 HEADER "
#define SPL_HEADER "****************"
int main (int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
char *Buf, *a;
int BufLen;
int nbytes, fileLen;
unsigned int checksum, count;
int i;
// 1. 3个参数
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <source file> <destination file>\n", argv[0]);
return -1;
}
// 2. 分配16K的buffer
BufLen = BUFSIZE;
Buf = (char *)malloc(BufLen);
if (!Buf)
{
printf("Alloc buffer failed!\n");
return -1;
}
memset(Buf, 0x00, BufLen);
// 3. 读源bin到buffer
// 3.1 打开源bin
fp = fopen(argv[1], "rb");
if( fp == NULL)
{
printf("source file open error\n");
free(Buf);
return -1;
}
// 3.2 获取源bin长度
fseek(fp, 0L, SEEK_END); // 定位到文件尾
fileLen = ftell(fp); // 得到文件长度
fseek(fp, 0L, SEEK_SET); // 再次定位到文件头
// 3.3 源bin长度不得超过16K-16byte
count = (fileLen < (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE))
? fileLen : (IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE);
// 3.4 buffer[0~15]存放"S5PC110 HEADER "
memcpy(&Buf[0], SPL_HEADER, SPL_HEADER_SIZE);
// 3.5 读源bin到buffer[16]
nbytes = fread(Buf + SPL_HEADER_SIZE, 1, count, fp);
if ( nbytes != count )
{
printf("source file read error\n");
free(Buf);
fclose(fp);
return -1;
}
fclose(fp);
// 4. 计算校验和
// 4.1 从第16byte开始统计buffer中共有几个1
// 4.1 从第16byte开始计算,把buffer中所有的字节数据加和起来得到的结果
a = Buf + SPL_HEADER_SIZE;
for(i = 0, checksum = 0; i < IMG_SIZE - SPL_HEADER_SIZE; i++)
checksum += (0x000000FF) & *a++;
// 4.2 将校验和保存在buffer[8~15]
a = Buf + 8; // Buf是210.bin的起始地址,+8表示向后位移2个字,也就是说写入到第3个字
*( (unsigned int *)a ) = checksum;
// 5. 拷贝buffer中的内容到目的bin
// 5.1 打开目的bin
fp = fopen(argv[2], "wb");
if (fp == NULL)
{
printf("destination file open error\n");
free(Buf);
return -1;
}
// 5.2 将16k的buffer拷贝到目的bin中
a = Buf;
nbytes = fwrite( a, 1, BufLen, fp);
if ( nbytes != BufLen )
{
printf("destination file write error\n");
free(Buf);
fclose(fp);
return -1;
}
free(Buf);
fclose(fp);
return 0;
}
源自朱有鹏老师.