文章目录
- 参考
- 日志
- 编译框架
- 目标fip
- 启动流程
- fip文件组成
- BL2程序
- 总结
- 思考
- 备注
参考
- 参考1. How does FSBL load the FreeRTOS on the small core and execute it?
- 参考2. Duo now supports big and little cores?Come and play!Milk-V Duo, start!
- 参考3. 使用uboot引导自己的操作系统
- 参考4. 安全启动介绍
日志
FSBL Jb2829:g362832ac6-dirty:2024-04-02T13:31:11+00:00 # 版本信息
st_on_reason=40f0003
st_off_reason=800e0003
P2S/0x1000/0xc00a400.
SD/0x9400/0x1000/0x1000/0.P2E.
DPS/0xa400/0x2000.
SD/0xa400/0x2000/0x2000/0.DPE.
DDR init. # DDR 初始化
ddr_param[0]=0x78075562.
pkg_type=1
D2_4_1
DDR3-4G-BGA
Data rate=1866.
DDR BIST PASS
PLLS/OD.
C2S/0xc400/0x9fe00000/0x3600.2RET.:00/0x3600/0x3600/0.RSC.[M1S./208x2f8a0000]/P0rxe8 0s0y0s0t0e0m0 /i0nxi1tb 0d0o0n.eRT: [1.289126]CVIRTOS Build Date:Apr 2 2024 (Time :13:31:11) # FreeRTOS 启动;
RT: [1.295040]Post system init done
RT: [1.298355]create cvi task
RT: [1.301172][cvi_spinlock_init] succeess
RT: [1.305076]prvCmdQuRunTask run
SD/0xfa00/0x1b000/0x1b000/0.ME.
L2/0x2aa00.
SD/0x2aa00/0x200/0x200/0.L2/0x414d3342/0xcafedbb7/0x80200000/0x37400/0x37400
COMP/1.
SD/0x2aa00/0x37400/0x37400/0.DCP/0x80200020/0x1000000/0x81900020/0x37400/1.
DCP/0x73c7a/0.
Loader_2nd loaded. # 第二阶段:Opensbi;
Switch RTC mode to xtal32k
Jump to monitor at 0x80000000.
OPENSBI: next_addr=0x80200020 arg1=0x80080000
OpenSBI v0.9
可知:
FSBL Jb2829...
,FSBL启动,打印版本信息;- DDR初始化完成后,紧跟RTOS任务初始化打印,中间无引导小核的工作打印;
所以可以先对FSBL有个大致认知,再确认RTOS启动过程。
编译框架
# fsbl/Makefile.DEFAULT_GOAL := all # 如果没有指定.DEFAULT_GOAL,make会执行第一个在Makefile中定义的目标。
MAKEOVERRIDES = # 不传递任何父make的变量给子make,保持子make实例的独立性ARCH ?= # make 传参可带ARCH=xxx 指定架构;ifneq ($(origin CROSS_COMPILE),command line)ifeq ($(ARCH),riscv) # 如果不是命令行 make ARCH=xxx 形式,指明由RiscV核心来完成引导启动工作CROSS_COMPILE := ${CROSS_COMPILE_GLIBC_RISCV64}BOOT_CPU ?= riscv
...
ifeq (${CHIP_ARCH},) # 必带参数:CHIP_ARCH$(error CHIP_ARCH is undefined)
...
ifeq (${CROSS_COMPILE},) # 必带参数:CROSS_COMPILE$(error CROSS_COMPILE is undefined)
...
HOSTCC := gcc
export HOSTCCCC := ${CROSS_COMPILE}gcc
... # 工具链配置
include ${MAKE_HELPERS_DIRECTORY}build_macros.mk # Makefile 宏定义,如:assert_boolean、add_define_val
include ${MAKE_HELPERS_DIRECTORY}plat_helpers.mk # Make 辅助实现
...
include ${PLAT_MAKEFILE_FULL} # 在plat_makefiles.mk中定义,指向:plat/${CHIP_ARCH}/platform.mk文件,
# fsbl/plat/sg200x/platform.mk,工作:
# - 定义哪些源码文件加入编辑链接;
# - 定义链接脚本文件;all: fip bl2 blmacros # 第一目标all,依赖于fip、bl2、blmaacros
...
include ${MAKE_HELPERS_DIRECTORY}fip.mk # 目标:fip
$(eval $(call MAKE_BL,2)) # 目标:bl2
$(eval $(call MAKE_BL,macros)) # 目标:blmacros
目标fip
目标fip有如下涉及RTOS的内容
# fsbl/make_helpers/fip.mk
...
fip: fip-all # 目标fip 依赖于fip-all
...
fip-all: fip-dep$(print_target)${Q}echo " [GEN] fip.bin"${Q}. ${BUILD_PLAT}/blmacros.env && \${FIPTOOL} -v genfip \'${BUILD_PLAT}/fip.bin' \'${BUILD_PLAT}/fip.bin' \--MONITOR_RUNADDR="$${MONITOR_RUNADDR}" \--BLCP_2ND_RUNADDR="$${BLCP_2ND_RUNADDR}" \--CHIP_CONF='${CHIP_CONF_PATH}' \--NOR_INFO='${NOR_INFO}' \--NAND_INFO='${NAND_INFO}'\--BL2='${BUILD_PLAT}/bl2.bin' \--BLCP_IMG_RUNADDR=${BLCP_IMG_RUNADDR} \--BLCP_PARAM_LOADADDR=${BLCP_PARAM_LOADADDR} \--BLCP=${BLCP_PATH} \--DDR_PARAM='${DDR_PARAM_TEST_PATH}' \--BLCP_2ND='${BLCP_2ND_PATH}' \--MONITOR='${MONITOR_PATH}' \--LOADER_2ND='${LOADER_2ND_PATH}' \--compress='${FIP_COMPRESS}'...
由实际编译过程打印有(为简洁,将绝对路径中的SDK顶层目录替换为${SDK_TOP}):
. ${SDK_TOP}/fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/blmacros.env && \
./plat/cv181x/fiptool.py -v genfip \'${SDK_TOP}/fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/fip.bin' \--MONITOR_RUNADDR="${MONITOR_RUNADDR}" \--BLCP_2ND_RUNADDR="${BLCP_2ND_RUNADDR}" \--CHIP_CONF='${SDK_TOP}/fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/chip_conf.bin' \--NOR_INFO='FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF' \--NAND_INFO='00000000'\--BL2='${SDK_TOP}/fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/bl2.bin' \--BLCP_IMG_RUNADDR=0x05200200 \--BLCP_PARAM_LOADADDR=0 \--BLCP=test/empty.bin \--DDR_PARAM='test/sophon/ddr_param.bin' \--BLCP_2ND='${SDK_TOP}/freertos/cvitek/install/bin/cvirtos.bin' \--MONITOR='../opensbi/build/platform/generic/firmware/fw_dynamic.bin' \--LOADER_2ND='${SDK_TOP}/u-boot-2021.10/build/cv1813h_milkv_duos_sd/u-boot-raw.bin' \--compress='lzma'
截取其中的关键信息:
-
--BLCP_2ND='${SDK_TOP}/freertos/cvitek/install/bin/cvirtos.bin' \
,RTOS定义为BLCP_2ND;其运行地址
BLCP_2ND
在源头在板型目录下的memmap.py文件中定义,如文件:build/boards/cv181x/cv1813h_milkv_duos_sd/memmap.pyclass MemoryMap:...DRAM_BASE = 0x80000000DRAM_SIZE = 512 * SIZE_1M# ==============# C906L FreeRTOS# ==============FREERTOS_SIZE = 2 * SIZE_1M# FreeRTOS is at the end of DRAMFREERTOS_ADDR = DRAM_BASE + DRAM_SIZE - FREERTOS_SIZEFSBL_C906L_START_ADDR = FREERTOS_ADDR
可知:
- Duos 内存起始地位:0x80000000;大小:512MB;
- FreeRTOS镜像运行地址(非加载地址):0x9fe00000(内存倒数2MB位置);大小:2MB;
转化路径:mempa.py – build/scripts/mmap.mk --> build/output/${PROJECT_FULLNAME}/cvi_board_memmap.h。
关联方式:软链如上cvi_board_memmap.h文件链接到:fsbl/build/cvi_board_memmap.h;
-
--MONITOR='${SDK_TOP}/opensbi/build/platform/generic/firmware/fw_dynamic.bin' \
,Opensbi定义为MONITOR;借鉴ATF,MilkV将Risc-V下的Opensbi等同于ATF中的BL31,也称为Monitor;
# ==============================# OpenSBI | arm-trusted-firmware# ==============================# Monitor is at the begining of DRAMMONITOR_ADDR = DRAM_BASEATF_SIZE = 512 * SIZE_1KOPENSBI_SIZE = 512 * SIZE_1KOPENSBI_FDT_ADDR = MONITOR_ADDR + OPENSBI_SIZE
可知:
- Opensbi镜像运行地址:0x80000000;大小:512KB;
-
--LOADER_2ND='${SDK_TOP}/u-boot-2021.10/build/cv1813h_milkv_duos_sd/u-boot-raw.bin' \
,U-boot定义为LOADER_2ND;借鉴ATF,MilkV将Risc-V下的U-boot等同于ATF中的BL32;
# ===================# FSBL and u-boot-2021# ===================CVI_UPDATE_HEADER_SIZE = SIZE_1KUIMAG_SIZE = 16 * SIZE_1M# kernel image loading bufferUIMAG_ADDR = DRAM_BASE + 24 * SIZE_1M...# u-boot's run address and entry pointCONFIG_SYS_TEXT_BASE = DRAM_BASE + 2 * SIZE_1M
可知:
- U-boot运行地址:0x8020000(内存偏移2MB);大小:2MB;
实际也可在生成的链接脚本中验证如上内容,在链接脚本blmacros.ld中可查找到如下内容:
# fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/blmacros/blmacros.ldSECTIONS {...DEF_DRAM_BASE = 0x80000000;DEF_MONITOR_RUNADDR = 0x80000000;DEF_BLCP_2ND_RUNADDR = 0x9fe00000;
启动流程
由上一章节可知追寻着BLCP_2ND
的引用位置即可知晓RTOS如何加载启动,如头文件:
// fsbl/plat/sg200x/include/mmap.h#define BLCP_2ND_RUNADDR CVIMMAP_FSBL_C906L_START_ADDR// fsbl/build/cvi_board_memmap.h 软链指向如下实体文件
// build/output/cv1813h_milkv_duos_sd/cvi_board_memmap.h#define CVIMMAP_FSBL_C906L_START_ADDR 0x9fe00000 /* offset 510.0MiB */
然而在FSBL源码中没有找到任何一处直接引用该宏定义的位置,所以可以有推论:FSBL并非直接编码该地址信息,而是间接传递地址信息。实际使用有可知,引导文件fip.bin是按对列的要求拼接的,这个其中就包含了关键信息BLCP_2ND_RUNADDR
。
所以先要对fip.bin文件的组成有一个了解。
fip文件组成
参考SG200x厂商算能的手册信息,有fip.bin镜像结构与启动流程如下:
而只是大致的分部结构,参考Python打包脚本与结构定义头文件可以整理出具体的结构大小与分布,文件如下:
-
fsbl/plat/sg200x/fiptool.py,fip.bin文件的python生成脚本;
class FIP下可以看到param1、body1、param2、body2的定义;
-
fsbl/plat/sg200x/include/bl2.h,param2 结构体定义;
-
fsbl/plat/${CHIP_ARCH}/include/platform.h,param1 结构体定义;
整理后的内容如下:
可知:
-
Body1中第一个镜像是BLCP,由目标fip章节可获知BLCP的信息:
--BLCP_IMG_RUNADDR=0x05200200 \--BLCP_PARAM_LOADADDR=0 \--BLCP=test/empty.bin \
其中:
BLCP
,即镜像文件,指向:${FSBL_DIR}/test/empty.bin,如其名内容为空,大小为0;- 因为BLCP为空,所以其加载地址(BLCP_PARAM_LOADADDR)与运行地址(BLCP_IMG_RUNADDR)信息就不太有参考价值;
-
Body1中第二个镜像是BL2,同上可获知BL2的信息:
--BL2='${SDK_TOP}/fsbl/build/cv1813h_milkv_duos_sd/bl2.bin' \
其中:
BL2
,即FSBL镜像文件,指向:${FSBL_DIR}/build/cv1813h_milkv_duos_sd/bl2.bin,大小33KB;- FSBL是一个阶段的统称,BL2是其中的一个小部分;
- 在BL2阶段,完成工作:DDR 初始化;
-
Body2中第一个镜像是DDR_PARAMM,可获知DDR_PARAM信息
--DDR_PARAM='test/sophon/ddr_param.bin' \
其中:
DDR_PARAM
,即DDR初始化参数,指向:${FSBL_DIR}/test/sophon/ddr_param.bin,大小:8KB;- 十六进制方式查看,未能看到什么组织规范,可能是按特定的数据结构组织也可能是加密过,尝试在BL2中查看这个文件如何使用的才能知晓;
-
Body2中等二个文件是:BLCP_2N,可获知信息:
--BLCP_2ND_RUNADDR="${BLCP_2ND_RUNADDR}" \--BLCP_2ND='${SDK_TOP}/freertos/cvitek/install/bin/cvirtos.bin' \
其中:
BLCP_2ND
,即第二个BLCP镜像文件,指向:${SDK_TOP}/freertos/cvitek/install/bin/cvirtos.bin,大小:14KB;- 这即是我们查找的RTOS镜像文件,其运行地址为:0x9FE0_0000;
-
Body2中的Monitor、LOADER_2ND再分析;
综上,如果按Body的组织顺序应有启动流程:BLCP => BL2 => BLCP_2ND => MONITOR => LOADER_2ND 。
而BLCP为空,结合实际内容启动流程为:bl2 => FreeRTOS => opensbi => U-boot;
所以可以有猜测:bl2 完成了FreeRTOS的引导启动工作。
BL2程序
由章节编译框架章节可知:FSBL最终是为了生成fip.bin文件,其依赖于bl2.bin文件。Makefile中的目标依赖关系也是如此:
# fsbl/Makefile
$(eval $(call MAKE_BL,2))# fsbl/make_helpers/build_macros.mk
# MAKE_BL macro defines the targets and options to build each BL image.
# Arguments:
# $(1) = BL stage (2, 2u, 30, 31, 32, 33)
# $(2) = FIP command line option (if empty, image will not be included in the FIP)
define MAKE_BL$(eval BUILD_DIR := ${BUILD_PLAT}/bl$(1))$(eval BL_SOURCES := $(BL$(call uppercase,$(1))_SOURCES))$(eval SOURCES := $(BL_SOURCES))$(eval OBJS := $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(call SOURCES_TO_OBJS,$(SOURCES))))$(eval LINKERFILE := $(call IMG_LINKERFILE,$(1)))$(eval MAPFILE := $(call IMG_MAPFILE,$(1)))$(eval ELF := $(call IMG_ELF,$(1)))$(eval SYM := $(call IMG_SYM,$(1)))$(eval DUMP := $(call IMG_DUMP,$(1)))$(eval BIN := $(call IMG_BIN,$(1)))$(eval BL_LINKERFILE := $(BL$(call uppercase,$(1))_LINKERFILE))
...
$(ELF): $(OBJS) $(LINKERFILE) | bl$(1)_dirs # 生成$(OBJS) $(LINKERFILE)前需要先保证 bl$(1)_dirs 目标已经创建@echo " LD $$@"@echo 'const char build_message[] = $(BUILD_MESSAGE_TIMESTAMP); \const char version_string[] = "${VERSION_STRING}";' | \$$(CC) $$(TF_CFLAGS) $$(CFLAGS) -xc -c - -o $(BUILD_DIR)/build_message.o # 定义两个变量保存编译信息并编译生成目标文件build_mesage.o,再后面链接过程中会被用到$$(Q)$$(LD) -o $$@ $$(TF_LDFLAGS) $$(LDFLAGS) -Map=$(MAPFILE) \--script $(LINKERFILE) $(BUILD_DIR)/build_message.o ${BL2_RLS_OBJS} $(OBJS) $(LDLIBS)
...
$(BIN): $(ELF)@echo " BIN $$@"$$(Q)$$(OC) -O binary $$< $$@ # 使用${CROSS_COMPILE}objcopy,从elf转化为bin;@${ECHO_BLANK_LINE}@echo "Built $$@ successfully"@${ECHO_BLANK_LINE}.PHONY: bl$(1)
bl$(1): $(BIN) $(SYM) $(DUMP)$$(print_target)
...
endef
可知:
-
bl$(1)
,即bl2,依赖于目标:$(BIN)、$(SYM)、$(DUMP)
分别对应${SDK_TOP}/fsbl/build/${CHIP_ARCH}目录下的:bl2.bin,bl2.sym、bl2.dis; -
$(BIN)
,即bl2.bin,依赖于目标:$(ELF),即bl2.elf;其生成方法为:使用工具链的objcopy工具由ELF格式文件bl2.elf生成二进制文件bl2.bin。
-
ELF
,即bl2.elf,依赖于目标:$(OBJS) $(LINKERFILE)其生成方法为:
-
$(CC) 。。。 -xc -c - -o $(BUILD_DIR)/build_message.o
,生成版本信息文件build_mesage.o:使用管道将标准输入编辑为目标文件;注:
-
参数通常是用来表示要编译的源文件的位置,如果没有指定具体的源文件名,可能是表示要从标准输入读取源代码。 -
$(LD) -o $$@ 。。。 --script $(LINKERFILE) $(BUILD_DIR)/build_message.o ${BL2_RLS_OBJS} $(OBJS) $(LDLIBS)
,bl2.elf链接方法,其中:--script $(LINKERFILE)
,指定链接脚本:$(LINKERFILE),即:BL_LINKERFILE -> BL2_LINKERFILE -> plat/${CHIP_ARCH}/bl2/bl2.ld.S;$(BUILD_DIR)/build_message.o
,保存编译信息的目标文件,bl2.elf依赖的目标文件之一;$(OBJS)
,依赖的目标文件,bl2.bin依赖的主要目标文件,即:OBJS ->来源于所有源码文件(*.c *.s): SOURCES -> BL_SOURCES -> BL2_SOURCES ,具体有哪些源码文件由${CHIP_ARCH}下的platform.mk文件决定,如:fsbl/plat/sg200x/platform.mk;${BL2_RLS_OBJS} $(LDLIBS)
,为空,不用关注;
-
综上可知:bl2.bin 文件由bl2.elf文件而来,bl2.elf文件由bl2源码编译链接而来。bl2.elf文件的链接由链接脚本plat/${CHIP_ARCH}/bl2/bl2.ld.S决定:
#include <platform.h>#ifdef __riscvOUTPUT_FORMAT("elf64-littleriscv")OUTPUT_ARCH(riscv)
...
#endif
ENTRY(bl2_entrypoint) # 入口MEMORY {RAM (rwx): ORIGIN = BL2_BASE, LENGTH = BL2_SIZE # 0x0C000000, 0x37000(220KB)
...
SECTIONS
{. = BL2_BASE; # 代码段从SRAM起始位置
可知:
ENTRY(bl2_entrypoint)
,bl2.elf程序的主入口为符号:bl2_entrypoint;- BL2在SRAM上运行,起始地址 0x0C00_0000,大小 0x3_7000(220KiB);1
milkV-Duo主干源码SDK中的fsbl未完全开放源码,因此需要从另一个fsbl仓库拉源码替换到主干SDK的fsbl目录。
- MilkV Duo 主干SDK源码仓库:https://github.com/milkv-duo/duo-buildroot-sdk;
- FSBL开源的源码仓库:https://github.com/milkv-duo/fsbl;
取在fsbl源码中查找该程序入口符号,查找到:fsbl/lib/cpu/riscv/bl2_entrypoint.S
bl2_entrypoint: # 入口j bl2_entrypoint_real # 调用真正入口:bl2_entrypoint_real.word 0 // resvered
...
bl2_entrypoint_real:atf_state_set x28, x29, ATF_STATE_BL2_ENTRY_POINT # 将值ATF_STATE_BL2_ENTRY_POINT写入寄存器REG_GP_REG1li x1, 0 # 通用寄存器清零... # 为跳转到C语言环境做准备,涉及:# mtvec 向量表;plic 中断控制器;I-Cache、D-cache 缓存;BSS段清零;;call bl2_main # 调用C程序入口bl2_mainj die
...
可知:
bl2_entrypoint
只是纸面入口,实际起作用是bl2_entrypoint_real;atf_state_set
,使用寄存器REG_GP_REG1保存当前启动状态,对应关系:bl2_entrypoint -> ATF_STATE_BL2_ENTRY_POINT(0xB2000000);bl2_entrypoint_real
使用risc-v汇编代码编写,主要完成C语言环境的初始化工作,最终由bl2_mian进入C程序;
查找bl2_main入口,查找到:fsbl/plat/${CHIP_ARCH}/bl2/bl2_main.c,如:fsbl/plat/sg200x/bl2/bl2_main.c
// fsbl/plat/sg200x/bl2/bl2_main.cvoid bl2_main(void)uint32_t v = p_rom_api_get_boot_src(); // 查看启动方式;...set_baudrate(); // 串口设置波特率:115200ATF_STATE = ATF_STATE_BL2_MAIN; // 更新寄存器REG_GP_REG1,记录启动状态time_records->fsbl_start = read_time_ms();NOTICE("\nFSBL %s:%s\n", version_string, build_message); // 打印“编译信息”,关键信息打印...load_ddr(); // DDR 初始化for (retry = 0; retry < p_rom_api_get_number_of_retries(); retry++) {if (load_param2(retry) < 0) // 从Flash中载入fip_param2到SRAMcontinue;if (load_ddr_param(retry) < 0) // 从Flash中载入DDR_PARAM到SRAMcontinue;。。。ddr_init(&sram_union_buf.ddr_param);// DDR初始化load_rest(mode); // 加载拿下启动程序到DDR并跳转运行NOTICE("BL2 end.\n"); // 此后的内容不应执行,因为在load_rest中就跳转到LOADER_2ND与MONITOR;while (1);
可知:
-
p_rom_api_get_boot_src
为rom中芯片中固化的BL1程序符号,此时还是实模式直接调用。该接口用于获取当前的启动模式,又大致分为两大类:- Flash启动,包含:SPI_NAND、SPI_NOR、EMMC;
- 下载启动,包含:SD、USB、UART;
-
ATF_STATE = ATF_STATE_BL2_MAIN
,更新寄存器REG_GP_REG1,标记已经进入bl2_main阶段; -
NOTICE("\nFSBL %s:%s\n", version_string。。。
,即设备上电时打印的版本信息,内容即来自BL2程序章节中提及的build_mesage.o文件; -
load_ddr()
,DDR初始化,暂不完全展开。可知:在DDR初始化前,完成了读取SD卡中fip_param2、ddr_param文件到SRAM中;load_param2(retry)NOTICE("P2S/0x%lx/%p.\n", sizeof(fip_param2), &fip_param2); p_rom_api_load_image(&fip_param2, fip_param1->param2_loadaddr, PARAM2_SIZE, retry);
可知:
-
调用p_rom_api_load_image接口完成:从SD卡拷贝fip_param2到SRAM中,其中fip_param2加载地址在fip_param1.param2_loadaddr中记录;
-
ddr_param类似,但其加载地址记录在fip_param2中,具体为:fip_param2.ddr_param_loadaddr;
-
实际打印信息如下:
P2S/0x1000/0xc00a400. SD/0x9400/0x1000/0x1000/0.P2E.
可知:fip_param2 大小为4KB,将从SD卡地址0x1000 拷贝到SRAM地址0x0C00_A400(非固定值,在bl2.elf链接时确定);
-
-
load_rest(mode)
,BL2程序的主要初始化工作,需要单独展开说明。另外,这部分的工作都转入DDR环境中运行; -
NOTICE("BL2 end。。。
,不应执行到这个位置,因为在此之前就已经跳转到MONITOR阶段,所以在上电启动日志打印中看不到这个内容;
综上可知:bl2_main直接展现的内容较少,需要再跟进loader_rest实现。
loader_rest的实现在路径:fsbl/plat/${CHIP_ARCH}/bl2/bl2_opt.c,如:fsbl/plat/sg200x/bl2/bl2_opt.c
struct fip_param1 *fip_param1 = (void *)PARAM1_BASE; // fip_param1 地址,关键信息
static struct fip_param2 fip_param2 __aligned(BLOCK_SIZE);int load_rest(enum CHIP_CLK_MODE mode)。。。sys_pll_init(mode); // PLL锁相环,时间初始化load_blcp_2nd(retry); // BLCP_2NC 加载。。。time_records->release_blcp_2nd = time_records->ddr_init_end;// 启动时间记录NOTICE("C2S/0x%x/0x%x/0x%x.\n", fip_param2.blcp_2nd_loadaddr, fip_param2.blcp_2nd_runaddr, fip_param2.blcp_2nd_size);if (!fip_param2.blcp_2nd_runaddr) { // 检查运行地址是否为空,即是否存在bl2程序if (!IN_RANGE(fip_param2.blcp_2nd_runaddr, DRAM_BASE, DRAM_SIZE)) { // 检查blcp_2nd 运行地址是否在DRAM范围内?if (!IN_RANGE(fip_param2.blcp_2nd_runaddr + fip_param2.blcp_2nd_size, DRAM_BASE, DRAM_SIZE)) { // 检查blcp_2nd 大小是否超出DRAM范围?p_rom_api_load_image((void *)(uintptr_t)fip_param2.blcp_2nd_runaddr, fip_param2.blcp_2nd_loadaddr, fip_param2.blcp_2nd_size, retry); crc = p_rom_api_image_crc((void *)(uintptr_t)fip_param2.blcp_2nd_runaddr, fip_param2.blcp_2nd_size); ret = dec_verify_image((void *)(uintptr_t)fip_param2.blcp_2nd_runaddr, fip_param2.blcp_2nd_size, 0, fip_param1); flush_dcache_range(fip_param2.blcp_2nd_runaddr, fip_param2.blcp_2nd_size);rtos_base = mmio_read_32(AXI_SRAM_RTOS_BASE);init_comm_info(0);。。。 if (rtos_base == CVI_RTOS_MAGIC_CODE) {mmio_write_32(AXI_SRAM_RTOS_BASE, fip_param2.blcp_2nd_runaddr); } else {reset_c906l(fip_param2.blcp_2nd_runaddr);NOTICE("RSC.\n"); // 小核启动前,打印:RSC.mmio_clrbits_32(0x3003024, 1 << 6); mmio_setbits_32(SEC_SYS_BASE + 0x04, 1 << 13);mmio_write_32(SEC_SYS_BASE + 0x20, reset_address); // 将RTOS入口地址低32位写入寄存器:0x020B_0020mmio_write_32(SEC_SYS_BASE + 0x24, reset_address >> 32); // 将RTOS入口地址高32位写入寄存器:0x020B_0024mmio_setbits_32(0x3003024, 1 << 6);
分析如下:
-
fip_param1 = (void *)PARAM1_BASE
,fip_param1地址直接由宏硬编码定义,值为:0x0C03_9000。2 -
sys_pll_init(mode)
,load_rest过程中先对时钟系统进制初始化,暂不展开; -
load_blcp_2nd(retry)
,即加载RTOS镜像到DDR中运行,其中有如下过程:-
NOTICE("C2S/0x%x/0x%x。。。
,启动打包信息,C2S解释:C2,BLCP_2ND;S,Start;实际打印如:
C2S/0xc400/0x9fe00000/0x3600.
,即加载地址0xc400拷贝rtos镜像到DDR地址0x9fe0_0000,镜像大小0x3600; -
RTOS镜像有效性检查,包含:文件是否为空,运行地址是否有效,大小是否溢出?
-
真正执行向运行地址的镜像搬移;
-
CRC验证搬移过程中无差错;
-
解密与检验RTOS镜像(未使能安全启动时,动作为空);
-
刷新RTOS镜像范围内的D-Cache;
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检查寄存器AXI_SRAM_RTOS_BASE(地址:0x0E00_007C)是否为默认值CVI_RTOS_MAGIC_CODE(值:0xABC0DEF);
- 如果仍为默认值,寄存器0x0E00_007C中写入RTOS运行地址:fip_param2.blcp_2nd_runaddr,即:0x9FE0_0000;
- 如不为默认值(实现测试),寄存器0x020B_0000中写入RTOS运行地址:0x9FE0_0000,重启C906小核开始运行RTOS;
关于这个AXI_SRAM_RTOS_BASE标致检测,猜测可能是一种防重入机制,具体原因与开源开发同事确认中。
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至此找到了小核引导RTOS的启动的关键实现。
总结
本文主要记录MilkV DuoS 上是如何引导C906L小核运行RTOS的记录,介绍从编译框架、文件打包、源码跟读方式最终确认找到启动入口,过程中记录了一些特别的收获,这其中包含:
- Makkefile,一些对列属性的使用,如:
.DEFAULT_GOAL、MAKEOVERRIDES
;一些特别的目标文件生成方法,如:$(CC) 。。。 -xc -c - -o $(BUILD_DIR)/build_message.o
,由标准输入生成目标文件;BL1固定符号地址,由BL2来调用,如:p_rom_api_load_image
; - Python,结构体数据的表达,如:
Entry.make("MAGIC1", 8, int, b"CVBL01\n\0"),
;文件的拼接,如:generate_fip
; - 启动流程,RISC-V兼容ARM的启动流程,可以OpenSbi等效于ARM中的BL31;
- C906核启动方式较C910手册中提及的方式相似------向寄存器BOOT_REG写入程序入口地址,重启即完成该核的启动;
回顾整个小核CPU引导RTOS启动流程的梳理,即使有一些前置工作,但好像还是有些简单粗暴,可能这是THead系列的特别设计。**庆幸的是MilkV DuoS有两个小核,所以可以切换到A53核引导RTOS的,再梳理一篇。
思考
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BootRom 属于不开放的BL1,而BL2中也会有多处调用BL1接口的地方,说明BL1已经集成很多基础的、使用概率较高的实现。
从行业方案看来,这与树莓派等硬件不开源的方案相类似,形成了一种趋势:随着IC厂商BL1功能变得愈发完备,板级适配(DDR等)工作也由IC厂商完成,最终产品端的BSP开发的需求将会变得越来越弱。
备注
// fsbl/plat/sg200x/include/platform_def.h
#define TPU_SRAM_ORIGIN_BASE 0x0C000000
#define TPU_SRAM_SIZE 0x40000 // 256KiB#if ROM_LOCATION == ROM_LOCATION_HSPERI_ROM#ifdef __riscv#define ROM_BASE 0x04418000 // no mirrored address for c906b#define TPU_SRAM_BASE TPU_SRAM_ORIGIN_BASE // no mirrored address for c906b#define SYSMAP_MIRROR_OFFSET 0x20000000
// -------------------------------------------------
// fsbl/plat/sg200x/include/mmap.h
#define BL_RAM_BASE TPU_SRAM_BASE
#define BL2_BASE (BL_RAM_BASE)
#define BL2_SIZE (0x37000)
#define BOOT_LOG_BUF_BASE (BL2_BASE + BL2_SIZE)
#define BOOT_LOG_BUF_SIZE 0x2000
#define PARAM1_BASE (BOOT_LOG_BUF_BASE + BOOT_LOG_BUF_SIZE)// 转化PARAM1_BASE(BOOT_LOG_BUF_BASE + BOOT_LOG_BUF_SIZE)((BL2_BASE + BL2_SIZE) + BOOT_LOG_BUF_SIZE) 0x0C000000 + 0x37000 + 0x2000 = 0x0C03_9000
SRAM 起始地址:0x0C00_0000,大小:0x3_9000(256KiB),即bl2.bin之后还有剩余36KiB空间。 ↩︎
PARAM1_BASE换算 ↩︎