ARM mkv210_image.c 文件详解

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# 
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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）。

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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。

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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：·········
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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。

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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 
#include 
#include 

#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  \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;
}

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源自朱有鹏老师.