MCUBoot 简介

MCUBoot 是可配置的安全引导加载程序，由多个行业领导者维护。它可以作为第一或第二阶段的引导加载程序运行，支持软件映像的加密验证，支持的加密方式如下：
- ECDSA-P256
- RSA-2048
- RSA-3072
默认情况下，它支持映像回滚，下载的固件会被试验性地启动一次。初次升级引导时，如果升级映像将自身标记为已确认，则其将被保留为主映像文件。如果升级映像未被确认，则后续引导将回退至上一个被确认的映像。如果没有可用的有效映像，作为一种安全预防措施，设备会将自己变砖。

组成

MCUBoot 由两部分组成
- bootutil (boot/bootutil)
- boot application (每个平台在 boot目录下都有其对应的boot程序)
bootutil 实现了bootloader的大部分功能，但是跳转到主映像程序，这一部分是缺失的，这部分由boot application 替代实现，bootloader的功能是分离的，这样做的目的是为了方便对bootloader进行单元测试。

前提条件

Zephyr所需的第一步是确保您的板子在其设备树中定义了闪存分区，这些分区包括：
- boot_partition: for MCUboot itself
- slot0_partition: the primary slot of Image 0
- slot1_partition: the secondary slot of Image 0
就目前而言，两个镜像分区必须是连续的。如果MCUboot作为您的第一阶段引导加载程序，则必须配置boot_partition，以便您的SoC从复位时运行它。如果有多个可更新的映像，则其余映像的相应主分区和备用分区也必须定义（例如，Image 1的slot2_partition和slot3_partition）。
闪存分区通常在zephyr/boards文件夹中名为boards/<arch>/<board>/<board>.dts的文件中定义。

构建Bootloader

从Zephyr的角度来看，botloader也是一个普通的Zephyr应用程序，虽然CMakeLists.txt中已经完成了绝大部分操作，但是在编译之前仍然需要对一些配置进行修改，例如签名算法和主映像文件是否在每次启动之后都要对其进行验证，设置完成之后跳转到bootloader/mcuboot/boot/zephyr 目录下，然后进行编译：

cd bootloader/mcuboot/boot/zephyr
west build -b <board>

除了定义在设备树中的分区表，构建bootloader还需要一些和flash 布局有关的信息，这些信息是通过 boot/zephyr/include/target.h 进行收集的，信息源自和board相关的头文件，设备树，以及MCUBoot对不同SOC的配置。

为Bootloader构建APP

配置文件中启用 MCUboot 组件：打开 Zephyr 的配置文件 prj.conf 或 prj.{board}.conf（其中 {board} 是您所使用的开发板名称），并添加以下选项（选项开启后会自动从设备树中读取主映像分区信息，详细描述请查看partitions章节）：

CONFIG_BOOTLOADER_MCUBOOT=y

如果需要使用 MCUboot 的其他特性，如加密或签名，还需要配置相应的选项，MCUBOOT_GENERATE_UNSIGNED_IMAGE 选项未使能时，会开启镜像签名机制，MCUBOOT_SIGNATURE_KEY_FILE 用于设置签名文件的路径，MCUBOOT_ENCRYPTION_KEY_FILE 用于设置加密文件路径，如果没有设置签名和加密文件的路径，最后必须要手动为镜像签名。
为了让app能够正确的运行，chosen节点下的zephyr,code-partition属性必须设置，否则最终生成的程序会链接出错无法运行：

/{chosen{zephyr,code-partition = &slot0_partition;};&flash0 {partitions {compatible = "fixed-partitions";#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;/* 64KB for bootloader */boot_partition: partition@0 {label = "mcuboot";reg = <0x00000000 DT_SIZE_K(64)>;read-only;};/* storage: 64KB for settings */storage_partition: partition@10000 {label = "storage";reg = <0x00010000 DT_SIZE_K(64)>;};/* application image slot: 256KB */slot0_partition: partition@20000 {label = "image-0";reg = <0x00020000 DT_SIZE_K(256)>;};/* backup slot: 256KB */slot1_partition: partition@60000 {label = "image-1";reg = <0x00060000 DT_SIZE_K(256)>;};/* swap slot: 128KB */scratch_partition: partition@a0000 {label = "image-scratch";reg = <0x000a0000 DT_SIZE_K(128)>;};};
};
};

构建 Zephyr 应用程序：使用 west build 命令构建 Zephyr 应用程序，其中<board> 是您所使用的开发板名称，<app> 是您的应用程序名称：

west build -b <board> <app>

签名

为了对程序进行升级，或者是引导应用程序（当 MCUBOOT_VALIDATE_PRIMARY_SLOT 使能后），必须要对程序进行签名，在MCUBoot中提供了一些用于功能测试的例程，但一定不要将其运用到产品中，因为这些密钥已经被公开到网络上。

密钥创建

./scripts/imgtool.py keygen -k mykey.pem -t rsa-2048

其中-t选项用于指定加密算法

公钥提取

生成的密钥对中包含了公钥和私钥，需要从密钥对中提取公钥并插入bootloader和APP中，CONFIG_BOOT_SIGNATURE_KEY_FILE 选项用于设置生成的密钥对的路径，编译系统会从中提取出C编译器可以使用的公钥，提取出的公钥会被放到 build/zephyr/autogen-pubkey.h 中，然后被编译到程序中。

程序烧录

先将bootloader烧录到芯片中，然后将主程序烧录到 flash 对应分区中，
主镜像程序烧录时不可以进行全片擦除，这样会导致bootloader被擦掉。

APP中使用MCUBoot

在应用程序中使用 MCUboot 库：在应用程序代码中包含 mcuboot.h 头文件，例如：

#include <mcuboot.h>

然后使用其中的 API 来进行固件升级和回滚。例如，以下代码将触发一个固件升级：

int rc = boot_request_upgrade(0);
if (rc) {printk("Failed to request upgrade (%d)\n", rc);
}

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Zephyr MCUBoot

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MCUBoot 简介

组成

前提条件

构建Bootloader

为Bootloader构建APP

签名

密钥创建

公钥提取

程序烧录

APP中使用MCUBoot

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