瑞芯微RK33XX平台的启动流程探究

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刚开始学习瑞芯微平台时，搞得我一脸懵逼，以前玩过儿imx283，也玩儿过nuc972，觉得应该都差不多，但是发现瑞芯微的底层和前面的两种还是有些不同，现在在这里记录一下。

我现在使用的是RK3308，64位A35内核，主要应用场景是智能音频处理，比如智能音响，百度最初的黑金刚智能音响用的就是RK3308的方案，不过这是应用层的东西，今天主要分析RK3308的启动流程。说起系统引导，uboot肯定会马上浮现在脑子中，确实，我的第一感觉就是下面这张图：

1、CPU上电，启动片内bootrom里面的引导程序，根据硬件外设的设置模式，跳转到不同的介质；

2、读取引导程序，首先是读取spl到内存，对cpu、ddr等基础设备进行初始化，其实这个spl是从uboot里面挑出来了一点儿；

3、读取uboot到内存，进行详细的初始化，并且读取环境变量，根据环境变量里面的分区地址，寻找内核，和设备树文件（如果使用设备树的话），找到后将内核载入到内存，并将设备树文件传递给内核；

4、内核启动，并根据内核配置对设备进行初始化，并挂在根文件系统。

在这里只是对系统启动过程大致描述一下，详细的启动流程网上的高手总结了很详细，也很多。

可是打开RK3308的sdk，和默认的分区描述，纠结了，感觉好不一样啊，开始怀疑自己到底学没学过启动引导？首先来看一下默认的系统固件，如下图所示：

分别是：MiniLoaderAll.bin、boot.img、misc.img、oem.img、parameter.txt、recovery.img、rootfs.img、trust.img、uboot.img、userdata.img。这里面的大部分看上去都还挺面熟，只有两个比较扎眼：MiniLoaderAll.bin和trust.img，我和这两个东西（暂且就先叫“东西”吧）素昧平生啊，不过从字面的意思来猜，第一个应该是和启动有关，而且还是最小启动和最全启动；第二个呢，貌似和信任有关。可是这玩意儿靠猜不行啊，得有理论依据啊，只能是遍寻网络（没办法，有事儿没事儿问度娘早已经成为习惯），可是很不幸，度娘也是一脸懵逼，告诉我，不知道，只能用最笨的方法去研究----一部分一部分烧写固件，对控制台输出信息进行分析和提炼，具体的流程如下：

第一：清空flash，烧写MiniLoaderAll.bin。

我使用的ubuntu系统，使用RK提供的命令行烧写工具upgreade_tool，在这里给瑞芯微点个赞，还提供命令行的烧写工具，很不错，但是同时也要吐槽一下，太他么难用了！

首先使用EF命令擦除flash，重新启动板卡，控制台已经什么东西都不打印了，自动进入Maskrom模式，使用UL命令，烧写MiniLoaderAll.bin，烧写完成后，板卡自动重启，控制台打印了一些这么个玩意儿：

这样看上去是不是就有点儿熟悉的感觉了？其实看到DDR这三个字母就应该基本上了解了，这个东西就是类似于spl.bin的作用，但是RK不用spl，非得用这个东西呢？下面再说。

但是从上面的信息里面发现了两个问题：首先是“GPT 0x330c1f0 signature is wrong”；其次是“Addr:0x4000 No find trust.img!”；

先看第一个问题，其实看到GPT这三个字母，就应该想到和分区有关，而分区信息一般保存在什么地方呢？在parameter.txt文件里，找到这个文件，打开看一下：

前面几行看的不知所以然，只有CMDLINE看上去还挺熟悉，这里面分区写的很清楚，先不管那么多了，先烧进去再说，使用DI命令，烧写parameter.txt文件，板卡自动重启，控制台重新打印：

很明显，控制台输出多了分区信息的打印，接着烧写trust.img镜像，依然使用DI命令，板卡重启，控制台重新打印信息：

从打印信息可以很明显的看出来，trust.img已经找到了，已经开始加载uboot了。

看到这里，其实RK3308的启动流程的第一部分已经比较清楚了，这里总结一下：
1、板卡上电，片内bootrom启动，将flash里面（具体的存放位置没有深究，应该是RK规定的固定的位置）的MiniLoaderAll.bin复制到内存里面，对关键部分进行初始化；

2、MiniLoaderAll从flash里面（具体的存放位置没有深究，应该是RK规定的固定的位置）读取parameter.txt,并进行解析，解析出来分区信息；

3、根据分区信息在flash的制定位置寻找trust.img镜像，如果该镜像文件匹配（怎么匹配下面在详细说），就开始第二部分的启动。

可是到目前为止，所有的这些都是根据实际的启动流程的推测，有理论依据吗？在我没有对这些东西进行深入研究之前，我没有发现有相关的文档来介绍这些东西，对这些东西折腾了好多天以后，突然发现RK提供的SDK 里面其实提供了相关的技术文档，只是没有仔细去研究而已（唉，也是欲哭无泪，就像拿一大串钥匙开门儿一样，试来试去，最后一把能把门儿打开）。首先看一下这个图：

看到这一段文字，一切都通了，MiniLoaderAll.bin就是RK自己开发的spl，而且还是不开源，搞不懂为什么不开源，这个足以证明上面关于MiniLoaderAll.bin这个文件的分析和假设是正确的。再来看一下parameter.txt文件的内容和格式：

FIRMWARE_VER:8.1
MACHINE_MODEL:RK3308
MACHINE_ID:007
MANUFACTURER: RK3308
MAGIC: 0x5041524B
ATAG: 0x00200800
MACHINE: 3308
CHECK_MASK: 0x80
PWR_HLD: 0,0,A,0,1
TYPE: GPT
CMDLINE:mtdparts=rk29xxnand:0x00001000@0x00002000(uboot),0x00001000@0x00003000(trust),0x00000800@0x00004000(misc),0x00006000@0x00004800(recovery),0x00004800@0x0000A800(boot),0x00080000@0x0000F000(rootfs),0x00020000@0x0008F000(oem),-@0x00AF000(userdata:grow)
uuid:rootfs=614e0000-0000-4b53-8000-1d28000054a9

这里详细分析一下每一行内容的意思：

1、FIRMWARE_VER:8.1

固件版本，打包updata.img时会使用，升级工具会根据这个识别固件版本

2、MACHINE_MODEL:RK3308

机器型号，打包updata.img使用，不同的项目，可以自己修改，用于升级工具显示。在recovery里面升级固件时可以用于判断固件是否匹配

3、MACHINE_ID:007

产品开发ID，可以位字符和数字组合，打包updata.img使用，不同的项目使用不同的ID，可以用于识别机器机型。在recovery里面升级固件时可以用于判断固件是否匹配

4、MANUFACTURER: rk3308

厂商信息，打包updata.img使用，可以自己修改，用于升级工具显示

5、MAGIC: 0x5041524B

魔数MAGIC，不能修改，一些新的AP使用DTS，这一项没有用，为了兼容，不要删除或修改

6、ATAG: 0x00200800

ATAG，不能修改，一些新的AP使用DTS，这一项没有用，为了兼容，不要删除或修改

7、MACHINE: 3308

内核识别用，不能修改，这个定义和内核匹配

8、CHECK_MASK: 0x80

保留，不能修改

9、TYPE: GPT

指定该文件CMDLINE里面定义的分区用于创建GPT使用，不会烧录到NVM（NAND，EMMC等）存储器里面。

这么多东西，不管认识不认识，都不要迷茫，其实他们有一个很明显的共同点，那就是和RK的私有协议或者是说规定有很强烈的匹配度，也就是说，这些东西都是RK自己的东西，不是通用的，是和他那个不开源的miniloader相对应的，所以上面对parameter.txt文件需要MiniLoaderAll.bin去解析假下面在说一下这个trust.img这个镜像文件。上面提到了，根据名字来推测，这个玩意儿应该是和认证有关系，联系到RK的做事风格，估计又是保密的东西，果不其然：

既然他不开源，咱们一般用户也没有深究的必要，概念性的东西了解一下算了：

总体来说就是A类处理器所有的，这就是为啥原来使用imx283和nuc972时没有碰到过呢，是因为用的处理器太低端了，那两个都是ARM9.

说到这里，前面关于启动流程的第一部分的假设应该都已经成立了，接下来就是通用的启动流程了，加载内核，初始化，挂载文件系统的各个分区。

好了，今天就记录到这里！

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