MPC8313ERDB在Linux从NAND FLASH读取UBoot环境变量的代码分析

2022-03-17 00:05:01

Yao.GUET@2014-05-19

一。故事起因

因为文件系统的增大，已经大大的超出了8MB的NOR FLASH，而不得不把内核，文件系统和设备树文件保存到NAND FLASH上。但是因为使用的是RAMDISK，而无法保存一些个别的配置和参数，最简单的需要就是设置系统的IP了，，，

要使用统一的RAMDISK，而实现LINUX启动之后，设置成不能的参数功能，比较方便的就是从UBOOT把这些参数传递过去，这个得到了大家的认证，我们可以直接添加启动参数，然后在内核里面读出来，这种方法比较方法，唯一不好的地方就是需要修改内核，，，

另外就把相应的参数以UBOOT环境变量的形式写到NAND FLASH中，然后在Linux里面再读出来，这个方法比较的好，不用修改内核，不用修改ltib里面的标准包就可以完成。。。

其实UBOOT里面就自带有在LINUX下读写环境变量的代码，在uboot/tools/env这个目录下，当然，你也可以直接使用：“make env”去编译，在同目录会生成fw_printenv这个可执行文件，然后，需要修改一下配置fw_env.config，然后把它放到你的文件系统里面：“/etc/fw_env.config”，再建立两个软链接就可以了，，，

这个过程比较复杂，我使用的是u-boot-1.3.0的代码，结果make env的时候是有错误的，大家可以尝试着去编译一下看，如果能一次通过就可以不用debug了～

其实在LINUX下面读取UBOOT里面环境变量的的方法，很简单。就是基本的文件读取，和字符串分析，主要是要搞清楚你的NAND FLASH里面环境变量是保存在什么地方的。

下面是我根据fw_printenv写的一个小例子，可以直接编译然后读取NAND里面的环境变量。。。

二。具体实现

1. 确定UBOOT环境参数在FLASH中保存位置

因为我用的是MPC8313ERDB这个板子，所以查看UBOOT的代码"include/configs/MPC8313ERDB.h"这个定义文件有下面的定义：

#define CFG_NAND_BLOCK_SIZE     (16 << 10)      /* NAND chip block size */

/*
 * Environment
 */

#if defined(CONFIG_NAND_U_BOOT)
	#define CFG_ENV_IS_IN_NAND	1
	#define CFG_ENV_SIZE		CFG_NAND_BLOCK_SIZE
	#define CFG_ENV_OFFSET		((1024<<10) - (CFG_NAND_BLOCK_SIZE<<1))
#elif !defined(CFG_RAMBOOT)
	#define CFG_ENV_IS_IN_FLASH	1
	#define CFG_ENV_ADDR		(CFG_MONITOR_BASE + 0x40000)
	#define CFG_ENV_SECT_SIZE	0x10000 /* 64K(one sector) for env */
	#define CFG_ENV_SIZE		0x2000

因为我这里使用的是NAND UBOOT，所以应该是前面那一项：

CFG_ENV_SIZE = 16<<10 = 0x4000 = 16k

CFG_ENV_OFFSET = (1024<<10)-(0x4000<<1) = 0xF8000

同样道理，你也可以根据你是用什么板子的，在include/configs这个目录去查看相应的定义。

2. 读取UBOOT MTD文件

确定了环境变量在FLASH中的偏移，就可以直接打开这个UBOOT的MTD设备文件，然后用lseek定位，再用read函数把UBOOT的环境变量读出来了。

那么这里呢，UBOOT到底是哪个MTD设备就是因你的设备树文件不同而不同了，当然，你也可以直接在LINUX下面运行命令“cat /proc/mtd”里面查看一下。

3. CRC校验

读出来的数据，怎么确定是正确的呢？其实在UBOOT环境变量开始的位置，保存有4个字节32位的CRC校验，我们可以校验一下，，，

这个CRC直接拿UBOOT代码的。

crc32.h文件，这个只是一个crc32函数的声明

#ifndef	_CRC32_H
#define _CRC32_H
/*  */
unsigned long crc32 (unsigned long, const unsigned char *, unsigned int);
#endif

crc32.c文件，crc32函数的实现：

/*
 * This file is derived from crc32.c from the zlib-1.1.3 distribution
 * by Jean-loup Gailly and Mark Adler.
 */

/* crc32.c -- compute the CRC-32 of a data stream
 * Copyright (C) 1995-1998 Mark Adler
 * For conditions of distribution and use, see copyright notice in zlib.h
 */

/* ========================================================================
 * Table of CRC-32‘s of all single-byte values (made by make_crc_table)
 */
static const unsigned long crc_table[256] = {
  0x00000000L, 0x77073096L, 0xee0e612cL, 0x990951baL, 0x076dc419L,
  0x706af48fL, 0xe963a535L, 0x9e6495a3L, 0x0edb8832L, 0x79dcb8a4L,
  0xe0d5e91eL, 0x97d2d988L, 0x09b64c2bL, 0x7eb17cbdL, 0xe7b82d07L,
  0x90bf1d91L, 0x1db71064L, 0x6ab020f2L, 0xf3b97148L, 0x84be41deL,
  0x1adad47dL, 0x6ddde4ebL, 0xf4d4b551L, 0x83d385c7L, 0x136c9856L,
  0x646ba8c0L, 0xfd62f97aL, 0x8a65c9ecL, 0x14015c4fL, 0x63066cd9L,
  0xfa0f3d63L, 0x8d080df5L, 0x3b6e20c8L, 0x4c69105eL, 0xd56041e4L,
  0xa2677172L, 0x3c03e4d1L, 0x4b04d447L, 0xd20d85fdL, 0xa50ab56bL,
  0x35b5a8faL, 0x42b2986cL, 0xdbbbc9d6L, 0xacbcf940L, 0x32d86ce3L,
  0x45df5c75L, 0xdcd60dcfL, 0xabd13d59L, 0x26d930acL, 0x51de003aL,
  0xc8d75180L, 0xbfd06116L, 0x21b4f4b5L, 0x56b3c423L, 0xcfba9599L,
  0xb8bda50fL, 0x2802b89eL, 0x5f058808L, 0xc60cd9b2L, 0xb10be924L,
  0x2f6f7c87L, 0x58684c11L, 0xc1611dabL, 0xb6662d3dL, 0x76dc4190L,
  0x01db7106L, 0x98d220bcL, 0xefd5102aL, 0x71b18589L, 0x06b6b51fL,
  0x9fbfe4a5L, 0xe8b8d433L, 0x7807c9a2L, 0x0f00f934L, 0x9609a88eL,
  0xe10e9818L, 0x7f6a0dbbL, 0x086d3d2dL, 0x91646c97L, 0xe6635c01L,
  0x6b6b51f4L, 0x1c6c6162L, 0x856530d8L, 0xf262004eL, 0x6c0695edL,
  0x1b01a57bL, 0x8208f4c1L, 0xf50fc457L, 0x65b0d9c6L, 0x12b7e950L,
  0x8bbeb8eaL, 0xfcb9887cL, 0x62dd1ddfL, 0x15da2d49L, 0x8cd37cf3L,
  0xfbd44c65L, 0x4db26158L, 0x3ab551ceL, 0xa3bc0074L, 0xd4bb30e2L,
  0x4adfa541L, 0x3dd895d7L, 0xa4d1c46dL, 0xd3d6f4fbL, 0x4369e96aL,
  0x346ed9fcL, 0xad678846L, 0xda60b8d0L, 0x44042d73L, 0x33031de5L,
  0xaa0a4c5fL, 0xdd0d7cc9L, 0x5005713cL, 0x270241aaL, 0xbe0b1010L,
  0xc90c2086L, 0x5768b525L, 0x206f85b3L, 0xb966d409L, 0xce61e49fL,
  0x5edef90eL, 0x29d9c998L, 0xb0d09822L, 0xc7d7a8b4L, 0x59b33d17L,
  0x2eb40d81L, 0xb7bd5c3bL, 0xc0ba6cadL, 0xedb88320L, 0x9abfb3b6L,
  0x03b6e20cL, 0x74b1d29aL, 0xead54739L, 0x9dd277afL, 0x04db2615L,
  0x73dc1683L, 0xe3630b12L, 0x94643b84L, 0x0d6d6a3eL, 0x7a6a5aa8L,
  0xe40ecf0bL, 0x9309ff9dL, 0x0a00ae27L, 0x7d079eb1L, 0xf00f9344L,
  0x8708a3d2L, 0x1e01f268L, 0x6906c2feL, 0xf762575dL, 0x806567cbL,
  0x196c3671L, 0x6e6b06e7L, 0xfed41b76L, 0x89d32be0L, 0x10da7a5aL,
  0x67dd4accL, 0xf9b9df6fL, 0x8ebeeff9L, 0x17b7be43L, 0x60b08ed5L,
  0xd6d6a3e8L, 0xa1d1937eL, 0x38d8c2c4L, 0x4fdff252L, 0xd1bb67f1L,
  0xa6bc5767L, 0x3fb506ddL, 0x48b2364bL, 0xd80d2bdaL, 0xaf0a1b4cL,
  0x36034af6L, 0x41047a60L, 0xdf60efc3L, 0xa867df55L, 0x316e8eefL,
  0x4669be79L, 0xcb61b38cL, 0xbc66831aL, 0x256fd2a0L, 0x5268e236L,
  0xcc0c7795L, 0xbb0b4703L, 0x220216b9L, 0x5505262fL, 0xc5ba3bbeL,
  0xb2bd0b28L, 0x2bb45a92L, 0x5cb36a04L, 0xc2d7ffa7L, 0xb5d0cf31L,
  0x2cd99e8bL, 0x5bdeae1dL, 0x9b64c2b0L, 0xec63f226L, 0x756aa39cL,
  0x026d930aL, 0x9c0906a9L, 0xeb0e363fL, 0x72076785L, 0x05005713L,
  0x95bf4a82L, 0xe2b87a14L, 0x7bb12baeL, 0x0cb61b38L, 0x92d28e9bL,
  0xe5d5be0dL, 0x7cdcefb7L, 0x0bdbdf21L, 0x86d3d2d4L, 0xf1d4e242L,
  0x68ddb3f8L, 0x1fda836eL, 0x81be16cdL, 0xf6b9265bL, 0x6fb077e1L,
  0x18b74777L, 0x88085ae6L, 0xff0f6a70L, 0x66063bcaL, 0x11010b5cL,
  0x8f659effL, 0xf862ae69L, 0x616bffd3L, 0x166ccf45L, 0xa00ae278L,
  0xd70dd2eeL, 0x4e048354L, 0x3903b3c2L, 0xa7672661L, 0xd06016f7L,
  0x4969474dL, 0x3e6e77dbL, 0xaed16a4aL, 0xd9d65adcL, 0x40df0b66L,
  0x37d83bf0L, 0xa9bcae53L, 0xdebb9ec5L, 0x47b2cf7fL, 0x30b5ffe9L,
  0xbdbdf21cL, 0xcabac28aL, 0x53b39330L, 0x24b4a3a6L, 0xbad03605L,
  0xcdd70693L, 0x54de5729L, 0x23d967bfL, 0xb3667a2eL, 0xc4614ab8L,
  0x5d681b02L, 0x2a6f2b94L, 0xb40bbe37L, 0xc30c8ea1L, 0x5a05df1bL,
  0x2d02ef8dL
};

#define DO1(buf) crc = crc_table[((int)crc ^ (*buf++)) & 0xff] ^ (crc >> 8);
#define DO2(buf)  DO1(buf); DO1(buf);
#define DO4(buf)  DO2(buf); DO2(buf);
#define DO8(buf)  DO4(buf); DO4(buf);

/* ========================================================================= */
unsigned long crc32(unsigned int crc,
	const unsigned char *buf,
    	unsigned int len)
{
    crc = crc ^ 0xffffffffL;
    while (len >= 8)
    {
      DO8(buf);
      len -= 8;
    }
    if (len) do {
      DO1(buf);
    } while (--len);
    return crc ^ 0xffffffffL;
}

4. 代码文件

read_config.c文件

#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include "crc32.h"

#define MTD_PATH	"/dev/mtdblock1"
#define MTD_OFFSET	0xF8000
#define MTD_ENV_SIZE	0x4000

unsigned char *envmatch(unsigned char * s1, unsigned char * s2);

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	int i, len;
	unsigned char *buf, *p, *env;
	unsigned long crc, crc_calc;
	
	if ((fd = open(MTD_PATH, O_RDONLY))<0) {
		fprintf(stderr, "Can‘t open %s : %s\n",
			MTD_PATH, strerror(errno));
		return (-1);
	}
	
	if (lseek(fd, MTD_OFFSET, SEEK_SET) < 0) {
		fprintf(stderr, "Can‘t locate offset: %s \n",
		 strerror(errno));
		close(fd);
		return (-1);
	}
	
	if ((buf = malloc(MTD_ENV_SIZE)) == NULL) {
		fprintf(stderr, "Can‘t alloc mem. %s\n",
			strerror(errno));
		close(fd);
		return (-1);
	}
	if ((len = read(fd, buf, MTD_ENV_SIZE)) != MTD_ENV_SIZE) {
		fprintf(stderr, "Read MTD failed! %s\n",
			strerror(errno));
		close(fd);
		free(buf);
		return (-1);
	}
	
	memcpy(&crc, buf, 4);
	if (crc32(0, buf+sizeof(long), MTD_ENV_SIZE-sizeof(long)) != crc) {
		fprintf(stderr, "Data crc error!\n");
		free(buf);
		close(fd);
		return (-1);
	}
	
	for (env = buf+sizeof(long); *env; env=p+1) {
		for (p = env; *p; p++) {
			if (p >= buf + MTD_ENV_SIZE) {
				fprintf (stderr, "## Error: "
					"environment not terminated\n");
				return;
			}
		}
		if (argc == 2) {
			if (envmatch(argv[1], env)>0) {
				for (p=env; *p!=‘=‘; p++)
					;
				printf("%s\n", ++p);
				break;
			} else 
				continue;
		} else {
			printf("%s\n", env);
		}
	}
	
	free(buf);
	close(fd);
	return 0;
}

/*
 * s1 is either a simple ‘name‘, or a ‘name=value‘ pair.
 * s2 is a ‘name=value‘ pair.
 * If the names match, return the value of s2, else NULL.
 */

unsigned char *envmatch (unsigned char * s1, unsigned char * s2)
{

	while (*s1 == *s2++)
		if (*s1++ == ‘=‘)
			return (s2);
	if (*s1 == ‘\0‘ && *(s2 - 1) == ‘=‘)
		return (s2);
	return (NULL);
}

Makefile文件，这个由于基本是Makefile盲，大家凑合着用吧哈，修改各自的CROSS_COMPILE就可以了。

CROSS_COMPILE ?= powerpc-e300c3-linux-gnu-
read_config:read_config.c crc32.o crc32.h
	$(CROSS_COMPILE)gcc $^ -o $@
	
crc32.o:crc32.c
	$(CROSS_COMPILE)gcc $^ -c -o $@
clean:
	rm -f read_config crc32.o

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MPC8313ERDB在Linux从NAND FLASH读取UBoot环境变量的代码分析

码农公寓

一。故事起因

二。具体实现

1. 确定UBOOT环境参数在FLASH中保存位置

2. 读取UBOOT MTD文件

3. CRC校验

4. 代码文件

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