3.11.3. FIT Image 介绍
在 ZX 启动系统的开发过程中，使用过不同的 Kernel Image 格式：
uImage
zImage
Image.gz
Image
FIT Image(ITB Image)
由于未来需要改用 FIT Image(ITB Image)，这里做一个简要的说明。
3.11.3.1. Kernel Image 格式
- 外网资源：
网上有一篇相关的文章可以参考 http://www.wowotech.net/u-boot/fit_image_overview.html
3.11.3.1.1. Image
这是 Linux kernel 编译时生成的未压缩 Image.
U-Boot 可以通过 booti 命令直接运行该 Image（ARMv7 是 ZX 自行添加的命令支持启动），启动命令格式为：
booti <kernel addr> - <dtb addr>
其中 <kernel addr> 是 Image 文件所在的内存地址。
Image 文件的格式，在不同芯片架构上是不一样的。对于 ARM64 和 RISCV64，会有一个格式头；但是对于 ARM32，则没有 头信息。
3.11.3.1.2. zImage
Image 经过压缩和打包后，生成的 zImage 文件。其做法是将压缩后的 Image 作为 Payload，与一段解压缩代码一起编译 链接，生成 zImage。因此 zImage 是一个可直接启动的自解压镜像。
启动命令为：
bootz <kernel addr> - <dtb addr>
其中 <kernel addr> 即 zImage 所在的内存地址。
ARM64, RISCV 架构的 Linux kernel 编译，不再生成 zImage 格式的文件。
3.11.3.1.3. uImage
uImage 是 U-Boot 定义的一种启动镜像格式，由 64 字节的 U-Boot Image header 加上镜像内容构成。
uImage 中的镜像内容，可以是未压缩的 Image，也可以是压缩的 Image。 Linux kernel 编译时生成（依赖 uboot-tools 包中的 mkimage 工具）。但是新版的 Linux kernel 不再生成 uImage 文件。
uImage 文件的启动命令：
bootm <kernel addr> - <dtb addr>
其中 <kernel addr> 即 uImage 所在的内存地址。
3.11.3.1.4. Image.gz
Image.gz 是 Linux kernel 编译时生成的压缩文件，使用 gzip 算法直接对 Image 文件进行压缩生成。除了 Image.gz，使用 其他压缩算法还可以生成:
Image.lzo
Image.lz4
Image.bz2
Image.lzma
这些压缩文件就是各种压缩工具生成的标准压缩文件。U-Boot 的启动命令为：
booti <kernel addr> - <dtb addr>
其中 <kernel addr> 即 Kernel 压缩文件所在的内存地址。
3.11.3.1.5. FIT Image
Flattened Image Tree。
原始参考文档:
source/uboot-2021.10/doc/usage/fit.rst
source/uboot-2021.10/doc/uImage.FIT/howto.txt
source/uboot-2021.10/doc/uImage.FIT/source_file_format.txt
source/uboot-2021.10/doc/uImage.FIT/command_syntax_extensions.txt
如 howto.txt 开篇所提，当前社区使用 FIT Image 的主要理由是：
更灵活的处理各种类型的 image 类型(压缩、非压缩、各种格式，各种配置组合)
可以处理安全启动过程中的安全校验（签名校验）
3.11.3.1.5.1. 配置和生成
Flattened Image Tree 顾名思义，是参考 Flattened Device Tree 命令而来，使用 DTS 的语法， 通过一些新增的节点，描述生成镜像文件所使用的 Image 文件和配置。
例子如： source/uboot-2021.10/doc/uImage.FIT/kernel_fdt.its
/dts-v1/;
/ {
description = "Simple image with single Linux kernel and FDT blob";
#address-cells = <1>;
images {
kernel {
description = "Vanilla Linux kernel";
data = /incbin/("./vmlinux.bin.gz");
type = "kernel";
arch = "ppc";
os = "linux";
compression = "gzip";
load = <00000000>;
entry = <00000000>;
hash-1 {
algo = "crc32";
};
hash-2 {
algo = "sha1";
};
};
fdt-1 {
description = "Flattened Device Tree blob";
data = /incbin/("./target.dtb");
type = "flat_dt";
arch = "ppc";
compression = "none";
hash-1 {
algo = "crc32";
};
hash-2 {
algo = "sha1";
};
};
};
configurations {
default = "conf-1";
conf-1 {
description = "Boot Linux kernel with FDT blob";
kernel = "kernel";
fdt = "fdt-1";
};
};
};
此处描述的一个配置，其中包含了 fdt + kernel，以及校验方式。
生成 itb image的命令：
mkimage -f kernel_fdt.its kernel_fdt.itb
3.11.3.1.5.2. 启动命令
使用默认的配置进行启动：
bootm <kernel itb addr>
如果 its 中有多个配置，可以指定启动的配置组合：
bootm <kernel itb addr>#<conf-name>
如：bootm 0x81000000#conf-2
更多说明请参考：source/uboot-2021.10/doc/uImage.FIT/command_syntax_extensions.txt
3.11.3.2. 使用 FIT Image
ZX 项目中，将 Kernel Image 改为使用 FIT Image 的原因：
快速启动的需要
减少分区的需要
安全启动的需要
支持 RISCV 的需要
3.11.3.2.1. 快速启动
M4 的快速启动，eMMC 的方案使用未压缩的 Image 速度最快，SPINOR/SPINAND 使用压缩的 zImage 比较合适。
同时 U-Boot 加载 Kernel 最好只读取 Kernel Image 实际大小的数据，避免过多读取无关数据， 才能节省启动时间。
U-Boot 加载 Kernel 时，无论 Image 还是 zImage，都没有头信息，因此即读取 Kernel Image 的大小需要根据实际编译生成的镜像大小进行修改。
如果采用 FIT Image 则可以避免上述问题。
生成的 FIT Image 有一个信息头，U-Boot 可以先读取信息头的数据，得到 Image 大小，然后按照实际大小读取 剩下的 Kernel Image 数据：
从存储介质读取的数据可以做到尽可能的少
开发者不需要手动修改读取的数据大小
当然是用了 FIT Image 之后，无论是使用压缩的 zImage/Image.gz 还是使用未压缩的 Image，对启动流程/启动命令 都没有影响，开发者仅需修改 ITS 文件配置即可。
3.11.3.2.2. 减少分区
在使用 FIT Image 之前，Kernel 启动所需的 DTB 保存在一个独立的分区中。
DTB 使用一个独立的分区保存对于 SPINOR/SPINAND 的方案而言是一种比较浪费空间的方式。
对于 SPINOR 而言，一般存储空间都比较小，但是分区必须按照一个擦写单元进行，一般是 64KB， 而 DTB 绝大多数在 32KB 以内。
对于 SPINAND 而言，分区同样必须按照一个擦写块进行，一般是 128KB 或者 256KB， 同时要考虑坏块的情况，需要多分配几个块进行备份。
使用 FIT Image，Kernel 所使用的 DTB 与 Kernel 一起进行打包，存放到同一个分区， 有利于提高存储空间的利用效率，同时分区划分更简单。
3.11.3.2.3. 安全启动
在安全启动方案中，安全信任链的校验过程如下：
BROM -> SPL -> U-Boot -> Kernel -> RootFS
按照上述顺序逐级进行安全校验。
在 SPL 校验 U-Boot 和 U-Boot 校验 Kernel 的阶段，如果使用 FIT Image，则已经有成熟的安全校验方案， 并且启动处理流程与非安全方案基本一致。不采用 FIT Image，则安全方案和非安全方案所采用的启动流程 差异性比较大，不利于方案的开发和维护。
3.11.3.2.4. 支持 RISCV
RISCV 需要 OpenSBI 协助进行启动，OpenSBI 运行在 U-Boot 之前。
启动流程：
BROM -> SPL -> OpenSBI -> U-Boot -> Kernel
RISCV 版本的 SPL 在加载运行 OpenSBI 和 U-Boot 时，仅支持使用 FIT Image， 即需要将下列几个数据打包为一个 ITB 文件(uboot.itb)：
OpenSBI
U-Boot
DTB
SPL 加载 uboot.itb，读取 DTB 和 U-Boot 到对应的位置，然后运行 OpenSBI，通过 OpenSBI 跳转到 U-Boot。启动的 DTB 是 OpenSBI 和 U-Boot 共用。
Kernel 也使用 FIT Image，可以简化 Image 的种类。