E300 SMBIOS 身份信息写入指南

概述

背景

E300 平台需要在生产阶段写入 SMBIOS/DMI 身份信息（产品型号、整机序列号、主板序列号、SoC 序列号等），以便操作系统和上层管理工具能够正确识别硬件。U-Boot 作为启动固件负责生成 SMBIOS 表并传递给操作系统。

需求

支持工厂生产时通过脚本从 Linux 系统写入 SMBIOS 身份信息
写入的数据需经过完整性校验（CRC32），防止 SPI flash 位翻转导致的数据损坏
写入的信息在 U-Boot 启动时自动导入并覆盖 SMBIOS 表的默认值
导入的 SMBIOS 变量不能被 saveenv 固化到普通 U-Boot 环境分区，避免重复存储
不影响现有的 UEFI 变量写入方式（UEFI 分支保留原有逻辑）

适用范围

硬件平台：E300 系列（aimodule）
固件：U-Boot v2025.04@mt

总体架构

本方案分多层实现：

+---------------------------------------------------------------+
|                     Linux 工厂脚本                             |
|              ApolloDmiTools.sh                                |
|  生成 MSMB blob → 擦除 SPI flash → 写入 → 回读验证               |
+------------------------------+--------------------------------+
                               |
                               v
+------------------------------+--------------------------------+
|              SPI Flash (0x787000, 4 KiB)                      |
|  +-----------+------------------------------------------------|
|  | MSMB Hdr  |  smbios.system.manufacturer=MOORETHREADS       |
|  | (32Byte)  |  smbios.system.product=E300                   |
|  |           |  ...                                           |
|  |           |  (double-NUL terminator)                       |
|  +-----------+------------------------------------------------+
+------------------------------+--------------------------------+
                               | board_late_init() 阶段读取
                               v
+------------------------------+--------------------------------+
|          U-Boot smbios_env 子系统                              |
|  smbios_env_import_from_flash()                               |
|  → 校验 MSMB header (magic/version/CRC32)                      |
|  → 解析 key=value payload                                      |
|  → 仅导入 smbios.* 前缀变量到 env (env_set)                      |
|  → 跟踪已导入 key，防止 saveenv 固化                             |
+------------------------------+--------------------------------+
                               | env_get("smbios.system.product")
                               v
+------------------------------+--------------------------------+
|          U-Boot SMBIOS 表生成 (lib/smbios.c)                   |
|  smbios_add_env_prop_si()                                     |
|  → 优先读取 env 变量 (smbios.*)                                 |
|  → fallback 到 device tree / sysinfo 属性                      |
+---------------------------------------------------------------+

SMBIOS 环境变量覆盖机制

新增函数 `smbios_add_env_prop_si()`

static int smbios_add_env_prop_si(struct smbios_ctx *ctx, const char *env_name,
                                  const char *prop, int sysinfo_id,
                                  const char *dval)
{
    const char *env_val;

    env_val = env_get(env_name);
    if (env_val && *env_val)
        return smbios_add_string(ctx, env_val);

    return smbios_add_prop_si(ctx, prop, sysinfo_id, dval);
}

优先级链：环境变量 smbios.* → device tree 属性 → sysinfo → 默认值

覆盖的 SMBIOS 字段

SMBIOS Type	字段	环境变量名	默认值
Type 1 (System)	Manufacturer	`smbios.system.manufacturer`	`"AIMODULE"`
Type 1 (System)	Product Name	`smbios.system.product`	`"AIMODULE"`
Type 1 (System)	Version	`smbios.system.version`	`NULL`
Type 1 (System)	Serial Number	`smbios.system.serial` (fallback: `serial#`)	—
Type 2 (Baseboard)	Manufacturer	`smbios.board.manufacturer`	`"AIMODULE"`
Type 2 (Baseboard)	Product	`smbios.board.product`	`NULL`
Type 2 (Baseboard)	Version	`smbios.board.version`	`NULL`
Type 2 (Baseboard)	Serial	`smbios.board.serial`	`NULL`
Type 3 (Chassis)	Manufacturer	`smbios.chassis.manufacturer`	`"AIMODULE"`
Type 4 (Processor)	Serial Number	`smbios.processor.serial`	`NULL`

UUID 生成

从序列号通过 MD5 生成 UUID（RFC 4122 第 3 版命名空间 UUID）：

unsigned char digest[16];

md5_wd((const unsigned char *)serial_str, strlen(serial_str),
       digest, MD5_DEF_CHUNK_SZ);
digest[6] = (digest[6] & 0x0f) | 0x30; /* UUID version 3 */
digest[8] = (digest[8] & 0x3f) | 0x80; /* UUID variant DCE */
memcpy(t->uuid, digest, sizeof(t->uuid));

同一序列号每次启动生成相同的 UUID，确保可追溯性。

默认环境固化

为支持 env 覆盖机制，board_late_init() 中增加 save_default_env_if_needed()，首次启动时将默认环境写入 SPI flash。

static void save_default_env_if_needed(void)
{
    if (!(gd->flags & GD_FLG_ENV_DEFAULT))
        return;
    ret = env_save();
}

SMBIOS 环境 Blob 子系统

SPI Flash 布局调整

原布局：

0x780000  +------------------+
          |  U-Boot env      |  32 KiB (0x8000)
          |                  |
0x788000  +------------------+

新布局：

0x780000  +------------------+
          |  U-Boot env      |  28 KiB (0x7000)
          |                  |
0x787000  +------------------+
          |  SMBIOS blob     |   4 KiB (0x1000)
0x788000  +------------------+

对应 Kconfig 变更：

配置项	原值	新值
`CONFIG_ENV_SIZE`	0x8000	0x7000
`CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB_OFFSET`	—	0x787000
`CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB_SIZE`	—	0x1000

MSMB Blob 二进制格式

Blob 总大小 4 KiB，由 Header (32 字节) + Payload + Padding (0xFF) 组成：

Offset  Size  Field
0x00    4     magic          = 0x424d534d ("MSMB", LE)
0x04    2     version        = 1
0x06    2     header_size    = 32
0x08    4     payload_size   = N
0x0C    4     payload_crc32  = crc32(payload)
0x10    16    reserved[4]    = 0 (保留)
0x20    N     payload        = key=value (NUL分隔, 双NUL结尾)
0x20+N  *     padding        = 0xFF ... 0xFF

对应 C 结构体：

struct smbios_env_hdr {
    u32 magic;          // 魔数 0x424d534d ("MSMB")
    u16 version;        // 版本号 (当前为 1)
    u16 header_size;    // 头部大小 (32 字节)
    u32 payload_size;   // payload 字节数
    u32 payload_crc32;  // payload 的 CRC32 校验值
    u32 reserved[4];    // 保留字段
};

Payload 格式

Payload 采用 U-Boot 环境变量格式，每对 key=value 以 NUL 结尾，整体以双 NUL 结尾。只有 smbios.* 前缀的变量会被导入，其他前缀的条目会被静默忽略。

示例：

smbios.system.manufacturer=MOORETHREADS
smbios.system.product=E300-Server
smbios.system.version=V1.0
smbios.system.serial=SYS20260527001
smbios.board.manufacturer=MOORETHREADS
smbios.board.product=XS
smbios.board.version=V20
smbios.board.serial=BOARD20260527001
smbios.chassis.manufacturer=MOORETHREADS
smbios.processor.serial=SOC20260527001

(各条目以 NUL 分隔，整体以双 NUL 结尾)

校验流程

smbios_env_validate() 执行以下 8 项检查：

blob 非空且大小至少为 32 字节
magic == 0x424d534d ("MSMB")
version == 1
header_size == 32
payload_size > 0
header_size + payload_size 不溢出且不超过 CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB_SIZE
payload 以双 NUL 结尾
crc32(payload) == hdr->payload_crc32

全部通过返回 0，任一失败返回 -EINVAL。

启动时导入流程

在 board_late_init() 阶段调用：

board_late_init()
  → smbios_env_import_from_flash()
    → spi_flash_probe()       // 探测 SPI flash
    → spi_flash_read()        // 读取 4 KiB
    → smbios_env_import()
      → smbios_env_validate()        // 校验 header + CRC
      → smbios_env_forget_imported() // 清除上次导入记录
      → smbios_env_import_payload()  // 逐个解析 key=value
        → smbios_env_name_is_allowed()  // 只接受 smbios.* 前缀
        → env_set(name, value)          // 设置环境变量
        → smbios_env_track_imported()   // 记录已导入的 key

容错设计：如果 blob 校验失败（如首次启动时 SPI flash 该区域为全 0xFF），静默返回 0，不阻塞启动。

saveenv 过滤机制

为防止 smbios.* 变量被 saveenv 写入普通 env 区域，在 env_export() 中插入过滤：

// env/common.c: env_export()
if (IS_ENABLED(CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB))
    smbios_env_export_prepare();   // 保存并移除 smbios.* 变量
len = hexport_r(&env_htab, '\0', 0, &res, ENV_SIZE, 0, NULL);
if (IS_ENABLED(CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB))
    smbios_env_export_restore();   // 恢复 smbios.* 变量

export_prepare(): 遍历已跟踪的 key，用 strdup 保存当前值，再 env_set(name, NULL) 临时删除
export_restore(): 将保存的值恢复回 env，释放临时副本

U-Boot 写入命令

smbiosenv write <addr> <size>

<addr>: 内存中 blob 数据的物理地址
<size>: blob 字节数（必须 ≤ CONFIG_SMBIOS_ENV_BLOB_SIZE）
执行流程: map_sysmem → smbios_env_write_to_flash() → unmap_sysmem

Kconfig 选项

声明 SMBIOS Blob 编译依赖的宏

config SMBIOS_ENV_BLOB
    bool "SMBIOS environment blob support"
    depends on ENV_SUPPORT && SMBIOS

config SMBIOS_ENV_BLOB_SPI_FLASH
    bool "Read SMBIOS environment blob from SPI flash"
    depends on SMBIOS_ENV_BLOB && ENV_IS_IN_SPI_FLASH && DM_SPI_FLASH

config SMBIOS_ENV_BLOB_OFFSET
    hex "SMBIOS environment blob SPI flash offset"
    depends on SMBIOS_ENV_BLOB_SPI_FLASH
    default 0x787000 if ARCH_M1000

config SMBIOS_ENV_BLOB_SIZE
    hex "SMBIOS environment blob size"
    depends on SMBIOS_ENV_BLOB
    default 0x1000

Linux 工厂脚本

脚本定位

ApolloDmiTools.sh 运行于 Linux 系统，通过 ac_tool 直接操作 SPI flash 设备。

非 UEFI 分支写入流程

1. 交互输入: 产品型号、整机SN、主板SN、SoC SN
2. Python 生成 MSMB blob:
   - 构建 key=value payload (10 个字段)
   - 计算 CRC32
   - 填充 header (magic/version/header_size/payload_size/crc32)
   - 填充 0xFF 至 4 KiB
3. ac_tool firmware -e 0x787000 -s 0x1000 flash    (擦除)
4. ac_tool firmware -w 0x787000 -s 0x1000 -f blob flash  (写入)
5. ac_tool firmware -r 0x787000 -s 0x1000 -f verify flash (回读)
6. cmp blob verify  (验证)

UEFI 分支

保持不变，通过 /sys/firmware/efi/efivars/SmbiosData-{GUID} 写入。

文件清单

SMBIOS 环境变量覆盖

文件	变更
`lib/smbios.c`	新增 `smbios_add_env_prop_si()`；修改 Type1/2/3/4 生成函数；MD5 生成 UUID
`board/mthreads/E300_aimodule/E300_aimodule.c`	新增 `save_default_env_if_needed()`

SMBIOS 环境 Blob 子系统

文件	变更
`include/smbios_env.h`	新增：公开 API 和数据结构定义
`lib/smbios_env.c`	新增：核心实现（validate/import/flash/export过滤）
`lib/Kconfig`	新增：SMBIOS_ENV_BLOB 系列选项
`lib/Makefile`	新增：smbios_env.o 编译目标
`cmd/smbiosenv.c`	新增：smbiosenv write 命令
`cmd/Kconfig`	新增：CMD_SMBIOSENV 选项
`cmd/Makefile`	新增：smbiosenv.o 编译目标
`env/common.c`	修改：env_export() 插入过滤逻辑
`configs/E300_aimodule_defconfig`	ENV_SIZE→0x7000；启用 blob 功能
`board/mthreads/E300_aimodule/E300_aimodule.c`	新增 smbios_env_import_from_flash() 调用

数据流总结

工厂生产                         终端用户启动
========                        ============

Linux 脚本                       U-Boot
  │                                │
  │  1. 输入产品信息                 │
  │  2. 构建 MSMB blob             │
  │  3. 写入 SPI flash             │
  │     (0x787000, 4 KiB)          │
  │                                │
  └────────────┬───────────────────┘
               │
               v
         SPI Flash
      +-------------+
      | MSMB blob   |
      +-------------+
               │
               │  4. board_late_init()
               │     smbios_env_import_from_flash()
               │     校验 → 导入 smbios.* 变量
               │
               v
         U-Boot env
      +-------------+
      | smbios.*    |
      +-------------+
               │
               │  5. smbios_write_type1/2/3/4()
               │     smbios_add_env_prop_si()
               │     优先读取 smbios.* env
               │
               v
         SMBIOS Table
      +-------------+
      | Type 1/2/3/4 |
      +-------------+
               │
               │  6. 传递给 OS (Linux)
               │
               v
         dmidecode 可见

概述​

背景​

需求​

适用范围​

总体架构​

SMBIOS 环境变量覆盖机制​

新增函数 smbios_add_env_prop_si()​

覆盖的 SMBIOS 字段​

UUID 生成​

默认环境固化​

SMBIOS 环境 Blob 子系统​

SPI Flash 布局调整​

MSMB Blob 二进制格式​

Payload 格式​

校验流程​

启动时导入流程​

saveenv 过滤机制​

U-Boot 写入命令​

Kconfig 选项​

Linux 工厂脚本​

脚本定位​

非 UEFI 分支写入流程​

UEFI 分支​

文件清单​

SMBIOS 环境变量覆盖​

SMBIOS 环境 Blob 子系统​

数据流总结​

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概述

背景

需求

适用范围

总体架构

SMBIOS 环境变量覆盖机制

新增函数 `smbios_add_env_prop_si()`

覆盖的 SMBIOS 字段

UUID 生成

默认环境固化

SMBIOS 环境 Blob 子系统

SPI Flash 布局调整

MSMB Blob 二进制格式

Payload 格式

校验流程

启动时导入流程

saveenv 过滤机制

U-Boot 写入命令

Kconfig 选项

Linux 工厂脚本

脚本定位

非 UEFI 分支写入流程

UEFI 分支

文件清单

SMBIOS 环境变量覆盖

SMBIOS 环境 Blob 子系统

数据流总结