U-Boot Sandbox特性应用案例

U-Boot Sandbox特性的具体应用案例及其实现方式说明：

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1. 驱动模型（DM）兼容性测试

• 场景：开发者在修改U-Boot的I2C或SPI驱动后，需验证驱动与设备模型的兼容性。

• 操作步骤：

  1. 修改驱动代码后，编译Sandbox版本：

     make sandbox_defconfig && make -j$(nproc)
     

  2. 运行驱动模型测试脚本：

     ./test/dm/test-dm.sh
     

  3. 观察测试结果，确认驱动是否通过所有用例（如设备绑定、数据传输等）。

• 优势：无需真实硬件即可快速验证驱动逻辑，减少物理设备调试时间。

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2. 安全启动（Verified Boot）流程验证

• 场景：验证FIT镜像的签名校验流程是否符合预期。

• 操作步骤：

  1. 生成测试用的密钥和签名镜像。

  2. 在Sandbox中加载镜像并执行启动命令：

     ./u-boot -l -c "bootm <镜像地址>"
     

  3. 通过日志分析签名校验结果，或使用自动化脚本test/vboot/vboot_test.sh执行全流程测试。

• 优势：模拟安全启动环境，避免因签名错误导致真实设备启动失败的风险。

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3. 文件系统操作验证

• 场景：测试U-Boot对EXT4/FAT文件系统的读写功能。

• 操作步骤：

  1. 创建虚拟磁盘文件并格式化为目标文件系统：

     truncate -s 1G disk.img
     mkfs.ext4 disk.img
     

  2. 在Sandbox中挂载虚拟磁盘并操作文件：

     ./u-boot -c "host bind 0 disk.img; ext4ls host 0"
     

  3. 验证文件读写、目录遍历等功能是否正常。

• 优势：无需物理存储设备，快速验证文件系统驱动的稳定性49。

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4. 网络功能调试

• 场景：调试U-Boot的TFTP协议或HTTP下载功能。

• 操作步骤：

  1. 配置Linux主机的网络桥接权限：

     sudo setcap CAP_NET_RAW+ep ./u-boot
     

  2. 启动Sandbox并启用网络仿真：

     ./u-boot -D
     

  3. 在U-Boot命令行执行网络命令：

     dhcp
     tftp 0x80000000 kernel.img
     

• 优势：模拟真实网络环境，验证协议栈实现，避免硬件依赖问题。

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5. 内存泄漏与性能分析

• 场景：检测U-Boot代码中的内存泄漏或性能瓶颈。

• 操作步骤：

  1. 使用Valgrind工具运行Sandbox：

     valgrind --leak-check=full ./u-boot -c "help; reset"
     

  2. 分析输出日志，定位未释放的内存或异常资源占用。

• 优势：结合用户态调试工具，提升代码健壮性。

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6. 多设备树配置验证

• 场景：验证不同设备树配置对驱动初始化的影响。

• 操作步骤：

  1. 修改设备树文件（如调整GPIO引脚定义）。

  2. 重新编译并加载自定义设备树：

     make -j$(nproc) && ./u-boot -d custom.dtb
     

  3. 通过dm tree命令查看设备树解析结果。

• 优势：快速迭代设备树配置，避免频繁烧录硬件。

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7. 自动化测试集成

• 场景：在持续集成（CI）流水线中自动运行U-Boot测试套件。

• 操作步骤：

  1. 在CI脚本中编译Sandbox并运行测试：

     make sandbox_defconfig && make -j$(nproc)
     ./test/py/test.py --bd sandbox --build
     

  2. 解析测试结果，生成测试报告。

• 优势：提升代码提交前的自动化覆盖率，减少人工测试成本。

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总结

U-Boot Sandbox通过虚拟化硬件环境，覆盖了驱动开发、安全验证、文件系统测试、网络调试、内存分析等核心场景。其核心价值在于降低对物理硬件的依赖，加速开发验证周期。开发者可根据具体需求，灵活选择上述案例或结合test/目录中的脚本扩展测试范围49。