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GD32读保护解除

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nawu|  楼主 | 2022-12-1 15:27 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 nawu 于 2022-12-1 15:31 编辑

引言

由于产品安全的要求,在产品量产后通常会对固件开启保护功能,如此篇文章 嵌入式 -GD32代码读保护 中提到的一样,读保护就是常见的方式之一;

解除读保护

这里 MCU 以 GD32F303 为例:

可以通信的情况下现象描述

读保护是开启了防反读的功能,并没有停止调试接口的功能;但是存在一些情况,触发了读保护本身的防护机制并擦除了桩端代码后,读保护功能依然开启,此时发现可通过 JlinkCommander 进行读写寄存器。

jflash 编程闪存会执行先擦除的动作,但是 303 都保护开启后会对前 4kB 的闪存空间开启页擦除保护,所以呈现出来的现象就是,jflash 可成功连接,但是什么也做不了。

点击 回读之后,显示下方提示,会弹出以下提示:


进度条无新增,直到尝试超时:

如果在尝试擦除的时候直接点击“取消”按钮,会提示 :

jlinkCommander

通过 JlinkCommander 是可以读写其寄存器的:


通过 ?字符,可查看支持的命令及其语法:

这里我们主要使用的是:

w4                // 写 32 bit 数据至指定地址内存,语法为 w4 <addr> <data>, 均为 hex 格式

mem                // 读取指定内存的制定字节数据,语法为 mem <addr> <numBytes>, 均为 hex 格式

mem32        // 读取指定内存的多组 4Bytes(item) 数据,语法为 mem <addr> <numItems>, 均为 hex 格式


代码为:


// 查看当前 SPC 字节
mem 0x1fffF800 0x10

// 解锁 FMC_Bank0
w4 0x40022004 0x45670123 //FMC_KEY = UNLOCK_KEY0;
W4 0x40022004 0xcdef89ab // FMC_KEY = UNLOCK_KEY1;
// 查看寄存器
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022008 0x45670123 //FMC_OBKEY = UNLOCK_KEY0;
w4 0x40022008 0xcdef89ab //FMC_OBKEY = UNLOCK_KEY1;
mem32 0x40022000 0x10
// 清楚可能存在的错误标志位
w4 0x4002200C 0x00000034  //fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR | FMC_FLAG_WPERR | FMC_FLAG_END);
// OB 字节擦除指令使能
w4 0x40022010 0x0220     // OBER   
// 执行擦除
w4 0x40022010 0x0260     //STAR   
// 使能 OB 字节编程
w4 0x40022010 0x0270     //OBPG
// 恢复默认值,退回未保护态
w2 0x1ffff800 0x5aa5
// 开启寄存器锁保护
w4 0x40022010 0x80
// 可再次查看 SPC 字节
mem 0x1fffF800 0x10      //



  • 通过 JlinkCommander 操作并查看结果
  • jflash
    jlinkcommander 操作后,通过 jflash 连接后可正常操作:;

无法通信的情况下

其实这个无法通信,是在我们在手工操作下无法和 MCU 通过 SWJ 建立通信,但是清楚 MCU 上电时序到执行用户代码的会知道,上电伊始会先执行厂家固化在 MCU 中的 bootloader,进行一系列的初始化(比如寄存器空间映射)之后会进入到用户代码,先执行用户的代码(启动文件,用户程序)。

而 MCU 在上电后,检测到读保护开启到保护,这段时间我们手动是无法介入的,如果在 MCU 初始化后到保护功能开始生效将 SPC 字节改写并启动,则可以达到**的目的,当然厂家为了进一步保护固件,在**安全保护功能后,会主动删除闪存空间内的数据。

核心代码

在这种情况下,我们需要借助脚本执行**:

log yourLog.log
// 通过 USB 连接 Jlink
usb
// select target device, 选择连接方式
si swd
// 等待 100 ms
speed 100
// 重启目标设备
r
// 刚上电后等待 MCU 寄存器初始化
Sleep 10
usb


// 执行寄存器编程,解锁 + 读保护关闭
mem 0x1fffF800 0x10
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022004 0x45670123 //FMC_KEY = UNLOCK_KEY0;
W4 0x40022004 0xcdef89ab // FMC_KEY = UNLOCK_KEY1;
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022008 0x45670123 //FMC_OBKEY = UNLOCK_KEY0;
w4 0x40022008 0xcdef89ab //FMC_OBKEY = UNLOCK_KEY1;
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x4002200C 0x00000034  //  fmc_flag_clear(FMC_FLAG_PGERR | FMC_FLAG_WPERR | FMC_FLAG_END);
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022010 0x0220     // OBER   
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022010 0x0260     //STAR   
mem32 0x40022000 0x10
w4 0x40022010 0x0270     //OBPG
mem32 0x40022000 0x10
w2 0x1ffff800 0x5aa5        // close read protection
w4 0x40022010 0x80
mem 0x1fffF800 0x10      //
r
Sleep 10
usb
mem 0x1fffF800 0x10         
mem32 0x8000000 0x10         
// 关闭 Jlink 连接并退出
qc

将上述代码保存为 .jlink, 文件名称自定义。

辅助脚本代码

将输出重定向,输出 log,这里的 log 名称为上述“核心代码”的第一行名称,可以不提前创建;

set PATH=%PATH%;..\ ;..\
JLink.exe  -autoconnect 1 -device cortex-m4  -if swd -speed 1000 -commandfile <FileName>.jlink >yourLog.log

上述代码保存为 BAT 脚本。

将脚本文件、jlink 命令行文件放置于 jlink 安装文件夹下:

双击脚本执行命令,执行过后 MCU 固件已经清除。

执行结果
  • 查看日志记录:
  • SEGGER J-Link Commander V7.52d (Compiled Aug 17 2021 17:16:21)
    DLL version V7.52d, compiled Aug 17 2021 17:15:01




    J-Link Command File read successfully.
    Processing script file...


    J-Link connection not established yet but required for command.
    Connecting to J-Link via USB...O.K.
    Firmware: J-Link V9 compiled May  7 2021 16:26:12
    Hardware version: V9.20
    S/N: 86802686
    License(s): GDB, RDI, FlashBP, FlashDL, JFlash
    VTref=3.272V


    Disconnecting from J-Link...O.K.
    Connecting to J-Link via USB...O.K.
    Firmware: J-Link V9 compiled May  7 2021 16:26:12
    Hardware version: V9.20
    S/N: 86802686
    License(s): GDB, RDI, FlashBP, FlashDL, JFlash
    VTref=3.272V


    Selecting SWD as current target interface.


    Selecting 100 kHz as target interface speed


    Target connection not established yet but required for command.
    Device "CORTEX-M4" selected.




    Connecting to target via SWD
    Found SW-DP with ID 0x2BA01477
    DPIDR: 0x2BA01477
    Scanning AP map to find all available APs
    AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
    AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x24770011)
    Iterating through AP map to find AHB-AP to use
    AP[0]: Core found
    AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
    CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
    Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
    FPUnit: 6 code (BP) slots and 2 literal slots
    CoreSight components:
    ROMTbl[0] @ E00FF000
    ROMTbl[0][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
    ROMTbl[0][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 003BB002 DWT
    ROMTbl[0][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 002BB003 FPB
    ROMTbl[0][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 003BB001 ITM
    ROMTbl[0][4]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A1 TPIU
    ROMTbl[0][5]: E0041000, CID: 00000000, PID: 00000000 ???
    Cortex-M4 identified.
    Reset delay: 0 ms
    Reset type NORMAL: Resets core & peripherals via SYSRESETREQ & VECTRESET bit.
    Reset: Halt core after reset via DEMCR.VC_CORERESET.
    Reset: Reset device via AIRCR.SYSRESETREQ.


    Sleep(10)


    Disconnecting from J-Link...O.K.
    Disconnecting from J-Link...O.K.
    Connecting to J-Link via USB...O.K.
    Firmware: J-Link V9 compiled May  7 2021 16:26:12
    Hardware version: V9.20
    S/N: 86802686
    License(s): GDB, RDI, FlashBP, FlashDL, JFlash
    VTref=3.272V
    Device "CORTEX-M4" selected.




    Connecting to target via SWD
    Found SW-DP with ID 0x2BA01477
    DPIDR: 0x2BA01477
    Scanning AP map to find all available APs
    AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
    AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x24770011)
    Iterating through AP map to find AHB-AP to use
    AP[0]: Core found
    AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
    CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
    Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
    FPUnit: 6 code (BP) slots and 2 literal slots
    CoreSight components:
    ROMTbl[0] @ E00FF000
    ROMTbl[0][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
    ROMTbl[0][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 003BB002 DWT
    ROMTbl[0][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 002BB003 FPB
    ROMTbl[0][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 003BB001 ITM
    ROMTbl[0][4]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A1 TPIU
    ROMTbl[0][5]: E0041000, CID: 00000000, PID: 00000000 ???
    Cortex-M4 identified.


    1FFFF800 = BB 44 FF FF FF FF FF FF  FF FF FF FF FF FF FF FF  .D..............


    Writing 45670123 -> 40022004


    Writing CDEF89AB -> 40022004


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000000 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 45670123 -> 40022008


    Writing CDEF89AB -> 40022008


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000200 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 45670123 -> 40022004


    Writing CDEF89AB -> 40022004


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000200 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 45670123 -> 40022008


    Writing CDEF89AB -> 40022008


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000200 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 00000034 -> 4002200C


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000200 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 00000220 -> 40022010


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000000
    40022010 = 00000220 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 00000260 -> 40022010


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000001
    40022010 = 00000260 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 00000270 -> 40022010


    40022000 = 00000030 00000000 00000000 00000021
    40022010 = 00000270 00000000 00000000 03FFFFFE
    40022020 = FFFFFFFF 00000000 00000000 00000000
    40022030 = 00000000 00000000 00000000 00000000


    Writing 5AA5 -> 1FFFF800


    Writing 00000080 -> 40022010
    Failed to write memory


    Could not read memory.


    Reset delay: 0 ms
    Reset type NORMAL: Resets core & peripherals via SYSRESETREQ & VECTRESET bit.
    Reset: Halt core after reset via DEMCR.VC_CORERESET.
    Reset: Reset device via AIRCR.SYSRESETREQ.
    Reset: SYSRESETREQ has confused core.
    Found SW-DP with ID 0x2BA01477
    DPIDR: 0x2BA01477
    AP map detection skipped. Manually configured AP map found.
    AP[0]: AHB-AP (IDR: Not set)
    AP[0]: Core found
    AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
    CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
    Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
    Reset: Using fallback: VECTRESET.
    Reset: Halt core after reset via DEMCR.VC_CORERESET.
    Reset: Reset device via AIRCR.VECTRESET.


    Sleep(10)


    Disconnecting from J-Link...O.K.
    Disconnecting from J-Link...O.K.
    Connecting to J-Link via USB...O.K.
    Firmware: J-Link V9 compiled May  7 2021 16:26:12
    Hardware version: V9.20
    S/N: 86802686
    License(s): GDB, RDI, FlashBP, FlashDL, JFlash
    VTref=3.270V
    Device "CORTEX-M4" selected.




    Connecting to target via SWD
    Found SW-DP with ID 0x2BA01477
    DPIDR: 0x2BA01477
    Scanning AP map to find all available APs
    AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
    AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x24770011)
    Iterating through AP map to find AHB-AP to use
    AP[0]: Core found
    AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
    CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
    Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
    FPUnit: 6 code (BP) slots and 2 literal slots
    CoreSight components:
    ROMTbl[0] @ E00FF000
    ROMTbl[0][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
    ROMTbl[0][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 003BB002 DWT
    ROMTbl[0][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 002BB003 FPB
    ROMTbl[0][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 003BB001 ITM
    ROMTbl[0][4]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A1 TPIU
    ROMTbl[0][5]: E0041000, CID: 00000000, PID: 00000000 ???
    Cortex-M4 identified.


    1FFFF800 = A5 5A FF FF FF FF FF FF  FF FF FF FF FF FF FF FF  .Z..............


    Could not read memory.




    Script processing completed.
    2.反读 MCU 固件

此时重新上电,(不上电可能 jflash 还是会无法连接,固件擦除后 MCU 需要更新功能),使用 jflash 反读:


此时已经清除固件。

总结

这个功能虽然只是调用固件库中的函数,进行一系列的寄存器配置,但是涉及到的知识点还是比较多的。包括 MCU 上电顺序,读保护编程后生效条件,调试工具的使用等等, 整个功能做下来还是收获很多的。


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评论回复
沙发
caigang13| | 2022-12-2 07:52 | 只看该作者
学到了,之前有位坛友就是不知道怎么弄。

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板凳
OKAKAKO| | 2022-12-2 16:53 | 只看该作者
您好!楼主,过程中需要尤其注意的细节是哪些?会不会成坏的呀

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