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[uboot]uboot如何引导系统

  转自:http://bbs.elecfans.com/jishu_455028_1_1.html

 

通过串口连接BeagleBone Black,参见http://elinux.org/Beagleboard:Terminal_Shells
启动到U-Boot的时候,会看到

Hit any key to stop autoboot:0

 

按下任意键则放弃自动引导,从而进入了U-Boot的命令行, 在这里你可以手动进行接下来系统的引导。

下面来了解U-Boot是如何引导系统的。


在U-Boot的官网手册中看到了2个关键的环境变量和1个命令。
bootcmd: This variable defines a command string that is automatically executed 
         when the initial countdown is not interrupted.
         This command is only executed when the variable bootdelay is also defined!
bootargs: The contents of this variable are passed to the Linux kernel as boot 
          arguments (aka "command line"). 

run    - run commands in an environment variable


bootcmd中的命令就是出现“Hit any key to stop autoboot”提示后,不按任意键,会自动运行的命令
bootargs是传递给Linux内核的参数。
run是运行环境变量中的命令,bootcmd中包含run命令。

所以分析引导过程要从bootcmd开始。
在U-Boot的命令行中输入printenv可显示所有的环境变量,我已经把相关的粘贴到了下面。
为方便阅读我添加了换行。

bootcmd=
  run findfdt;
  run mmcboot;
  setenv mmcdev 1;
  setenv bootpart 1:2;
  run mmcboot;
  run nandboot;
findfdt=
  if test $board_name = A335BONE;
  then
    setenv fdtfile am335x-bone.dtb;
  fi;
  if test $board_name = A335BNLT;
  then
    setenv fdtfile am335x-boneblack.dtb;
  fi;
  if test $board_name = A33515BB;
  then
    setenv fdtfile am335x-evm.dtb;
  fi;
  if test $board_name = A335X_SK;
  then
    setenv fdtfile am335x-evmsk.dtb;
  fi;
  if test $fdtfile = undefined;
  then
    echo WARNING: Could not determine device tree to use;
  fi;
board_name=A335BNLT

首先是运行findfdt中的命令,目的是通过board_name来设置fdtfile,结果是fdtfile的值为am335x-boneblack.dtb。


mmcboot=
  mmc dev ${mmcdev};
  if mmc rescan;
  then
    echo SD/MMC found on device ${mmcdev};
    if run loadbootenv;
    then
      echo Loaded environment from ${bootenv};
      run importbootenv;
    fi;
    if test -n $uenvcmd;
    then
      echo Running uenvcmd ...;
      run uenvcmd;
    fi;
    if run loadimage;
    then
      run mmcloados;
    fi;
  fi;
mmcdev=0

 

"mmc dev 0"是将设备切换到0,通常有2个设备一个是SD卡,一个是eMMC。


loadbootenv=load mmc ${mmcdev} ${loadaddr} ${bootenv}
loadaddr=0x80200000
bootenv=uEnv.txt

 

这应该是从设备0的第1个分区装载uEnv.txt到地址0x80200000。
当默认的环境变量不符合要求时,可以用uEnv.txt设置新的环境变量。没有它也可以,先不用管,后面说。


importbootenv=echo Importing environment from mmc ...; env import -t $loadaddr $filesize

 

这是把uEnv.txt中的环境变量导入到U-Boot的环境变量中。“filesize”没有指定。


loadimage=load mmc ${bootpart} ${loadaddr} ${bootdir}/${bootfile}
bootpart=0:2
bootdir=/boot
bootfile=zImage

 

由于我没有“uenvcmd”这个环境变量,所以那个条件语句中的内容没有执行。我记着Arch Linux好像用了那个,那个变量应该在uEnv.txt中。
于是直接到了loadimage,这里和载入uEnv.txt是相似的,“0:2”的意思是设备0的第2个分区,而载入uEnv.txt时没有指定分区,就默认第1分区了。
loadimage目的是将Linux内核载入内存。


mmcloados=
    run mmcargs;
    if test ${boot_fdt} = yes || test ${boot_fdt} = try;
    then
        if run loadfdt;
        then
            bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr};
        else
            if test ${boot_fdt} = try;
            then
                bootz;
            else
                echo WARN: Cannot load the DT;
            fi;
        fi;
    else
        bootz;
    fi;

 

mmcargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${mmcroot} rootfstype=${mmcrootfstype}
console=ttyO0,115200n8
mmcroot=/dev/mmcblk0p2 ro
mmcrootfstype=ext4 rootwait

这个就是设置bootargs这一个环境变量而已,用于向内核传递参数


boot_fdt=try
loadfdt=load mmc ${bootpart} ${fdtaddr} ${bootdir}/${fdtfile}
fdtaddr=0x80F80000

之前载入了Linux内核,这里载入了设备树文件。
最后通过bootz后接2个地址就启动了系统。



总结如下

mmc dev 0;
load mmc 0:2 0x80200000 /boot/zImage
setenv bootargs concole=ttyO0,115200n8 root=mmcroot=/dev/mmcblk0p2 ro rootfstype=ext4 rootwait
load mmc 0:2 0x80F80000 /boot/am335x-boneblack.dtb
bootz 0x80200000 - 0x80F80000

这是默认环境变量的行为。而我们的系统可能与其不同。这就要修改环境变量。
我知道有2种方式,一种是在U-Boot的命令行中通过命令修改,另一种就是通过uEnv.txt了
这里介绍uEnv.txt的方式。先列出我uEnv.txt的内容,不用详细看,看我下面的说明。

bootfile=uImage
loadfdt=load mmc ${bootpart} ${fdtaddr} ${bootdir}/dts/${fdtfile}
mmcloados=run mmcargs; if test ${boot_fdt} = yes || test ${boot_fdt} =
try; then if run loadfdt; then bootm ${loadaddr} - ${fdtaddr}; else if
test ${boot_fdt} = try; then bootz; else echo WARN: Cannot load the DT;
fi; fi; else bootz; fi;
mmcroot=/dev/mmcblk0p2 rw
mmcargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${mmcroot} rootfstype=${mmcrootfstype} init=/usr/lib/systemd/systemd

一共6行,最后一行空白。
bootfile修改了内核名字,
loadfdt中只是在目录中加了“dts/”,
mmcloados主要是把bootz改成bootm。
mmcroot把只读改成了读写。
mmcargs只是在后面指定了init为systemd,也有其他方法,如init为指向systemd的软链接。

这里是从设备0启动系统,怎样知道自己的系统位于哪个设备呢,也许有某种约定,比如如果有SD卡,那么SD卡是0。
我不知道的话,可以在U-Boot的命令行中通过命令判断。如,

U-Boot# mmc list
OMAP SD/MMC: 0
OMAP SD/MMC: 1

 

列出mmc设备

U-Boot# mmc dev
mmc0 is current device

显示当前是那个设备

U-Boot# mmc part
Partition Map for MMC device 0  --   Partition Type: DOS
Part    Start Sector    Num Sectors     UUID            Type
  1     2048            131072          29942d7e-01     0c Boot
  2     133120          15390720        29942d7e-02     83

显示当前设备的分区信息

U-Boot# ls mmc 0:1
   100688   mlo
   308232   u-boot.img
      510   uenv.txt
3 file(s), 0 dir(s)

列出设备0第1个分区“/”目录的文件,我没有指定,默认为“/”。

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