Uboot如何引导系统

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

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按下任意键则放弃了自动引导，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。但是我不会。

虽然不会，但是用于板子上的系统有自动引导，

我们可以分析自动引导，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

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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

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"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

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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

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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

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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的目的是将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;

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mmcargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${mmcroot} rootfstype=${mmcrootfstype}

console=ttyO0,115200n8

mmcroot=/dev/mmcblk0p2 ro

mmcrootfstype=ext4 rootwait

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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

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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

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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

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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

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列出mmc设备。

U-Boot# mmc dev

mmc0 is current device

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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

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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)

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列出设备0第1个分区“/”目录的文件，我没有指定，默认为“/”。