背景

基本上,本文转载自:《ARM板移植Linux系统启动(五)Uboot命令行》

上次说到uboot的启动方式,最后会使用autoboot(自主模式)尝试引导kernel,如果失败或者被手动取消,则进入uboot的命令行(下载模式)。

最新的uboot命令行已经发展得比较完善,很大程度上接近shell,包含了各种基本的驱动和完整的工具。这些工具的源码大多在u-boot/cmd下,查看Makefile可以看到,根据不同的配置编译出很多命令,你也可以通过搜索字符串U_BOOT_CMD(来查找这些命令的命名。这些命令的列表可以通过命令行输入help来查看,大致分成几个大类。

Boot

以boot开头的命令,围绕引导kernel的启动过程,有boot, bootm, bootz, bootefi, bootp等等。这其中boot和bootd只是重复调用了autoboot的过程,适用于手动设置参数后启动的情况;其他的boot命令,则适用于不同kernel镜像数据来源。

bootm, bootz, booti

这几个都是从内存中的某个地址获得kernel image。bootz是启动zImage,而bootm和booti是启动uImage,其中booti专门用来启动ARM64的kernel image。

它们的基本语法是:bootX ,这里的address都是指内存的物理地址,需要提前把image和file加载到内存中,其中根文件系统的地址可以省略(包含在kernel image中),用-来代替。

在常规的启动引导过程中,uboot的各种启动方式实际上最后都是调用bootz的,但之前会设置很多环境变量作为启动的参数。在调试过程中,我们也同样可以手动设置好参数,直接用bootX系列来启动系统。

bootefi, bootp, nboot

这三个命令用于不同来源的kernel image,一个来自efi分区中的启动image,一个来自于网络,一个来自nand flash。它们只是比bootz多了一步加载行为,即将kernel image从某个设备拷贝到内存中,本质上是一样的。类似的命令还有tftpboot, usbboot, dhcp, nfs, rarpboot等。 其他boot系的命令也是大同小异,通过help能够看到对应的说明,需要自己根据情况选择使用。

Env

uboot的环境变量跟shell的很相似,是存放在内存中的一些字符串。一个完整的evn包括名字(name)和值(value),可以通过$XXXX来完成嵌套和调用。它们服务于最后的boot行为,用来定义启动过程中的各种顺序、参数、路径、IP地址等等,你可以通过printenv来查看当前所有的环境变量。

askenv :查询某个变量的值

editenv :修改某个变量的值,一般用于比较value比较长的情况

saveenv:将所有环境变量保存在存储装置中。这个装置可以是nand flash, nor flash, 或者EEPROM,由uboot的源码来定义存储的位置和地址等信息:

if defined(CONFIG_ENV_IS_IN_NAND)
#define CONFIG_ENV_OFFSET 0x001c0000
#define CONFIG_ENV_OFFSET_REDUND 0x001e0000
#define CONFIG_SYS_ENV_SECT_SIZE CONFIG_SYS_NAND_BLOCK_SIZE
#elif !defined(CONFIG_ENV_IS_NOWHERE)
/* Not NAND, SPI, NOR or eMMC env, so put ENV in a file on FAT */
#define CONFIG_ENV_IS_IN_FAT
#define FAT_ENV_INTERFACE "mmc"
#define FAT_ENV_DEVICE_AND_PART "0:1"
#define FAT_ENV_FILE "uboot.env"
#endif/
define CONFIG_ENV_SIZE (128 << 10)

setenv <name> <value> :修改某个变量的值,如果value为空则表示删除这个变量

常用的环境变量

在调试中,特别是网络调试中,环境变量的设置很重要。一般的网络操作包括ping, boot等等都需要事先设定好正确的环境变量。这里列举几个常用的:

baudrate,串口控制台的波特率

netmask,网络掩码

ethaddr,MAC地址

serverip & ipaddr,TFTP服务器端的IP地址以及本地的IP地址

bootfile,默认的启动文件名,在网络启动模式中也是默认的下载文件名

bootargs,传递给Linux内核的启动参数

fdtfile & fdtaddr,dts文件默认文件名以及load的内存地址

外部设备

uboot自带很多外设的驱动,包括USB,MMC,Nand,Nor,GPIO,SPI,MII,I2C……具体的使用帮助可以通过help 来查看。例如USB,在插入U盘的情况下,使用usb start便能看到有partition被检测到,接下来可以通过文件系统的支持来读取和查看U盘上的文件和目录。

文件系统

我使用的这个uboot version为2017.03版本,其中已经包含了对fat, ext(2,3,4), cramfs, cbfs, jffs2, ubifs, yaffs2,zfs, reiserfs等相当多的文件系统支持。这其中用得最多的应该是fat和extX了。

以fat为例,几个最重要的命令如下:

fatinfo :显示某个设备或分区的信息,如fatinfo mmc 0

fatload [bytes]:将某个文件前X byte加载到指定的内存地址中,最后一个参数为空时加载整个文件,如fatload usb 0:1 zImage 0x80000000会把U盘上的zImage拷贝到内存的0x80000000处

fatls [directory] :读取并打印目录中的文件列表,如fatls mmc 1:1会打印mmc1 partition1的根目录文件列表

fatwrite [bytes]:将指定内存开始的X byte保存为文件,如fatwrite mmc 0:1 0x80000000 img 0x1000会将内存0x80000000起始的4K数据保存在emmc0的第一个分区

其他几个不同的文件系统的工具可照葫芦画瓢。

文件系统的支持不但意味着在uboot命令行我们可以手动进行文件的读写,还意味着在启动阶段,uboot可以从支持的文件系统分区中读取相应的数据,也就是说,从一个ext4的partition找到zImage并启动是可行的。这给我们配置启动参数以更大的灵活性和可定制性,从TF等设备启动系统也是基于这样的支持。

获取数据和处理

uboot关于数据的处理都是基于物理地址的,除了source和destination的地址,还有一种长度参数length,表示按照字节、字、长来处理内存数据。其中.b以字节为单位;.w以字为单位;.l以长字为单位。注意tool\中间不能有空格,例如需要直接输入cmp.b XXX XXX XXX

cmp <len> <addr1> <addr2> <count> :比较addr1和add2的长度为count的(基于length计算)数据

cp <len> <src> <dst> <count> :把count个数据从src复制到dst

mw <len> <addr> <vaule> [count]:把addr开始的count个数据设为vaule

md <len> addr count:读取并显示addr开始的数据内容

crc32 addr count res:使用crc32校验addr开始的长度为count的数据,将结果存放在地址res中

从串口获取和发送数据

在调试中经常需要从串口传输少量数据,虽然用起来比较麻烦,但有时也是必须的。跟串口传输相关的几个tool有:

loadb - load binary file over serial line (kermit mode)
loads - load S-Record file over serial line
loadx - load binary file over serial line (xmodem mode)
loady - load binary file over serial line (ymodem mode)

它们除了传输协议不同,别的都是一样的。一般的调用格式为:loadX <addr> <baudrate>,波特率一般都是115200,addr则是数据加载到的目的内存地址,默认为kernel加载地址,定义在

include/configs/ti_armv7_common.h:#define CONFIG_SYS_LOAD_ADDR 0x82000000

这几个工具的使用,因为是全命令行的,步骤比较多,但网上教程也很多,需要自查即可。

其他命令

其他还有一些普通命令,大多跟shell很像,比如ping, echo, unzip等等。不太常用,也很简单,就不啰嗦了,需要的可以自己用help看看用法。

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