[uboot]uboot如何引导系统

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

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如6410的bootcmd和bootargs默认存在于uboot1.1.6/include/configs/smdk6410.h

the older version's of u-boot used boot.scr to set boot parameter

setenv bootargs 'console=ttyS2,115200n8 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext3 rootwait omapfb.mode=dvi:1280x1024MR-32 at 60 vram=12M' setenv bootcmd 'mmc init; fatload mmc 0 80000000 uImage; bootm 80000000'

boot

Newer version's of u-boot now look for a uEnv.txt file to set boot parameter

mpurate=
dvimode=800x600MR-@
vram=4MB
bootargs "console=ttyS2,115200n8 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait ro
vram=${vram} omapfb.mode=dvi:${dvimode} omapfb.vram=:2M,:2M mem=208M@0x80000000"
boot 

By default, the frame buffer is only allocated for /dev/fb0. Option vram should be specified in u-boot bootargs variable to allocate frame buffer for /dev/fb1. For example:   vram=8M omapfb.vram=4M,4M

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1.bootcmd和bootargs

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:

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。

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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

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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 ;
  setenv bootpart :;
  run mmcboot;
  run nandboot;

下面就分别从bootcmd内容说起：

2.1.findfdt

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

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

2.2.mmcboot

"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

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=

2.2.1.loadbootenv

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。

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

2.2.2.importbootenv

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。

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

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。

2.2.3.loadimage

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。

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

2.2.4.mmcloados

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;

2.2.5.mmcargs

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。

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

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。

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

3.总结如下

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。

• uboot命令方式

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

• uEnv.txt方式

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   --   Partition Type: DOS
Part    Start Sector    Num Sectors     UUID            Type
                             29942d7e-     0c Boot
                         29942d7e-     

显示当前设备的分区信息：

U-Boot# ls mmc 0:1
      mlo
      u-boot.img
         uenv.txt
 file(s),  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“/”。

附录：printenv内容

OpenJTAG> printenv
bootcmd=nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; bootm 0x30007FC0
bootdelay=
baudrate=
ethaddr=::3e::0a:5b
netmask=255.255.255.0
mtdids=nand0=nandflash0
mtdparts=mtdparts=nandflash0:256k@(bootloader),128k(params),2m(kernel),-(root)
ipaddr=192.168.1.66 //开发板ip地址

bootargs=root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.88:/home/book/Videos/rootfs/ ip=192.168.1.66 console=ttySAC0 mem=64M     //uboot中nfs文件系统参数192.168.1.88ubuntu系统ip地址
serverip=192.168.1.100 //xp中的ip地址

stdin=serial
stdout=serial
stderr=serial
partition=nand0,
mtddevnum=
mtddevname=bootloader