uboot 编译和配置

[TOC]

1. uboot配置

　　Linux 内核需要 U-Boot 来引导。U-Boot 是为嵌入式平台提供的开放源代码的引导程序,它提供串行口、以太网等多种下载方式,提供 NOR 和 NAND 闪存和环境变量管理等功能,支持网络协议栈、JFFS2/EXT2/FAT 文件系统,同时还支持多种设备驱动如 MMC/SD 卡、USB 设备、LCD 驱动等。

1.1. uboot编译

在进行此步骤前，请确保已经正确配置好交叉编译环境。 针对不同开发板的配置，uboot的编译配置也不相同，在发布的uboot中，编译配置由开发板型号[BOARD_NAME]，内核镜像格式[IMAGE_FMT]和启动方式[BOOT]组成，格式如下

[BOARD_NAME][IMAGE_FMT][BOOT]

具体配置在uboot/boards.cfg文件中，可以通过以下命令快速查看开发板支持的编译配置

$ cat boards.cfg | grep [BOARD_NAME]

根据以上方法，找到对应开发板的编译选项按照以下方式进行编译：

$ make distclean
$ make [BOARD_NAME]_[IMAGE_FMT]_[BOOT]

• 以halley5为例：

halley5_uImage_msc2 支持sd卡启动uImage的配置

halley5_uImage_sfc_nand　支持spi nand flash启动uImage的配置

$ make distclean
$ make halley5_uImage_sfc_nand

编译完成后会在当前目录下生成u-boot-with-spl.bin文件。即最终烧录所需的uboot文件。

2. uboot常用命令

打开调试串口，在uboot启动过程中，敲击任意按键，打断uboot引导镜像过程，进入uboot shell环境，uboot常用命令如下：

“help”命令:该命令查看所有命令,其中“help command”查看具体命令的格式。

“printenv”命令:该命令查看环境变量。

“setenv”命令:该命令设置环境变量。

“saveenv”命令:该命令保存环境变量。

“bootp”命令:该命令动态获取 IP。

“tftpboot”命令:该命令通过 TFTP 协议从网络下载文件运行。

“bootm”命令:该命令从 memory 运行 u-boot 映像。

“go”命令:该命令从 memory 运行应用程序。

“boot”命令:该命令运行 bootcmd 环境变量指定的命令。

“reset”命令:该命令复位 CPU。

“md”命令:显示内存数据。

“mw”命令:修改内存数据。

“cp”命令:内存拷贝命令。

sfc nor命令：

“sfcnor read” 从spi nor flash 中读取数据到内存。

“sfcnor write” 从内存中写数据到spi nor flash。

“sfcnor erase” spi nor flash擦出。

Sd卡命令：

“mmc read” 从sd卡中读取数据。

“mmc write” 写数据到sd卡。

3. uboot加载内核镜像

uboot支持从不同的介质加载内核镜像，主要包含以下几种:

• SPI Flash
• SD 卡
• 网络
• Fastboot

3.1. uboot通过spi flash加载内核镜像

1. 一种方法，可以在uboot运行的时候，进入uboot shell，修改bootcmd变量如下：

   # set bootcmd 'sfcnand read 0x100000 0x400000 0x80600000 ;bootm 0x80600000'
   # saveenv

2. 另一种方法，修改uboot源码，include/configs/[BOARD_NAME].h

   #define CONFIG_BOOTCOMMAND "sfcnand read 0x100000 0x400000 0x80600000 ;bootm 0x80600000"

注意需要编译支持spi nand flash启动的uboot。

3.2. uboot通过tftp加载内核镜像

1. PC服务器端环境配置

   $ sudo apt-get install tftpd-hpa
   $ sudo service tftpd-hpa start      #在 /var/lib/tftpboot下的文件都可以通过 TFTP协议下载，可以通过tftp客户端程序测试tftp服务器是否可以访问。
   $ sudo apt-get install tftp-hpa			#安装客户端程序
   $tftp 127.0.0.1
   tftp> get test.txt

2. 开发板端配置

   进入uboot环境，根据网络情况设置参数，将需要的uImage放入上述服务器文件夹下执行以下命令将uImage下载到内存0x80800000位置，并启动tftp服务，根据实际的ip情况，设置uboot各个环境变量如下：

   $set ipaddr 192.168.4.145
   $set serverip 192.168.4.146
   $tftp 0x80800000 uImage
   $bootm 0x80800000

3.3. uboot通过fastboot命令加载内核镜像

Fastboot是使用USB端口把uImage下载到内存并启动kernel命令，只用于调试kernel镜像不支持android fastboot 其他功能。

使用方法：

1. PC端使用以下命令安装fastboot应用程序

   $ sudo apt-get install android-tools-fastboot

2. 进入开发板调试串口，在uboot启动过程中，敲击任意按键，打断uboot引导镜像过程，进入uboot shell模式，输入#fastboot命令

   #fastboot

3. 在PC端存放kernel镜像文件（uImage）的路径下

   $ sudo fastboot boot uImage

4. 命令执行成功后，即可下载kernel镜像（uImage）到内存并启动kernel

4. uboot挂载文件系统

在进行开发时，可以将文件系统存放在不同的介质中，比如nfs网络文件系统，spi nor flash jffs2文件系统， SD卡 ext4文件系统等等。针对不同的文件系统，uboot需要向内核传递参数，即设置bootargs环境变量，在内核启动的时候，会根据参数去挂载相应的文件系统。

4.1. 挂载Jffs2文件系统

#set bootargs 'console=ttyS3,115200 mem=128M@0x0 ip=off init=/linuxrc rootfstype=jffs2 root=/dev/mtdblock2 rw '
#saveenv

4.2. 挂载ubi文件系统

#set bootargs 'console=ttyS3,115200 mem=128M@0x0 ip=off init=/linuxrc ubi.mtd=2 root=ubi0:rootfs ubi.mtd=3 rootfstype=ubifs rw'
#saveenv

4.3. 挂载ext4文件系统

#set bootargs 'console=ttyS3,115200 mem=128M@0x0 rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk0p7 rootdelay=3 rw'
#saveenv

4.4. 挂载网络文件系统

1. pc端配置

   挂载网络文件系统，需要在PC端安装NFS服务器，并且已经将其导出。以ubuntu为例，设置如下：

   安装nfs服务器：
   $ sudo apt-get install nfs-kernel-server
   
   导出/home/user/nfs_root文件夹
   $ sudo vi /etc/exports
   添加以下行：
       /home/user/nfs_root	*(rw,insecure,no_root_squash,no_subtree_check)
   
   启动nfs服务
   $ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
   

   测试nfs服

   mount 192.168.4.146:/home/user/nfs_root/ /mnt
   如果mnt下的文件和/home/user/nfs_root目录下文件一致说明nfs服务器安装成功

2. 开发板端配置 具体ip地址以实际开发环境为准。注意内核需要选中nfs网络文件系统支持，才可以通过网络挂载文件系统。

   #set bootargs 'console=ttyS3,115200 mem=128M@0x0 ip=192.168.4.145:192.168.4.1:192.168.4.1:255.255.255.0 nfsroot=192.168.4.146:/home/nfsroot/fpga/user/nfs_root rw'
   #saveenv

5. 设置内核打印级别loglevel

log打印共有8个级别，从0~7依次递增，0为最低级别，7为最高级别，相关描述文件在以下路径：kernel/Documentation/kernel-parameters.txt

在板级头文件定义中有如下的信息（以halley5开发板为例）：

板级文件路径：u-boot/include/configs/halley5.h

#define BOOTARGS_COMMON "console=ttyS3,115200 mem=128M@0x0 loglevel=7"