总结uboot的重要概念，不知道的看过来

        本篇内容不讲解下uboot的源码，只总结面试中uboot被高频问到的重要知识点。嵌入式新人看了可以对uboot有个深刻了解应付面试没问题，老手看了可以复习查漏补缺。

1、PC机的启动过程

PC上电后先执行BIOS程序（实际上PC的BIOS就是NorFlash），BIOS程序负责初始化DDR内存，负责初始化硬盘，然后从硬盘上将OS镜像读取到DDR中，然后跳转到DDR中去执行OS直到启动（OS启动后BIOS就无用了）

2、嵌入式linux系统启动过程

　嵌入式系统上电后先执行uboot、然后uboot负责初始化DDR，初始化Flash，然后将OS从Flash中读取到DDR中，然后启动OS（OS启动后uboot就无用了）

3、uboot是什么，uboot的作用

uboot 属于bootloader的一种，uboot是个庞大的单线程裸机程序，有两个作用一个是初始化硬件内存，flash等，第二个是引导内核，从flash中读出内核，放到内存中，Uboot去启动内核

总结：嵌入式linux系统和PC机的启动过程几乎没有两样，只是BIOS成了uboot，硬盘成了Flash。

总结：uboot到底是干嘛的?

（1）uboot主要作用是用来启动操作系统内核。

（2）uboot还要负责部署整个计算机系统。

（3）uboot中还要初始化一些外设比如ddr, Flash, lcd，触摸屏等。

（4）uboot还得提供一个命令行界面供人来操作。

4、uboot的启动阶段（不同平台不一样）

我所接触过三个平台

MTK: boot rom -> preloader -> lk (可以理解是uboot) -> kernel

RK: bootrom -> spl(miniloader) -> uboot->trust (optee) -> kernel

NXP: bootrom -> bl2 -> ATF ->uboot->kernel

5、Uboot支持多种启动方式

项目中知道的有 SPI Flash/eMMC/SD/Hard Disk/U-Disk/net

启动方式的不同存放不同阶段的固件也就不同，以RK平台为例

a ) SPI Flash启动的话，(SPL and U-Boot and trust only) in SPI flash, 其他阶段像kernel 或者 rootfs阶段的固件就只能在其他地方存放了

b ) eMMC启动的话，所有启动阶段的固件都可以存放在eMMC里

c ) SD卡启动的话，所有启动阶段的固件都可以存放在SD卡里

d ）Hard Disk启动的话，除了SPL and U-Boot and trust 不能存放在Hard Disk里，其他阶段kernel，rootfs的固件是都可以存放在Hard Disk

e ) U-Disk启动的话，除了SPL and U-Boot and trust 不能存放在U-Disk里，其他阶段kernel，rootfs的固件是都可以存放在U-Disk

f ) net/tftp 除了SPL and U-Boot and trust 不能通过网络进行下载，其他阶段kernel，rootfs的固件是都可以通过net/tftp通过网络进行下载

6、掌握uboot使用的2个关键点：命令和环境变量

（1）uboot启动后大部分时间和工作都是在shell下完成的（譬如uboot要部署系统要在shell下输命令、要设置环境变量也得在命令行下，要启动内核也要在命令行底下敲命令）。

（2）命令就是uboot的shell中可以识别的各种命令。uboot中有几十个命令，其中有一些常用另一些不常用（我们还可以自己给uboot添加命令）。

（3）uboot的环境变量和操作系统的环境变量工作原理和方式几乎完全相同。uboot在设计时借助了操作系统的设计理念（命令行工作方式借鉴了linux终端命令行，环境变量借鉴了操作系统的环境变量，uboot的驱动管理几乎完全照抄了linux的驱动框架）。

环境变量值得注意的有两个：bootcmd和bootargs。

bootcmd：自动启动时执行的命令

uboot上电启动后会自动倒数bootdelay秒，如果没有人按下回车打断启动，则uboot会自动执行bootcmd启动命令来启动内核。

例如：bootcmd=boot_logo;nand read 1000000 3c0000 300000;bootm 1000000

意思是启动u-boot后，执行boot_logo显示logo信息，然后从nand flash中读内核映像到内存，然后启动内核。

bootargs：传递给内核的启动参数

这个参数也比较重要，如果没有设置对，内核很有可能启动不起来，报Not init found之类的日志。还有之前说的Uboot支持多种启动方式也是通过这个bootargs来区分到底是什么方式启动内核的。

下面介绍一下bootargs常用参数，bootargs的种类非常的多，而且随着kernel的发展会出现一些新的参数，使得设置会更加灵活多样。

A. root

用来指定rootfs的位置， 常见的情况有:

root=/dev/ram rw
root=/dev/ram0 rw

请注意上面的这两种设置情况是通用的。

root=/dev/mtdx rw
root=/dev/mtdblockx rw
root=/dev/mtdblock/x rw

上面的这几个在一定情况下是通用的，当然这要看你当前的系统是否支持，不过mtd是字符设备，而mtdblock是块设备，有时候你的挨个的试到底当前的系统支持上面那种情况下，不过root=/dev/mtdblockx rw比较通用。

root=/dev/nfs

在文件系统为基于nfs的文件系统的时候使用。当然指定root=/dev/nfs之后，还需要指定nfsroot=serverip:nfs_dir，即指明文件系统存在那个主机的那个目录下面。

B console

console=tty使用虚拟串口终端设备.

console=ttyS[,options]使用特定的串口，options可以是这样的形式bbbbpnx，这里bbbb是指串口的波特率，p是奇偶位（从来没有看过使用过），n是指的bits。

console=ttySAC[,options]同上面。

console=ttyS0,115200 

上面是使用特定的串口

C. mem

mem=xxM

指定内核使用内存的大小，不是必须的。

比如物理内存是1024M, mem=1000M，那么最后保留的24M不被内核使用。这种方法适用于没有DTS的Linux版本，kernle的参数通过cmdline传递过去。

对于有DTS的Linux版本，kernel的参数是通过设备树传入的，因此需要修改设备树的reserved-memory来保留预留内存，所以目前这个方法用的比较多

D. ramdisk_size

ramdisk=xxxxx不推荐
ramdisk_size=xxxxx推荐

上面这两个都可以告诉ramdisk驱动，创建的ramdisk的size，默认情况下是4m(s390默认8M)，你可以查看Documentation/ramdisk.txt找到相关的描述，不过ramdisk=xxxxx在新版的内核都已经没有提了，不推荐使用。

E. initrd, noinitrd

当你没有使用ramdisk启动系统的时候，你需要使用noinitrd这个参数，但是如果使用了的话，就需要指定initrd=r_addr,size, r_addr表示initrd在内存中的位置，size表示initrd的大小。

用bootz和booti （kernel_addr_r）（initrd） (fdt_addr_r)命令启动内核时，就要指定initrd内存地址，不然一般用-表示不用initrd内存地址

F. init

init指定的是内核启起来后，进入系统中运行的第一个脚本，一般init=/linuxr。/linuxrc指的是/目录下面的linuxrc脚本，一般是一个连接罢了

G. mtdparts

mtdparts=fc000000.nor_flash:1920k(linux),128k(fdt),20M(ramdisk),4M(jffs2),38272k(user),256k(env),384k(uboot)

要想这个参数起作用，内核中的mtd驱动必须要支持，即内核配置时需要选上Device Drivers ---> Memory Technology Device (MTD) support ---> Command line partition table parsing

mtdparts的格式如下：

mtdparts=[;
:= :[,]
:= [@offset][][ro]
:= unique id used in mapping driver/device
:= standard linux memsize OR "-" to denote all remaining space
:= (NAME)

因此你在使用的时候需要按照下面的格式来设置：
mtdparts=mtd-id:@(),@()
这里面有几个必须要注意的：
a. mtd-id 必须要跟你当前平台的flash的mtd-id一致，不然整个mtdparts会失效
b. size在设置的时候可以为实际的size(xxM,xxk,xx)，也可以为'-'这表示剩余的所有空间。
举例：
假设flash 的mtd-id是sa1100，那么你可以使用下面的方式来设置：
mtdparts=sa1100:- → 只有一个分区
mtdparts=sa1100:256k(ARMboot)ro,-(root) → 有两个分区
可以查看drivers/mtd/cmdlinepart.c中的注释找到相关描述。

说完常见的几种bootargs，那么我们来讨论平常我经常使用的几种组合：
1). 假设文件系统是ramdisk，且直接就在内存中，bootargs的设置应该如下：

setenv bootargs ‘initrd=0x32000000,0xa00000 root=/dev/ram0 console=ttySAC0 mem=64M init=/linuxrc’

2). 假设文件系统是ramdisk，且在flash中，bootargs的设置应该如下：

setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc’

注意这种情况下你应该要在bootm命令中指定ramdisk在flash中的地址，如bootm kernel_addr ramdisk_addr (fdt_addr)

3). 假设文件系统是jffs2类型的，且在flash中，bootargs的设置应该如下

setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw rootfstype=jffs2 init=/linuxrc’

4).假设文件系统是基于nfs的，bootargs的设置应该如下

setenv bootargs ‘noinitrd mem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.3:/nfs ip=192.168.0.5:192.168.0.3:192.168.0.3:255.255.255.0::eth0:off’
或者
setenv bootargs ‘noinitrd mem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.3:/nfs ip=192.168.0.5’

下面是指rootfs在EMMC第三分区里启动

setenv bootargs ‘console=ttyS0,115200 earlycon=uart8250,mmio,0x21c0500 root=/dev/mmcblk0p3 rw rootwait‘’

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