作者：華清遠(yuǎn)見講師

Bootloader：

簡單地說，Bootloader 就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核做好準(zhǔn)備。

所以Bootloader執(zhí)行時(shí)要加載Linux內(nèi)核，內(nèi)核掛載根文件系統(tǒng)rootfs。一般在嵌入式Linux系統(tǒng)中，F(xiàn)lash設(shè)備中需要包含以上幾部分，如下圖：

常見的Bootloader：

u-boot，blob

Bootloader啟動(dòng)：

第一階段(iRAM，8KB)：

1. 關(guān)中斷(FIQ和IRQ)，關(guān)D-Cache(I-Cache可以打開)，設(shè)置SVC模式，關(guān)MMU(內(nèi)存管理單元)，關(guān)Watchdog

2. 配置串口

3. 配置系統(tǒng)時(shí)鐘

4. 初始化SDRAM(設(shè)置棧指針寄存器sp)，以上都用匯編語言實(shí)現(xiàn)

5. C語言實(shí)現(xiàn)初始化NAND(eMMC，UFS)

6. 將bootloader拷貝到內(nèi)存，并跳到SDRAM繼續(xù)執(zhí)行。

第二階段(SDRAM)：

7. 初始化網(wǎng)卡

8. 將內(nèi)核(zImage/uImage)和設(shè)備樹(Device Tree Blob)拷貝到SDRAM，準(zhǔn)備啟動(dòng)參數(shù)(bootargs)，跳到內(nèi)核地址運(yùn)行。

u-boot常用命令：

U-Boot，全稱 Universal Boot Loader，是遵循GPL條款的開放源碼項(xiàng)目。

1.幫助命令help。

運(yùn)行help 命令可以看到U-Boot 中所有命令的作用，如果要查看某個(gè)命令的使用方法，

運(yùn)行“help 命令名”，比如“help bootm”。

可以使用“?”來代替“help”，比如直接輸入“?”、“? bootm”。

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2.下載命令。

U-Boot 支持串口下載、網(wǎng)絡(luò)下載，相關(guān)命令有：loadb、loads、loadx、loady 和tftpboot。

前幾個(gè)串口下載命令使用方法相似，以loadx 命令為例，它的用法為“l(fā)oadx [ off ][ baud ]”?！癧]”表示里面的參數(shù)可以省略，off 表示文件下載后存放的內(nèi)存地址，baud 表示使用的波特率。如果baud 參數(shù)省略，則使用當(dāng)前的波特率;如果off 參數(shù)省略，存放的地址為配置文件中定義的宏CFG_LOAD_ADDR。

tftpboot 命令使用TFTP 協(xié)議從服務(wù)器下載文件，服務(wù)器的IP 地址為環(huán)境變量serverip。

用法為“tftpboot [loadAddress] [bootfilename]”，loadAddress 表示文件下載后存放的內(nèi)存地址，bootfilename 表示要下載的文件的名稱。如果loadAddress 省略，存放的地址為配置文件中定義的宏CFG_LOAD_ADDR;如果bootfilename 省略，則使用開發(fā)板的IP 地址構(gòu)造一個(gè)文件名，比如開發(fā)板IP 為192.168.1.17，則默認(rèn)的文件名為C0A80711.img。

nfs 命令使用NFS 協(xié)議下載文件，用法為“nfs [loadAddress] [host ip addr:bootfilename]”。

“l(fā)oadAddress、bootfilename”的意義與tftpboot 命令一樣，“host ip addr”表示服務(wù)器的IP 地址，默認(rèn)為環(huán)境變量serverip。下載文件成功后，U-Boot 會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建或更新環(huán)境變量filesize，它表示下載的文件的長度，可以在后續(xù)命令中使用“$(filesize)”來引用它。

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3.內(nèi)存操作命令。

常用的命令有：查看內(nèi)存命令md、修改內(nèi)存命令md、填充內(nèi)存命令mw、復(fù)制命令cp。這些命令都可以帶上后綴“.b”、“.w”或“.l”，表示以字節(jié)、字(2 個(gè)字節(jié))、雙字(4 個(gè)字節(jié))為單位進(jìn)行操作。比如“cp.l 30000000 31000000 2”將從開始地址0x30000000 處，復(fù)制2 個(gè)雙字到開始地址為0x31000000 的地方。

md 命令用法為“md[.b, .w, .l] address [count]”，表示以字節(jié)、字或雙字(默認(rèn)為雙字)為單位，顯示從地址address 開始的內(nèi)存數(shù)據(jù)，顯示的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為count。

mm 命令用法為“mm[.b, .w, .l] address”，表示以字節(jié)、字或雙字(默認(rèn)為雙字)為單位，從地址address 開始修改內(nèi)存數(shù)據(jù)。執(zhí)行mm 命令后，輸入新數(shù)據(jù)后回車，地址會(huì)自動(dòng)增加，按“Ctrl+C”鍵退出。

mw 命令用法為“mw[.b, .w, .l] address value [count]”，表示以字節(jié)、字或雙字(默認(rèn)為雙字)為單位，往開始地址為address 的內(nèi)存中填充count 個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)值為value。

cp 命令用法為“cp[.b, .w, .l] source target count”，表示以字節(jié)、字或雙字(默認(rèn)為雙字)

為單位，從源地址source 的內(nèi)存復(fù)制count 個(gè)數(shù)據(jù)到目的地址的內(nèi)存。

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4. 啟動(dòng)命令。

不帶參數(shù)的“boot”、“bootm”命令都是執(zhí)行環(huán)境變量bootcmd 所指定的命令。

“bootm [addr [arg…]]”命令啟動(dòng)存放在地址addr 處的U-Boot 格式的映象文件(使用U-Boot 目錄tools 下的mkimage 工具制作得到)，[arg…]表示參數(shù)。如果addr 參數(shù)省略，映象文件所在地址為配置文件中定義的宏CFG_LOAD_ADDR。

“go addr [arg…]”與bootm 命令類似，啟動(dòng)存放在地址addr 處的二進(jìn)制文件，[arg...]表示參數(shù)。

“nboot [[[loadAddr] dev] offset]”命令將NAND Flash 設(shè)備dev 上偏移地址off 處的映象文件復(fù)制到內(nèi)存loadAddr 處，然后，如果環(huán)境變量autostart 的值為“yes”，就啟動(dòng)這個(gè)映象。如果loadAddr 參數(shù)省略，存放地址為配置文件中定義的宏CFG_LOAD_ADDR;如果dev 參數(shù)省略，則它的取值為環(huán)境變量bootdevice 的值;如果offset 參數(shù)省略，則默認(rèn)為0

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5. 環(huán)境變量命令。

“printenv”命令打印全部環(huán)境變量，“printenv name1 name2?”打印名字為name1、name2、?的環(huán)境變量。

“setenv name value”設(shè)置名字為name 的環(huán)境變量的值為value。

“setenv name”刪除名字為name 的環(huán)境變量。

上面的設(shè)置、刪除操作只是在內(nèi)存中進(jìn)行，“saveenv”將更改后的所有環(huán)境變量寫入Flash中。

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6. 從SD卡燒寫

sdfuse，將FAT分區(qū)SD卡中鏡像文件燒寫到啟動(dòng)設(shè)備

sdfuse flashall，燒寫全部分區(qū)，包括bootloader、kernel、ramdisk、Recovery、system、userdata、cache和fat.

sdfuse flash [ ] 燒寫制定分區(qū)

sdfuse erase 擦除制定分區(qū)