ARM linux开发之uboot

一、操作系统的启动过程

上电 ---> uboot ---> 加载linux内核 ---> 挂载根文件系统 ---> 执行应用程序

二、uboot

• 1.什么是uboot
  uboot其实就是一个通用的引导程序——bootloader。
  boot，完成硬件的初始化，启动硬件平台
  loader，初始化硬件后，加载操作系统。

U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。
1.启动加载模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式产品发布时，Bootloader必须工作在这种模式下，Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行，整个过程是自动的。
2.下载模式就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的FLASH中。用户可以利用Bootloader提供的一些命令接口来完成自己想要的操作。

• 2.uboot的作用
  1）第一阶段初始化，CPU的初始化，用汇编语言来编写，初始化cache、MMU、时钟、看门狗、DDR3、eMMC...
  2）第二阶段初始化，板级的初始化，一般来说用C语言来编写，初始化串口、网卡、usb、lcd...
  3）提供了很多工具，进入uboot命令行，使用uboot的命令
  4）加载操作系统

• 3.uboot使用

1）查看开发板的信息

GEC6818# bdinfo
arch_number = 0x000010EA//uboot针对具体硬件平台的ID，若跟linux内核ID不一致，不能启动内核（因为这里开发板使用的是linux系统）
boot_params = 0x40000100//uboot传递给内存启动参数的地址
DRAM bank   = 0x00000000//内存通道0
-> start    = 0x40000000//内存的地址
-> size     = 0x40000000//内存的大小为1GB
current eth = unknown//网卡的名字，没识别到网卡
ip_addr     = 192.168.1.165//网卡的IP地址
baudrate    = 115200 bps//串口波特率
TLB addr    = 0x7FFF0000
relocaddr   = 0x46000000//linux内核执行的地址
reloc off   = 0x00000000
irq_sp      = 0x7DF6DF00
sp start    = 0x43BFFE68

2）查看uboot的环境变量，只要是环境变量，都可以进行自定义

GEC6818# printenv
baudrate=115200
bootargs=lcd=at070tn92 tp=gslx680-linux root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4
bootcmd=ext4load mmc 2:1 0x48000000 uImage;bootm 0x48000000
bootdelay=3
bootfile=uImage
ethaddr=00:e2:1c:ba:e8:60
ethprime=RTL8211
fastboot=flash=mmc,2:GECuboot:2nd:0x200,0x78000;flash=mmc,2:2ndboot:2nd:0x200,0x4000;flash=mmc,2:bootloader:boot:0x8000,0x70000;flash=mmc,2:boot:ext4:0x00100000,0x0;
filesize=41ee8
gatewayip=192.168.1.1
ipaddr=192.168.1.165
netmask=255.255.255.0
qtcrc=-1489582083
serverip=192.168.1.164
stderr=serial
stdin=serial
stdout=serial

Environment size: 820/32764 bytes

关键的内容

• ①.bootargs，启动参数

bootargs=lcd=at070tn92 tp=gslx680-linux root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext4

root=/dev/mmcblk0p2，根文件系统在哪里，告诉内核去哪里挂载根文件系统。
mmcblk0p2
---->mmcblk0，emmc电子硬盘0
---->p2，partion2，emmc电子硬盘0的分区2
rw，该文件系统可读写。
rootfstype=ext4，该文件系统类型为ext4（ext2/ext3，fat32，ntfs）。

• ②.启动命令

bootcmd=ext4load mmc 2:1 0x48000000 uImage;bootm 0x48000000

以ext4文件系统去emmc第一个分区加载uImage linux内核镜像，加载到内存地址0x48000000；然后在该地址0x48000000启动linux内核。
这条命令告诉uboot启动完之后，要干什么动作，通过bootcmd命令进行了解。

• ③.修改启动延时时间

GEC6818# setenv bootdelay 5
GEC6818# saveenv
Saving Environment to MMC...
Writing to MMC(2)... done

• ④.修改本地ip地址

GEC6818# setenv ipaddr 192.168.2.188
GEC6818# setenv gatewayip 192.168.2.1
GEC6818# setenv netmask 255.255.255.0
GEC6818# saveenv
Saving Environment to MMC...
Writing to MMC(2)... done

注意：在裸机开发中用tftp下载裸机程序，网络必须要配置好，因为当前的uboot不支持串口下载文件。

• ⑤.验证配置的ip是否可用

GEC6818# ping <pc的ip地址>

注意：电脑不能主动ping开发板，因为uboot默认状态下是关闭了网卡。
ping成功:

GEC6818# ping 192.168.11.3
Speed: 100, full duplex
Using dwmac.c0060000 device
host 192.168.11.3 is alive

ping失败:

GEC6818# ping 192.168.11.3
ping failed; host 192.168.11.3 is not alive
GEC6818# ping 192.168.11.3

• ⑥.修改服务器ip

GEC6818# setenv serverip 192.168.2.150
GEC6818# saveenv
Saving Environment to MMC...
Writing to MMC(2)... done

• ⑦.删除环境变量，例如删除sap变量

#setenv sap 空格键
#saveenv

• ⑧.通过tftp下载文件到内存
  使用该命令的时候，要注意网络的配置，关闭电脑的防火墙！
  tftp <内存地址> <文件名>

GEC6818# tftp 0x40000000 led.bin
Speed: 100, full duplex
Using dwmac.c0060000 device
TFTP from server 192.168.11.3; our IP address is 192.168.11.6
Filename 'led.bin'.
Load address: 0x40000000
Loading: #
         261.7 KiB/s
done
Bytes transferred = 4572 (11dc hex)

• ⑨.执行某地址存在的二进制文件
  go <内存地址>

#go 0x40000000
## Starting application at 0x40000000 ...

由于裸机程序用到死循环，若想退出当前程序的执行，只能是复位或重新上电！

• ⑩.uboot模式下复位开发板

GEC6818# reset

• ⑩①.help，支持的命令

GEC6818# help
0       - do nothing, unsuccessfully
1       - do nothing, successfully
?       - alias for 'help'
base    - print or set address offset
bdinfo  - print Board Info structure
boot    - boot default, i.e., run 'bootcmd'
bootd   - boot default, i.e., run 'bootcmd'
bootm   - boot application image from memory
bootp   - boot image via network using BOOTP/TFTP protocol
cmd     - cmd [command] options...
cmp     - memory compare
cp      - memory copy
crc32   - checksum calculation
dhcp    - boot image via network using DHCP/TFTP protocol
drawbmp - darw bmpfile on address 'addr' to framebuffer 
env     - environment handling commands
exit    - exit script
ext4load- load binary file from a Ext4 filesystem
ext4ls  - list files in a directory (default /)
ext4write- create a file in the root directory
fastboot- fastboot- use USB Fastboot protocol
......