【uboot/kernel1】启动流程，环境变量，内存，initramfs

---

1.启动流程

# recipes-bsp/u-boot/u-boot-bird_2020.04.bb: 引用了u-boot-common.inc, 如下变量重新赋值
LICENSE = "GPLv2+"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://Licenses/gpl-2.0.txt;md5=b234ee4d69f5fce4486a80fdaf4a4263"
SRCBRANCH = "master"
UBOOT_SRC ?= "git:////${BSPDIR}/bird-imx-uboot;protocol=file"  # 指向本地fsl-release-yocto/bird-imx-uboot路径
SRC_URI = "${UBOOT_SRC};branch=${SRCBRANCH}"
SRCREV = "${AUTOREV}"  # 通过bird-imx-uboot下使用git log查看（commit id），也可这一行使用代码分支下的最新版本

最终会调用arch/arm/lib/crt0.S文件中的_main函数：调用board_init_f()调用nitcall_run_list（init_sequence_f），只要init_sequence_f所定义的其中一个函数（如display_options、display_text_info、print_cpuinfo、show_board_info等用于在U-Boot启动时输出一些启动信息至控制台）出错，U-Boot启动就会停止。

board_init_f中并没有初始化完所有的外设，还需要通过board_init_r（同样调用initcall_run_list执行初始化序列init_sequence_r）来完成，board_init_r函数的最后会调用run_main_loop函数（会进入一个main_loop死循环，在main_loop函数里会根据是否按下回车键进入uboot命令模式，还是在倒计时结束之后，通过执行环境变量bootcmd启动Linux内核。

U-Boot的环境变量是用来存常用的参数变量，U-Boot会使用这些参数变量进行配置。启动过程中将env从静态存储器中读出放到RAM中，之后在U-Boot下对env的操作（如printenv、editenv、setenv）都是对RAM中env的操作，只有在执行saveenv时才会将RAM中的env重新写入静态存储器（nand flash、nor flash、eeprom、mmc）。

2.环境变量

2.1 bootcmd

// mx6ullevk.h，将Linux内核从flash（sf命令）或网络（nfs，tftp）拷贝到DDR，一旦内核镜像和设备树文件加载完成，U-Boot启动内核并将bootargs传给内核。
#define CONFIG_BOOTCOMMAND  // 保存bootcmd的默认值// 如下从emmc中启动： 网络启动同理fatload mmc 1:1换成tftp
mmc dev 1  //切换到EMMC
fatload mmc 1:1（设备号：分区号） 0x80800000 zImage   //读取zImage到0x80800000处
fatload mmc 1:1 0x83000000 *dtb //读取设备树到0x83000000处
bootz 0x80800000 - 0x83000000   //启动Linux内核 // md.b 80000000 14 ： 0X80000000（内存地址）开始，20的十六进制0x14（uboot命令中的数字都是十六进制），.b表示20个字节，.w表示20个word，[.b .w .l]对应byte/word/long

# fdtspiaddr和loadaddr变量已知：
bootspi=fdt addr ${fdtspiaddr} &&                   # 设置SPI Flash中FIT镜像的地址 fdt spi addrfdt header get fitsize totalsize &&         # 从FIT头部读取镜像大小，保存到变量fitsizecp.b ${fdtspiaddr} ${loadaddr} ${fitsize} && # 将SPI Flash中的FIT镜像拷贝到内存地址bootm ${loadaddr};                          # 启动内核echo Error loading kernel FIT image          # 失败提示# linux内核源码编译成vmlinux（elf格式），通过objcopy(GNU Binutils)删除符号和重定位信息等，变成Image（二进制格式），再通过gzip和objcopy变成ZImage
# UImage是ZImage加上64字节头信息（uboot启动kernel时用到字节头如压缩类型等）

# 在uboot中通过tftp更新BMC：如下在30服务器：
# sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa
# 修改/etc/default/tftpd-hpa, service tftpd-hpa restart
TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/mnt/tftp"
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_OPTIONS="--secure"
# cp by/build/tmp/deploy/images/hp/fit-hp.itb /mnt/tftp 【.itb=.fit，参考【openbmc2】】
# 如下在开发板：
dhcp # 没tftp serverip错误
setenv serverip ....30 # setenv a 清空环境变量a
saveenv
tftpboot 0x83000000 fit-hp.itb  # go 8300000表示执行fit-hp.itb
bootm或boot

2.2 EMMC和SD卡操作

1.mmc info：输出当前选中的设备信息，？mmc即可查看mmc有关的命令。

2.mmc rescan：用于扫描当前开发板上所有的MMC设备，包括EMMC和SD卡。
3.mmc list：用于来查看当前开发板一共有几个MMC设备。 0是SD卡，1是EMMC。
4.mmc dev 1：切换到EMMC。
5.mmc part：查看分区（此时EMMC有两个分区），如果EMMC里面烧写了Linux系统的话，第0个分区存放uboot，第1个分区存放Linux镜像文件和设备树，第2个分区存放根文件系统。但是在下图中只有两个分区，那是因为第0个分区没有格式化，所以识别不出来，实际上第0个分区是存在的。一个新的SD卡默认只有一个分区，那就是分区0。

6.mmc read addr blk cnt：读取mmc设备数据到内存：addr是数据读取到DRAM中的地址， blk是要读取的块起始地址(十六进制)，一个块（块和扇区是一个意思，MMC设备中通常说扇区）是512字节，cnt是要读取的块数量(十六进制)。

7.mmc write addr blk cnt：读取内存写到mmc设备里：在uboot中更新uboot：这里要用到nfs或tftp命令将新的u-boot.bin下载到开发板的DRAM中【tftp/tftpboot 80800000 u-boot.imx，重新编译uboot并将编译出来的u-boot.imx (u-boot.bin前面加了一些头文件) 拷贝到 Ubuntu 中的tftpboot 目录下】，u-boot.imx大小为379904字节， 379904/512=742，所以我们要向SD卡中写入742个块，如果有小数的话就要加1个块。从SD卡分区0（如下第一行）第2个扇区开始烧写（不要写SD卡或者EMMC的前2个扇区，因为里面保存着分区表），一共烧写742(0x2E6)个块。烧写成功后重启开发板(从SD卡启动)再输入version查版本号。

3.内存压测

CONFIG_CMD_MEMTEST ，dts memory节点，大块内存检测
89400000 - 83000000 = 6400000（十进制104857600 约 100M）。uboot console的mtest命令的开始地址从83000000往后都可以（因为0x80000000-0x83000000存的是uboot自己，uboot console还没load kernel进ram，boot命令才会load kernel到83000000）。

开启内存ECC：bit位内存检测。

如下读取寄存器的bit7，uboot不用map物理地址到虚拟地址，kernel才需要。

#define SDMC_CONFIG_ECC_STATUS_GET(x)    ((x) & BIT(7))  // 取出x的第7bit

如下0x1e6e 0000基地址，04h寄存器的bit7。

如下2个相同。

如下dev_read_bool底层调用of_find_property()方法匹配设备属性（dts或驱动中写如下字符串）。

# workspace/sources/linux-aspeed/oe-local-files这里临时改defconfig（芯片出厂自带，和lincoln.cfg不一样，内容互补）和lincoln.cfg，最终生成build/ast2700-default/tmp/work/ast2700_default-openbmc-linux/u-boot-aspeed-sdk/v2023.10+git/u-boot-aspeed-sdk-v2023.10+git/.config。# 1.添加uboot宏
在conf/machine/xx.conf文件中，通过UBOOT_MACHINE变量定义编译过程中使用的配置文件即xx_defconfig（这文件新增在uboot/configs里，相当于kernel的.cfg，不是.conf），采用make xx_defconfig命令（不是menuconfig）配置U-Boot ：在htam_defconfig中定义CONFIG_TARGET_TAM=y。在u-boot/arch/arm/Kconfig文件中新增：config TARGET_TAM ..，source "board/hua/Kconfig"，添加u-boot/board/hua文件夹里有`Kconfig文件`（if TARGET_TAM ..，config SYS_BOARD  default "ast-g5"  【配置宏用ast-g5】）和`MAINTAINERS文件`（include/configs/htam.h，configs/htam_defconfig）。# 2.添加uboot硬件平台头文件
mx6ullevk.h（类似htam.h定义的宏给u-boot/board里ast-g5.c或u-boot/driver里aspeednic.c用），某些宏定义在mx6_common.h中，CONFIG_BOOTCOMMAND，CONFIG_NET_RANDOM_ETHADDR（随机分配的ETH MAC Address）。

layout.inc中增大os-fit（64M），kernel解压os-fit区会报错（Initramfs unpacking failed），uboot中用tftp正常启动kernel，uboot/common/image.c中memove(to,from,len)把flash中数据拷贝到内存出错（Loading到Ramdisk），解决如下：单次拷贝最大支持32M。

4.initramfs

initramfs替代initrd（rd：ram disk基于块设备/dev/initrd即需要内核有文件系统驱动，大小固定，小了导致init脚本放不下），initramfs为了挂载rootfs，参考【openbmc2】。

如下kernel_init_freeable通过调用prepare_namespace()来挂载根文件系统。根文件系统也是由命令行参数指定即U-Boot的bootargs环境变量。比如“root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw”就表示根文件系统在/dev/mmcblk1p2即EMMC的分区2中。

ramdisk_execute_command是值为“/init”即根目录下的init程序。该值也可通过U-Boot bootargs中用rdinit=xxx，xxx 为具体的init程序名字。如果存在“/init”程序的话就通过函数run_init_process来运行此程序。

如果ramdisk_execute_command为空的话就看execute_command是否为空， execute_command的值是通过U-Boot bootargs中使用init=xxx，如“init=/linuxrc”表示根文件系统中的linuxrc就是要执行的用户空间init程序。

如果上面2个变量都为空，就依次查找“/sbin/init”…这四个相当于备用init程序。如果都没有找到用户空间的init程序，就提示错误发生。

sf probe(单这命令查看flash型号等) 0:0;  sf erase 0 0x2000000;  sf write   0x$fileaddr  0 0x$filesize;  sf remove;