嵌入式Linux--U-Boot（三）Boot命令使用

2023-05-16

介绍

uboot 的本质工作是引导 Linux，所以 uboot 肯定有相关的 boot(引导)命令来启动 Linux。

常用的跟 boot 有关的命令有：

bootz
bootm
boot。

1 、bootz 命令

要启动 Linux，需要先将 Linux 镜像文件拷贝到 DRAM 中，如果使用到设备树的话也需要将设备树拷贝到 DRAM 中。可以从 EMMC 或者 NAND 等存储设备中将 Linux 镜像和设备树文件拷贝到 DRAM，也可以通过 nfs 或者 tftp 将 Linux 镜像文件和设备树文件下载到 DRAM 中。

bootz启动Linux

不管用那种方法，只要能将 Linux 镜像和设备树文件存到 DRAM 中就行，然后使用 bootz 命令来启动，bootz 命令用于启动 zImage 镜像文件，bootz 命令格式如下：

bootz [addr [initrd[:size]] [fdt]]

命令 bootz 有三个参数:

addr 是 Linux 镜像文件在 DRAM 中的位置
initrd 是 initrd 文件在DRAM 中的地址，如果不使用 initrd 的话使用‘-’代替即可
fdt 就是设备树文件在 DRAM 中的地址。

1、tft启动

现在使用网络和 EMMC 两种方法来启动 Linux 系统，首先将 I.MX6U-ALPHA 开发板的 Linux 镜像和设备树发送到 Ubuntu 主机中的 tftpboot 文件夹下。Linux 镜像文件前面已经放到了 tftpboot 文件夹中，现在把设备树文件放到 tftpboot 文件夹里面。以 EMMC 核心板为例，将开发板光盘->8、开发板系统镜像->imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件发送到 Ubuntu 主机中的 tftpboot 文件夹里面，完成以后的 tftpboot 文件夹如下所示：

fyuan@ubuntu:~/linux/tftpboot$ ls
imx6ull_liefyuan_emmc.dtb  u-boot.imx  zImage

1、设置开发板网络设置

setenv ipaddr 192.168.0.121
setenv ethaddr de:b4:7c:de:dc:07
setenv gatewayip 192.168.0.1
setenv netmask 255.255.255.0
setenv serverip 192.168.0.120
saveenv

2、ping虚拟机（tft服务器）

ping 192.168.0.120

3、tft下载zImage

下载 Linux 镜像文件和设备树都准备好了，我们先学习如何通过网络启动 Linux，使用 tftp命令将 zImage 下载到 DRAM 的 0X80800000 地址处，然后将设备树 imx6ull-alientek-emmc.dtb下载到 DRAM 中的 0X83000000 地址处，最后之后命令 bootz 启动，命令如下：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb
bootz 80800000 – 83000000

异常TFTP error: 'Permission denied' (0)：这里是zImage需要在ubuntu上修改权限：sudo chmod 777 zImage


=> tft 80800000 zImage
Using FEC1 device
TFTP from server 192.168.0.120; our IP address is 192.168.0.121
Filename 'zImage'.
Load address: 0x80800000
Loading: *
TFTP error: 'Permission denied' (0)
Starting again

修改zImage文件权限之后正常执行：

=> tft 80800000 zImage
Using FEC1 device
TFTP from server 192.168.0.120; our IP address is 192.168.0.121
Filename 'zImage'.
Load address: 0x80800000
Loading: #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         ########
         1.8 MiB/s
done
Bytes transferred = 6788696 (679658 hex)

4、tft下载设备树

tftp 83000000 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb

需要修改权限sudo chmod 777 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb后才能下载：


=> tftp 83000000 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb
Using FEC1 device
TFTP from server 192.168.0.120; our IP address is 192.168.0.121
Filename 'imx6ull_liefyuan_emmc.dtb'.
Load address: 0x83000000
Loading: ###
         1.3 MiB/s
done
Bytes transferred = 38823 (97a7 hex)

bootz 80800000 – 83000000

出错了！错误信息如下：

=> bootz 80800000 – 83000000
Kernel image @ 0x80800000 [ 0x000000 - 0x679658 ]
Wrong Ramdisk Image Format
Ramdisk image is corrupt or invalid

原来是bootz 80800000 – 83000000中间的横杠应该要写成英文符!

bootz 80800000 - 83000000

正确的启动信息：

=> bootz 80800000 - 83000000
Kernel image @ 0x80800000 [ 0x000000 - 0x678d40 ]
## Flattened Device Tree blob at 83000000
   Booting using the fdt blob at 0x83000000
   Using Device Tree in place at 83000000, end 8300c7a6

Starting kernel ...

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[    0.000000] Linux version 4.1.15-gb8ddbbc (alientek@ubuntu) (gcc version 5.3.0 (GCC) ) #1 SMP PREEMPT Wed Apr 29 17:39:59 CST 2020
[    0.000000] CPU: ARMv7 Processor [410fc075] revision 5 (ARMv7), cr=10c53c7d
[    0.000000] CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache
[    0.000000] Machine model: Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board
[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x98000000, size 128 MiB

2、emmc启动Linux

上面就是我们通过 tftp 和 bootz 命令来从网络启动 Linux 系统，如果我们要从 EMMC 中启动 Linux 系统的话只需要使用命令 fatload 将 zImage 和 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb 从 EMMC 的分区 1 中拷贝到 DRAM 中，然后使用命令 bootz 启动即可。

先使用命令 fatls 查看要下 EMMC的分区1中有没有Linux镜像文件和设备树文件：

命令为：

fatls mmc 1:1

打印信息：

=> fatls mmc 1:1
  6788696   zimage
    38823   imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb
    39655   imx6ull-14x14-emmc-hdmi.dtb

3 file(s), 0 dir(s)

从上面可以看出，emmc 的分区 1 中存放着三个文件：

zimage
imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb
imx6ull-14x14-emmc-hdmi.dtb

这两个文件分别是 linux 镜像文件和两个设备树。确定有文件就使用fatload将zImage和设备树文件拷贝到DRAM中，地址分别为：0x80800000和0x83000000，最后使用bootz命令启动：

fatload mmc 1:1 80800000 zImage
fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb
bootz 80800000 - 83000000

正确执行的信息：

=> fatload mmc 1:1 80800000 zImage
reading zImage
6788696 bytes read in 224 ms (28.9 MiB/s)
=> fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb
reading imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb
38823 bytes read in 18 ms (2.1 MiB/s)
=> bootz 80800000 - 83000000
Kernel image @ 0x80800000 [ 0x000000 - 0x679658 ]
## Flattened Device Tree blob at 83000000
   Booting using the fdt blob at 0x83000000
   Using Device Tree in place at 83000000, end 8300c7a6

Starting kernel ...

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[    0.000000] Linux version 4.1.15 (liefyuan@ubuntu) (gcc version 4.9.4 (Linaro GCC 4.9-2017.01) ) #1 SMP PREEMPT Sat Dec 12 13:45:03 CST 2020
[    0.000000] CPU: ARMv7 Processor [410fc075] revision 5 (ARMv7), cr=10c53c7d
[    0.000000] CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache
[    0.000000] Machine model: Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board
[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x98000000, size 128 MiB
[    0.000000] Reserved memory: initialized node linux,cma, compatible id shared-dma-pool
[    0.000000] Memory policy: Data cache writealloc
[    0.000000] PERCPU: Embedded 12 pages/cpu @97b90000 s16832 r8192 d24128 u49152
[    0.000000] Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on.  Total pages: 130048

2 、bootm 命令

bootm 和 bootz 功能类似，但是 bootm 用于启动 uImage 镜像文件。如果不使用设备树的话启动 Linux 内核的命令如下：

bootm addr

addr 是 uImage 镜像在 DRAM 中的首地址。
如果要使用设备树，那么 bootm 命令和 bootz 一样，命令格式如下：

bootm [addr [initrd[:size]] [fdt]]

其中 addr 是 uImage 在 DRAM 中的首地址，initrd 是 initrd 的地址，fdt 是设备树(.dtb)文件在 DRAM 中的首地址，如果 initrd 为空的话，同样是用“-”来替代。

3 、boot 命令

boot 命令也是用来启动 Linux 系统的，只是 boot 会读取环境变量 bootcmd 来启动 Linux 系统，bootcmd 是一个很重要的环境变量！其名字分为“boot”和“cmd”，也就是“引导”和“命令”，说明这个环境变量保存着引导命令，其实就是启动的命令集合，具体的引导命令内容是可以修改的。比如我们要想使用 tftp 命令从网络启动 Linux 那么就可以设置 bootcmd 为tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000，然后使用 saveenv 将 bootcmd 保存起来。然后直接输入 boot 命令即可从网络启动 Linux 系统，命令如下：

TFT启动

setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'
saveenv
boot

MMC启动

setenv bootcmd 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb; bootz 80800000 - 83000000'
saveenv
boot

正常执行：

=> setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull_liefyuan_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'
=> saveenv
Saving Environment to MMC...
Writing to MMC(1)... done
=> boot
FEC1 Waiting for PHY auto negotiation to complete.... done
Using FEC1 device
TFTP from server 192.168.0.120; our IP address is 192.168.0.121
Filename 'zImage'.
Load address: 0x80800000
Loading: #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         ########
         525.4 KiB/s
done
Bytes transferred = 6786368 (678d40 hex)
Using FEC1 device
TFTP from server 192.168.0.120; our IP address is 192.168.0.121
Filename 'imx6ull_liefyuan_emmc.dtb'.
Load address: 0x83000000
Loading: ###
         2.2 MiB/s
done
Bytes transferred = 38823 (97a7 hex)
Kernel image @ 0x80800000 [ 0x000000 - 0x678d40 ]
## Flattened Device Tree blob at 83000000
   Booting using the fdt blob at 0x83000000
   Using Device Tree in place at 83000000, end 8300c7a6

Starting kernel ...

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[    0.000000] Linux version 4.1.15-gb8ddbbc (alientek@ubuntu) (gcc version 5.3.0 (GCC) ) #1 SMP PREEMPT Wed Apr 29 17:39:59 CST 2020
[    0.000000] CPU: ARMv7 Processor [410fc075] revision 5 (ARMv7), cr=10c53c7d
[    0.000000] CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache
[    0.000000] Machine model: Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board
[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x98000000, size 128 MiB
[    0.000000] Reserved memory: initialized node linux,cma, compatible id shared-dma-pool
[    0.000000] Memory policy: Data cache writealloc
[    0.000000] PERCPU: Embedded 12 pages/cpu @97b90000 s16780 r8192 d24180 u49152
[    0.000000] Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on.  Total pages: 130048
[    0.000000] Kernel command line: noinitrd console=ttymxc0,115200
[    0.000000] PID hash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes)
[    0.000000] Dentry cache hash table entries: 65536 (order: 6, 262144 bytes)
[    0.000000] Inode-cache hash table entries: 32768 (order: 5, 131072 bytes)
[    0.000000] Memory: 375280K/524288K available (8547K kernel code, 450K rwdata, 2964K rodata, 524K init, 451K bss, 17936K reserved, 131072K cma-reserved, 0K highmem)
[    0.000000] Virtual kernel memory layout:
[    0.000000]     vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
[    0.000000]     fixmap  : 0xffc00000 - 0xfff00000   (3072 kB)
[    0.000000]     vmalloc : 0xa0800000 - 0xff000000   (1512 MB)
[    0.000000]     lowmem  : 0x80000000 - 0xa0000000   ( 512 MB)
[    0.000000]     pkmap   : 0x7fe00000 - 0x80000000   (   2 MB)
[    0.000000]     modules : 0x7f000000 - 0x7fe00000   (  14 MB)
[    0.000000]       .text : 0x80008000 - 0x80b46274   (11513 kB)
[    0.000000]       .init : 0x80b47000 - 0x80bca000   ( 524 kB)
[    0.000000]       .data : 0x80bca000 - 0x80c3a9a0   ( 451 kB)
[    0.000000]        .bss : 0x80c3d000 - 0x80cadfc4   ( 452 kB)
[    0.000000] SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1
[    0.000000] Preemptible hierarchical RCU implementation.

如果不修改 bootcmd 的话，每次开机 uboot 倒计时结束以后都会自动从 EMMC 里面读取zImage 和 imx6ull-alientek-emmc.dtb，然后启动 Linux。
在启动 Linux 内核的时候可能会遇到如下错误：

“Kernel panic – not Syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)”

这个错误的原因是 linux 内核没有找到根文件系统，这个很正常，因为没有设置 uboot 的bootargs 环境变量，关于 bootargs 环境变量后面会讲解！此处我们重点是验证 boot 命令，linux内核已经成功启动了，说明 boot 命令工作正常。

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