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导学
基础知识
1、Bootloader是什么
2、Bootloader的基本作用
3、入式中常见的Bootloader有哪些
4、Linux系统移植为什么要使用bootloader
5、uboot和Bootloader之间的关系
6.Uboot的获取
7、uboot版本命名
8、uboot版本选择
9、uboot的特点
10.Uboot使用 导学…目录
导学
基础知识
1、Bootloader是什么
2、Bootloader的基本作用
3、入式中常见的Bootloader有哪些
4、Linux系统移植为什么要使用bootloader
5、uboot和Bootloader之间的关系
6.Uboot的获取
7、uboot版本命名
8、uboot版本选择
9、uboot的特点
10.Uboot使用 导学 移植内核层让产品上有系统 产品相关 基础知识 如何装系统 Linux产品启动流程 Linux产品启动流程 1. 开机自检POST - 当开发板通电后首先会进行硬件设备的自检以确保各部件正常工作。 2. 引导加载程序Boot Loader执行 - 在自检完成后引导加载程序如U-Boot开始执行。 - U-Boot会进行硬件初始化如内存、串口、网络等设备的初始化。 - U-Boot会检查环境变量如启动参数、网络配置等并进行相应设置。 3. 加载Linux内核 - U-Boot会从指定的存储介质如Flash存储器、SD卡等中加载Linux内核镜像到内存中。 - 加载完成后U-Boot会将控制权交给Linux内核。 4. Linux内核启动 - Linux内核开始执行进行更详细的硬件初始化和驱动加载。 - 内核会解析启动参数如从U-Boot传递过来的参数并据此进行配置。 - 内核会启动第一个用户空间程序通常是init进程这标志着Linux操作系统的正式启动。 5. 挂载根文件系统 - init进程会读取/etc/inittab或/etc/systemd/system/default.target等配置文件确定系统的运行级别或目标。 - 接着init进程会挂载根文件系统root filesystem这是Linux系统中存放各种文件和目录的地方。 - 挂载完成后系统就可以访问根文件系统中的各种资源了。 6. 启动系统服务和应用程序 - 根据运行级别或目标init进程会启动相应的系统服务和应用程序。 - 这些服务和应用程序会提供Linux系统的各种功能和特性。 1、Bootloader是什么 bootloader是一个引导加载程序它的主要作用是初始化硬件设备、设置硬件参数并加载操作系统内核。在嵌入式系统中bootloader是硬件启动后第一个被执行的程序它位于操作系统和硬件之间起到桥梁的作用。 2、Bootloader的基本作用 硬件初始化 在操作系统启动之前Bootloader会执行一系列的硬件初始化操作如设置CPU的时钟频率、内存控制器、总线控制器等以确保硬件平台处于正常的工作状态。 操作系统加载 Bootloader会负责从指定的存储介质如硬盘、闪存、网络等中加载操作系统内核并将其加载到内存中然后跳转到操作系统内核的入口点执行。 提供用户接口 有些Bootloader会提供一个简单的用户接口允许用户进行一些基本的操作如选择启动的操作系统、设置启动参数等。 3、入式中常见的Bootloader有哪些 U-Boot U-Boot是一个开源的Bootloader支持多种处理器架构和操作系统。它提供了丰富的硬件初始化功能并且具有高度的可配置性和可扩展性。U-Boot广泛应用于各种嵌入式设备和系统中如路由器、交换机、智能手机等。 RedBoot RedBoot也是一个开源的Bootloader主要用于嵌入式系统和网络设备。它支持多种处理器架构和网络协议并且具有强大的网络功能可以实现远程启动和更新。RedBoot常用于需要网络功能的嵌入式设备中。 GRUB GRUBGrand Unified Bootloader是一个多操作系统引导加载程序最初是为GNU/Linux开发的。但现在也支持其他操作系统如BSD、Windows等。GRUB具有灵活的配置和强大的功能可以引导位于不同存储介质上的操作系统。 Android Bootloader - Android系统也有其自己的Bootloader通常被称为Android Bootloader或Android Boot Image。 - 它负责在Android设备启动时加载并验证系统分区然后启动Android操作系统。 - Android Bootloader通常与设备的硬件紧密相关并由设备制造商定制。 ARM Trusted Bootloader (ATF) - ATF是ARM提供的一个开源Bootloader用于支持ARM TrustZone技术的设备。 - TrustZone是ARM架构中的一个安全特性它允许在硬件级别上隔离安全和非安全代码的执行。 - ATF的主要任务是在启动时加载和验证安全引导加载程序Secure Bootloader然后将其传递给操作系统。 OpenSBI (Open Source Secure Boot Image) - OpenSBI是一个开源的Secure Boot Image主要用于RISC-V架构的服务器和数据中心设备。 - 它提供了一个安全的启动环境可以加载和验证操作系统内核和其他关键组件。 - OpenSBI支持多种RISC-V处理器和平台并且具有高度的可配置性和可扩展性。 4、Linux系统移植为什么要使用bootloader 硬件初始化 Bootloader能够完成系统硬件的初始化和配置。这包括CPU的初始设置、内存控制器的配置、设备驱动程序的加载等。由于不同的硬件平台有不同的特性和要求因此使用Bootloader可以确保Linux系统能够正确地与底层硬件进行交互。 内核加载 Bootloader负责将Linux内核从存储介质如硬盘、闪存等加载到内存中并设置合适的启动参数。这些参数包括内存布局、设备驱动程序的路径等它们对于Linux内核的正确运行至关重要。 系统稳定性 Bootloader通常包含了一些错误检测和恢复机制以确保系统的稳定性和可靠性。例如它可以检查硬件的完整性并在发现问题时启动备用设备或采取其他恢复措施。这有助于提高Linux系统的整体可用性和容错性。 灵活性 通过使用Bootloader用户可以灵活地选择加载哪个Linux内核版本、使用哪个文件系统类型等。这为用户提供了更多的选择和灵活性以适应不同的应用场景和需求。 5、uboot和Bootloader之间的关系 U-Boot是Bootloader的一种实现它专门用于嵌入式系统特别是那些基于ARM、MIPS等处理器的系统。U-Boot提供了丰富的硬件支持和功能使得开发者能够轻松地初始化硬件、加载操作系统内核并进行一些基本的系统配置。 简单来说就是Uboot属于Bootloader中的一种bootloader就相当于类uboot就相当于对象。嵌入式领域常用的bootloader就是uboot 6.Uboot的获取 1. uboot官网获取 ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/ 2. 芯片厂家获取 3. 开发板厂家 ---》目前市面上的6818的开发板开发板厂家只提供u-boot.bin 4. 同事 本次移植课程使用u-boot-2014.07-netok.tar.bz2 7、uboot版本命名 前期:u-boot-1.3.2 现在:u-boot-2024.01 08年以前uboot是1.1.几1.3.几这样命名08年开始以年份和月份命名。 8、uboot版本选择 支持对应的硬件平台 相对成熟的版本资料多 每当发布新的芯片后uboot就会增加对应芯片的版本。一般和处理器同一时期发布的uboot版本对处理器的支持较好。 9、uboot的特点 1. u-boot是一个开源的软件 2. u-boot支持多种架构的平台(ARM powerPC MIPS x86) 3. u-boot的源码短小精悍 4. u-boot就是一个裸机代码 5. u-boot引导加载内核启动内核并给内核传递参数 6. u-boot可以完成部分硬件的初始化uart内存emmc网卡 7.u-boot生命周期短启动完内核给内核传递完参数(告诉内核从什么地方去挂载根文件系统)u-boot的生命周期结束。 10.Uboot使用 将板子上电串口插到电脑上打开串口工具 选择串口功能 配置自己的串口信息 配置名字 双击打开 连接串口 如果连接不上使用以下步骤与解决波特率调低-连接-改回波特率115200 使用SD卡启动 重新上电打印出文字内容就对了 Uboot 的模式 倒计时结束之前按键盘任意键按关机键的是棒槌进入交互模式 倒计时结束之后进入自启动模式 使用Uboot命令 1. printenv - 功能打印当前设置的环境变量列表。 - 样例直接在U-Boot命令行输入printenv然后按回车键即可看到所有环境变量的列表及其值。 2. setenv - 功能设置或修改环境变量的值。 - 样例假设我们要设置一个名为my_variable的环境变量其值为hello_world可以输入setenv my_variable hello_world然后按回车键。 3. saveenv - 功能将当前的环境变量设置保存到非易失性存储器中以便在下次启动U-Boot时使用。 - 样例在修改完环境变量后为了确保这些更改在下次启动时仍然有效可以输入saveenv然后按回车键。 4. boot - 功能根据环境变量中的配置来启动操作系统。这通常涉及到加载内核镜像和根文件系统。 - 样例直接输入boot然后按回车键U-Boot会根据bootcmd环境变量中指定的命令来启动操作系统。 5. bootm - 功能从指定的内存地址直接启动内核镜像。这通常用于手动指定内核镜像的位置。 - 样例bootm [addr [initrd[:size]] [fdt]]。假设内核镜像位于内存地址0x80000000可以输入bootm 0x80000000注意这里可能还需要指定其他参数如initrd和fdt的地址具体取决于你的系统配置。 6. help - 功能显示U-Boot的帮助信息列出所有可用的命令及其简短描述。 - 样例在U-Boot命令行输入help然后按回车键即可看到所有可用命令的列表。 7、IP地址相关命令 - ipaddr显示或设置U-Boot的IP地址。 - serverip显示或设置服务器的IP地址例如Ubuntu的IP。 8. 启动延时 - bootdelay设置进入自启动模式之前的倒计时的秒数。例如如果设置为5则U-Boot会在5秒后自动启动操作系统除非用户在此期间按下某个键来中断启动过程。 9、网络传输命令 - loadb通过Kermit协议从远程主机下载文件到U-Boot指定的内存地址。 样例loadb 内存地址之后根据Kermit协议的提示进行文件传输。 - tftp通过TFTP协议从TFTP服务器下载文件到U-Boot指定的内存地址。 样例tftp 内存地址 文件名该命令将尝试从TFTP服务器上下载指定文件并将其存储在指定的内存地址中。 10. 存储器访问命令 -mmc read从EMMC存储器中读取数据到内存。 样例mmc read 内存地址 扇区编号 扇区数这将从EMMC中的指定扇区开始读取指定数量的扇区并将数据存储在指定的内存地址中。 - mmc write将内存中的数据写入到EMMC存储器中。 样例mmc write 内存地址 扇区编号 扇区数这将从指定的内存地址开始读取指定数量的数据并将其写入到EMMC中的指定扇区。
