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uboot擦出nand 如何为SD卡与NAND Flash的uboot加上menu菜单
发布时间 : 2024-11-26
作者 : 小编
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如何为SD卡与NAND Flash的uboot加上menu菜单

  亲爱的卡友们,如果看完文章之后还是有疑惑或不懂的地方,请联系我们,自己去理解或猜答案是件很累的事,请把最麻烦的事情交给我们来处理,术业有专攻,闻道有先后,深圳市雷龙发展专注存储行业13年,专业提供小容量存储解决方案。  【SD NAND】用ok6410进行烧写时,每次都需要敲一大堆命令,又费时又费力。 记得以前用TQ2440时,u-boot启动时会有一个菜单,只按一个数字键就把内核烧好了,非常方便。  现在这张SD卡功能就很全面了,不仅能够直接从SD卡启动,而且还可以烧写NAND Flash中的u-boot zImage rootfs,呵呵。  下面就把这个功能加到ok6410的u-boot 中去。  一、修改SD卡的u-boot1.1.6  1. common/main.c中  void main_loop (void)  {  ……  if(bootdelay>=0&&s&&!abortboot(bootdelay)){ }  //如果在启动过程中有按键,打断了执行过程的话  run_command("menu",0);  //如果menu返回的话,就进入u-boot的shell中  #ifdef CFG_HUSH_PARSER  parse_file_outer();  ……  }  2. 执行menu的过程  run_command("menu", 0),最终会执行do_menu.  do_menu 开始时先打印出命令菜单,然后根据不同的选择,执行不同的命令。  所以添加的文件 common/cmd_menu.c,如下:  #include  #include  #include  #include  void print_menu_usage(void)  {  printf("rn##### SD boot Menu#####rn");  printf("[1] Download u-boot bootloader to Nand Flashrn");  printf("[2] Download Linux Kernel to Nand Flashrn");  printf("[3] Download CRAMFS image to Nand Flashrn");  printf("[4] Download YAFFS image to Nand Flashrn");  printf("[5] Boot the systemrn");  printf("[6] Format the Nand Flashrn");  printf("[0] Set the boot parametersrn");  printf("[a] Download User Program (eg: uCOS-II or TQ2440_Test)rn");  printf("[b] Download LOGO Picture (。bin) to Nand Flash rn");  printf("[q] quit from menurn");  printf("Enter your selection: ");  }  intdo_menu(cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv[])  {  intc;  char cmd_buf[200];  while(1)  {  print_menu_usage();  c=getc();  printf("%cn",c);  switch(c)  {  case'1':  {  strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 u-boot.bin_nand; nand erase 0 100000; nand write.uboot 50008000 0 10000");  run_command(cmd_buf,0);  break;  }  case'2':  {  strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 zImage_nand; nand erase 100000 500000; nand write.e 50008000 100000 500000");  run_command(cmd_buf,0);  break;  }  case'3':  {  //strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 u-boot.bin; nand erase 0 100000; nand write.uboot 50008000 0 10000");  //run_command(cmd_buf,0);  break;  }  case'4':  {  //strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 rootfs.yaffs; nand erase 600000 4A4000; nand write.yaffs2 50008000 600000 4A4000");  //strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 rootfs.yaffs; nand erase 600000 $(filesize); nand write.yaffs2 50008000 600000 $(filesize)");  //注意:nand erase 600000 $(filesize),假设有坏块的话,这样会有数据不能写入, 所以这个地方可以固定一个较大值,如  // 0x1400000=20M,所以rootfs.yaffs的大小不能超过20M,  //考虑此处是不是要加上NAND Flash分区: nand erase root,把整个的root分区全部擦除,这样就不必担心是否有坏块的问题了  strcpy(cmd_buf,"fatload mmc 0:1 50008000 rootfs.yaffs; nand erase 600000 1400000; nand write.yaffs2 50008000 600000 $(filesize)");  run_command(cmd_buf,0);  break;  }  case'5':  {  strcpy(cmd_buf,"bootm 50008000");  run_command(cmd_buf,0);  break;  }  case'q':  return;  default:  printf("command not foundn");  break;  }  }  }  U_BOOT_CMD(  menu,5,1,do_menu,  "menu - manipulate BMP image datan",  "menu long help: TNND mu you"  );  3. 添加到Makefile中  最后在common/Makefile中添加一行  COBJS+=cmd_menu.o  注意:在组合命令时,如NAND write不知道烧写的大小怎么办? 没关系,有变量 $(filesize), 只要加上这个任何问题都不再困难。  上面的50008000是从SD卡启动时,要读到的内存地址; 若是从Nand Flash启动要把上面的50008000改为C0008000  二。 测试一下  2.1 sd卡  a. 因为都是从SD卡和第一个分区读数据,所以将SD卡分区时第一个分区格式必须为FAT32.  b. 编译u-boot.bin:  代码要用光盘中带的u-boot,这个支持从NAND Flash 启动  make forlinx_nand_ram256_config, 后生成 u-boot.bin  复制到SD卡的第一个分区, 并改名为 u-boot.bin_nand(要与u-boot代码中的名称保持一致)  c. 编译zImage  代码要用光盘中带的linux-3.0.1, make后生成zImage  复制到SD卡的第一个分区, 并改名为 zImage_nand(要与u-boot代码中的名称保持一致)  d. 生成rootfs.yaffs  可以用光盘中带的FileSystem-Yaffs2.tar.gz, 解压后,嫌太大,把不需要的删掉,  里面的busybox好像是动态链接的,自己编个静态的busybox,最后生成rootfs.yaffs  sudo /opt/6410/4.3.2/bin/mkyaffs2image-nand2g FileSystem-Yaffs2 rootfs.yaffs  NAND Flash 是2G的所以要用命令 mkyaffs2image-nand2g  将rootfs.yaffs复制到SD卡的第一个分区(要与u-boot代码中的名称保持一致)  注意: 如果不确定rootfs本身有没有问题,可以先从nfs启动,看是否正常。  如果正常再用mkyaffs2image-nand2g,做成yaffs镜像烧入到NAND Flash中。  亲爱的卡友们,如果看完文章之后还是有疑惑或不懂的地方,请联系我们,自己去理解或猜答案是件很累的事,请把最麻烦的事情交给我们来处理,术业有专攻,闻道有先后,深圳市雷龙发展专注存储行业13年,专业提供小容量存储解决方案。

「正点原子Linux连载」第三十章U-Boot使用实验(二)

1)实验平台:正点原子Linux开发板

2)摘自《正点原子 I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南

关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子

30.4.7 EXT格式文件系统操作命令

uboot有ext2和ext4这两种格式的文件系统的操作命令,常用的就四个命令,分别为:ext2load、ext2ls、ext4load、ext4ls和ext4write。这些命令的含义和使用与fatload、fatls和fatwrit一样,只是ext2和ext4都是针对ext文件系统的。比如ext4ls命令,EMMC的分区2就是ext4格式的,使用ext4ls就可以查询EMMC的分区2中的文件和目录,输入命令:

ext4ls mmc 1:2

结果如图30.4.7.1所示:

图30.4.7.1ext4ls命令

关于ext格式文件系统其他命令的操作参考30.4.6小节的即可,这里就不讲解了。

30.4.8 NAND操作命令

uboot是支持NAND Flash的,所以也有NAND Flash的操作命令,前提是使用的NAND版本的核心板,并且编译NAND核心板对应的uboot,然后使用imxdownload软件将u-boot.bin烧写到SD卡中,最后通过SD卡启动。一般情况下NAND版本的核心板已经烧写好了uboot、linux kernel和rootfs这些文件,所以可以将BOOT拨到NAND,然后直接从NAND Flash启动即可。

NAND版核心板启动信息如图30.4.8.1所示:

图30.4.8.1 NAND核心板启动信息

从图30.4.8.1可以看出,当前开发板的NAND容量为512MiB。输入“? nand”即可查看所有有关NAND令,如图30.4.8.2所示:

图30.4.8.2 NAND相关操作命令

可以看出,NAND相关的操作命令少,本节我们讲解一些常用的命令。

1、nand info命令

此命令用户打印NAND Flash信息,输入“nandinfo”,结果如图30.4.8.3所示:

图30.4.8.3 nand信息

图30.4.8.3中给出了NAND的页大小、OOB域大小,擦除大小等信息。可以对照着所使用的NAND Flash数据手册来查看一下这些信息是否正确。

2、nanddevice命令

nanddevice用于切换NAND Flash,如果你的板子支持多片NAND的话就可以使用此命令来设置当前所使用的NAND。这个需要你的CPU有两个NAND控制器,并且两个NAND控制器各接一片NAND Flash。就跟I.MX6U有两个SDIO接口,这两个SDIO接口可以接两个MMC设备一样。不过一般情况下CPU只有一个NAND接口,而且在使用中只接一片NAND。

3、nanderase命令

nanderase命令用于擦除NAND Flash,NAND Flash的特性决定了在向NAND Flash写数据之前一定要先对要写入的区域进行擦除。“nanderase”命令有三种形式:

nand erase[.spread] [clean] off size //从指定地址开始(off)开始,擦除指定大小(size)的区域。

nand erase.part [clean] partition //擦除指定的分区

nand erase.chip [clean] //全篇擦除

NAND的擦除命令一般是配合写命令的,后面讲解NAND写命令的时候在演示如何使用“nand erase”。

4、nandwrite命令

此命令用于向NAND指定地址写入指定的数据,一般和“nanderase”命令配置使用来更新NAND中的uboot、linuxkernel或设备树等文件,命令格式如下:

nand write addr off size

addr是要写入的数据首地址,off是NAND中的目的地址,size是要写入的数据大小。

以更新NAND中的uboot为例,讲解一下如何使用此命令。先编译出来NAND版本的u-boot.imx文件,在烧写之前要先对NAND进行分区,也就是规划好uboot、linuxkernel、设备树和根文件系统的存储区域,I.MX6U-ALPHA开发板的NAND分区如下:

0x000000000000-0x000004000000 : "boot"

0x000004000000-0x000006000000 : "kernel"

0x000006000000-0x000007000000 : "dtb"

0x000007000000-0x000020000000 : "rootfs"

一共有四个分区,第一个分区存放uboot,地址范围为0x0~0x4000000(共64MB);第二个分区存放kernel(也就是linuxkernel),地址范围为0x4000000~0x6000000(共32MB);第三个分区存放dtb(设备树),地址范围为0x6000000~0x7000000(共16MB);剩下的所有存储空间全部作为最后一个分区,存放rootfs(根文件系统)。

uboot是从地址0开始存放的,其实用不了这么大的区域,但是为了好管理才分配了这么大的,将NAND版本的u-boot.imx文件放到Ubuntu中的tftpboot目录中,然后使用tftp命令将其下载到开发板的0X87800000地址处,最终使用“nandwrite”将其烧写到NAND中,命令如下:

tftp 0x87800000 u-boot.imx //下载u-boot.imx到DRAM中

nand erase 0x0 0x100000 //从地址0开始擦除1MB的空间

nand write 0x87800000 0x0 0x100000 //将接收到的u-boot.imx写到NAND中

u-boot.imx很小,一般就是4,5百KB,所以擦除1MB的空间就可以了。写入的时候也是按照1M的数据写入的,所以肯定会写入一些无效的数据。你也可以将写入的大小改为u-boot.imx这个文件的大小,这样写入的数据量就是u-boot.imx的实际大小了。

同理我们也可以更新NAND中的linuxkernel和设备树(dtb)文件,命令如下:

tftp 0x87800000 zImage //下载zImage到DRAM中

nand erase 0x4000000 0xA00000 //从地址0x4000000开始擦除10MB的空间

nand write 0x87800000 0x4000000 0xA00000 //将接收到的zImage写到NAND中

这里我们擦出了10MB的空间,因为一般zImage就是6,7MB左右,10MB肯定够了,如果不够的话就将在多擦除一点就行了。

最后烧写设备树(dtb)文件文件,命令如下:

tftp 0x87800000 imx6ull-alientek-nand.dtb //下载dtb到DRAM中

nand erase 0x6000000 0x100000 //从地址0x6000000开始擦除1MB的空间

nand write 0x87800000 0x6000000 0x100000 //将接收到的dtb写到NAND中

dtb文件一般只有几十KB,所以擦除1M是绰绰有余的了。

根文件系统(rootfs)就不要在uboot中更新了,还是使用NXP提供的MFGTool工具来烧写,因为根文件系统太大!很有可能超过开发板DRAM的大小,这样连下载都没法下载,更别说更新了。

4、nand read命令

此命令用于从NAND中的指定地址读取指定大小的数据到DRAM中,命令格式如下:

nand read addr off size

addr是目的地址,off是要读取的NAND中的数据源地址,size是要读取的数据大小。比如我们读取设备树(dtb)文件到0x83000000地址处,命令如下:

nand read 0x83000000 0x6000000 0x19000

过程如图30.4.8.4所示:

图30.4.8.4 nandread读取过程

设备树文件读取到DRAM中以后就可以使用fdt命令来对设备树进行操作了,首先设置fdt的地址,fdt地址就是DRAM中设备树的首地址,命令如下:

fdtaddr 83000000

设置好以后可以使用“fdtheader”来查看设备树的头信息,输入命令:

fdtheader

结果如图30.4.8.5所示:

图30.4.8.5 设备树头信息

输入命令“fdtprint”就可以查看设备树文件的内容,输入命令:

fdtprint

结果如图30.4.8.6所示:

图30.4.8.6 设备树文件

图30.4.8.6中的文件就是我们写到NAND中的设备树文件,至于设备树文件的详细内容我们后面会有专门的章节来讲解,这里大家知道这个文件就行了。

NAND常用的操作命令就是擦除、读和写,至于其他的命令大家可以自行研究一下,一定不要尝试全片擦除NAND的指令!!否则NAND就被全部擦除掉了,什么都没有了,又得重头烧整个系统。

30.4.9 BOOT操作命令

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和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。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命令用于自动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。现在我们使用网络和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文件夹如图30.4.9.1所示:

图30.4.9.1tftpboot文件夹

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

命令运行结果如图30.4.9.2所示:

图30.4.9.2通过网络启动Linux

上图就是我们通过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-alientek-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,如果没有的话参考30.4.6小节中讲解的fatwrite命令将tftpboot中的zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb文件烧写到EMMC的分区1中。然后使用命令fatload将zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb文件拷贝到DRAM中,地址分别为0X80800000和0X83000000,最后使用bootz启动,命令如下:

fatload mmc 1:1 80800000 zImage

fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb

bootz 80800000 - 83000000

命令运行结果如图30.4.9.3所示:

图30.4.6.3从EMMC中启动Linux

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:

bootmaddr

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:

setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

saveenv

boot

运行结果如图30.4.6.4所示:

图30.4.6.4设置bootcmd从网络启动Linux

前面说过uboot倒计时结束以后就会启动Linux系统,其实就是执行的bootcmd中的启动命令。只要不修改bootcmd中的内容,以后每次开机uboot倒计时结束以后都会使用tftp命令从网络下载zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb,然后启动Linux。

如果想从EMMC启动那就设置bootcmd为“fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000”,然后使用boot命令启动即可,命令如下:

setenv bootcmd 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

savenev

boot

运行结果如图30.4.6.5所示:

图30.4.6.5设置bootcmd从EMMC启动Linux

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。

30.4.10其他常用命令

uboot中还有其他一些常用的命令,比如reset、go、run和mtest等。

1、reset命令

reset命令顾名思义就是复位的,输入“reset”即可复位重启,如图30.4.10.1所示:

图30.4.10.1reset命令运行结果

2、go命令

go命令用于跳到指定的地址处执行应用,命令格式如下:

go addr [arg ...]

addr是应用在DRAM中的首地址,我们可以编译一下裸机例程的实验13_printf,然后将编译出来的printf.bin拷贝到Ubuntu中的tftpboot文件夹里面,注意,这里要拷贝printf.bin文件,不需要在前面添加IVT信息,因为uboot已经初始化好了DDR了。使用tftp命令将printf.bin下载到开发板DRAM的0X87800000地址处,因为裸机例程的链接首地址就是0X87800000,最后使用go命令启动printf.bin这个应用,命令如下:

tftp 87800000 printf.bin

go 87800000

结果如图30.4.10.2所示:

图30.4.10.2go命令运行裸机例程

从图30.4.10.2可以看出,通过go命令我们就可以在uboot中运行裸机例程。

3、run命令

run命令用于运行环境变量中定义的命令,比如可以通过“runbootcmd”来运行bootcmd中的启动命令,但是run命令最大的作用在于运行我们自定义的环境变量。在后面调试Linux系统的时候常常要在网络启动和EMMC/NAND启动之间来回切换,而bootcmd只能保存一种启动方式,如果要换另外一种启动方式的话就得重写bootcmd,会很麻烦。这里我们就可以通过自定义环境变量来实现不同的启动方式,比如定义环境变量mybootemmc表示从emmc启动,定义mybootnet表示从网络启动,定义mybootnand表示从NAND启动。如果要切换启动方式的话只需要运行“runmybootxxx(xxx为emmc、net或nand)”即可。

说干就干,创建环境变量mybootemmc、mybootnet和mybootnand,命令如下:

setenv mybootemmc 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb;bootz 80800000 - 83000000'

setenv mybootnand 'nand read 80800000 4000000 800000;nand read 83000000 6000000 100000;bootz 80800000 - 83000000'

setenv mybootnet 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

saveenv

创建环境变量成功以后就可以使用run命令来运行mybootemmc、mybootnet或mybootnand来实现不同的启动:

runmybootemmc

run mytoobnand

run mybootnet

4、mtest命令

mtest命令是一个简单的内存读写测试命令,可以用来测试自己开发板上的DDR,命令格式如下:

mtest [start [end [pattern [iterations]]]]

start是要测试的DRAM开始地址,end是结束地址,比如我们测试0X80000000~0X80001000这段内存,输入“mtest8000000080001000”,结果如图30.4.10.3所示:

图30.4.10.3mtest命令运行结果

从图30.4.10.3可以看出,测试范围为0X80000000~0X80001000,已经测试了486次,如果要结束测试就按下键盘上的“Ctrl+C”键。

至此,uboot常用的命令就讲解完了,如果要使用uboot的其他命令,可以查看uboot中的帮助信息,或者上网查询一下相应的资料。

图30.1.1uboot官网

我们可以在uboot官网下载uboot源码,点击图30.1.1中左侧Topics中的“Source Code”,打开如图30.1.2所示界面:

图30.1.2uboot源码界面

点击图30.1.2中的“FTP Server”,进入其FTP服务器即可看到uboot源码,如图30.1.3所示:

图30.1.3uboot源码

图30.1.3中就是uboot原汁原味的源码文件,目前最新的版本是2019.04。但是我们一般不会直接用uboot官方的U-Boot源码的。uboot官方的uboot源码是给半导体厂商准备的,半导体厂商会下载uboot官方的uboot源码,然后将自家相应的芯片移植进去。也就是说半导体厂商会自己维护一个版本的uboot,这个版本的uboot相当于是他们定制的。既然是定制的,那么肯定对自家的芯片支持会很全,虽然uboot官网的源码中一般也会支持他们的芯片,但是绝对是没有半导体厂商自己维护的uboot全面。

NXP就维护的2016.03这个版本的uboot,下载地址为:http://git.freescale.com/git/cgit.cgi/imx/uboot-imx.git/tag/?h=imx_v2016.03_4.1.15_2.0.0_ga&id=

rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga,下载界面如图30.1.4所示:

图30.1.4 NXP官方uboot下载界面

图30.1.4中的uboot-imx_rel_imx4.1.15_2.1.0_ga.xx(xx为zip、tar.gz或tar.bz2)就是NXP官方维护的uboott,后面我们学习uboot移植的时候就是使用的图30.1.4中的uboot,下载uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2。我们已经放到了开发板光盘中,路径为:开发板光盘->1、程序源码->4、NXP官方原版Uboot和Linux->uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2。图30.1.4中的uboot基本支持了NXP当前所有可以跑Linux的芯片,而且支持各种启动方式,比如EMMC、NAND、NOR FLASH等等,这些都是uboot官方所不支持的。但是图30.1.4中的uboot是针对NXP自家评估板的,如果是我们自己做的板子就需要修改NXP官方的uboot,使其支持我们自己做的板子,正点原子的I.MX6U开发板就是自己做的板子,虽然大部分都参考了NXP官方的I.MX6ULL EVK开发板,但是还是有很多不同的地方,所以需要修改NXP官方的uboot,使其适配正点原子的I.MX6U开发板。所以当我们拿到开发板以后,是有三种uboot的,这三种uboot的区别如表30.1.1所示:

种类

描述

uboot官方的uboot代码

由uboot官方维护开发的uboot版本,版本更新快,基本包含所有常用的芯片。

半导体厂商的uboot代码

半导体厂商维护的一个uboot,专门针对自家的芯片,在对自家芯片支持上要比uboot官方的好。

开发板厂商的uboot代码

开发板厂商在半导体厂商提供的uboot基础上加入了对自家开发板的支持。

表30.1.1三种uboot的区别

那么这三种uboot该如何选择呢?首先uboot官方的基本是不会用的,因为支持太弱了。最常用的就是半导体厂商或者开发板厂商的uboot,如果你用的半导体厂商的评估板,那么就使用半导体厂商的uboot,如果你是购买的第三方开发板,比如正点原子的I.MX6ULL开发板,那么就使用正点原子提供的uboot源码(也是在半导体厂商的uboot上修改的)。当然了,你也可以在购买了第三方开发板以后使用半导体厂商提供的uboot,只不过有些外设驱动可能不支持,需要自己移植,这个就是我们常说的uboot移植。

本节是uboot的使用,所以就直接使用正点原子已经移植好的uboot,这个已经放到了开发板光盘中了,路径为:开发板光盘->1、程序源码->3、正点原子修改后的Uboot和Linux->uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek.tar.bz2。

30.2U-Boot初次编译

在Ubuntu中创建存放uboot的目录,比如我的是/home/$USER/linux/uboot,然后在此目录下新建一个名为“alientek_uboot”的文件夹用于存放正点原子提供的uboot源码。alientek_uboot文件夹创建成功以后使用FileZilla软件将正点原子提供的uboot源码拷贝到此目录中,正点原子提供的uboot源码已经放到了开发板光盘中,路径为:开发板光盘->1、例程源码->3、正点原子修改后的Uboot和Linux-> uboot-imx-2016.03-2.1.0-g8b546e4.tar.bz2。将其拷贝到Ubuntu中新建的alientek_uboot文件夹下,完成以后如图30.2.1所示:

图30.2.1将uboot拷贝到Ubuntu中

使用如下命令对其进行解压缩:

tar -vxjf uboot-imx-2016.03-2.1.0-g8b546e4.tar.bz2

解压完成以后alientek_uboot文件夹内容如图30.2.2所示:

图30.2.2 解压后的uboot

图30.2.2中除了uboot-imx-2016.03-2.1.0-g8b546e4.tar.bz2这个正点原子提供的uboot源码压缩包以外,其他的文件和文件夹都是解压出来的uboot源码。

1、512MB(DDR3)+8GB(EMMC)核心板

如果使用的是512MB+8G的EMMC核心板,使用如下命令来编译对应的uboot:

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig

make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j12

这三条命令中ARCH=arm设置目标为arm架构,CROSS_COMPILE指定所使用的交叉编译器。第一条命令相当于“makedistclean”,目的是清除工程,一般在第一次编译的时候最好清理一下工程。第二条指令相当于“make mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig”,用于配置uboot,配置文件为mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig。最后一条指令相当于“make -j12”也就是使用12核来编译uboot。当这三条命令执行完以后uboot也就编译成功了,如图30.2.3所示:

图30.2.3 编译完成

编译完成以后的alentek_uboot文件夹内容如图30.2.4所示:

图30.2.4 编译后的uboot源码

可以看出,编译完成以后uboot源码多了一些文件,其中u-boot.bin就是编译出来的uboot二进制文件。uboot是个裸机程序,因此需要在其前面加上头部(IVT、DCD等数据)才能在I.MX6U上执行,图30.2.4中的u-boot.imx文件就是添加头部以后的u-boot.bin,u-boot.imx就是我们最终要烧写到开发板中的uboot镜像文件。

每次编译uboot都要输入一长串命令,为了简单起见,我们可以新建一个shell脚本文件,将这些命令写到shell脚本文件里面,然后每次只需要执行shell脚本即可完成编译工作。新建名为mx6ull_alientek_emmc.sh的shell脚本文件,然后在里面输入如下内容:

示例代码30.2.1 mx6ull_alientek_emmc.sh文件代码

1 #!/bin/bash

2 make ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf- distclean

3 make ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig

4 make V= 1 ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf-- j12

第1行是shell脚本要求的,必须是“#!/bin/bash”或者“#!/bin/sh”。

第2行使用了make命令,用于清理工程,也就是每次在编译uboot之前都清理一下工程。这里的make命令带有三个参数,第一个是ARCH,也就是指定架构,这里肯定是arm;第二个参数CROSS_COMPILE用于指定编译器,只需要指明编译器前缀就行了,比如arm-linux-gnueabihf-gcc编译器的前缀就是“arm-linux-gnueabihf-”;最后一个参数distclean就是清除工程。

第3行也使用了make命令,用于配置uboot。同样有三个参数,不同的是,最后一个参数是mx6ull_alientek_emmc_defconfig。前面说了uboot是bootloader的一种,可以用来引导Linux,但是uboot除了引导Linux以外还可以引导其它的系统,而且uboot还支持其它的架构和外设,比如USB、网络、SD卡等。这些都是可以配置的,需要什么功能就使能什么功能。所以在编译uboot之前,一定要根据自己的需求配置uboot。mx6ull_alientek_emmc_defconfig就是正点原子针对I.MX6U-ALPHA的EMMC核心板编写的配置文件,这个配置文件在uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek /configs目录中。在uboot中,通过“makexxx_defconfig”来配置uboot,xxx_defconfig就是不同板子的配置文件,这些配置文件都在uboot/configs目录中。

第4行有4个参数,用于编译uboot,通过第3行配置好uboot以后就可以直接“make”编译uboot了。其中V=1用于设置编译过程的信息输出级别;-j用于设置主机使用多少线程编译uboot,最好设置成我们虚拟机所设置的核心数,如果在VMware里面给虚拟就分配了4个核,那么使用-j4是最合适的,这样4个核都会一起编译。

使用chmod命令给予mx6ull_alientek_emmc.sh文件可执行权限,然后就可以使用这个shell脚本文件来重新编译uboot,命令如下:

./mx6ull_alientek_emmc.sh

1、256MB(DDR3)+256MB/512MB(NAND)核心板

如果用的256MB+256MB/512MB的NAND核心板,新建名为mx6ull_alientek_nand.sh的shell脚本文件,然后在里面输入如下内容:

示例代码30.2.2 mx6ull_alientek_nand.sh文件代码

1 #!/bin/bash

2 make ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf- distclean

3 make ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr256_nand_defconfig

4 make V= 1 ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm- linux- gnueabihf-- j12

完成以后同样使用chmod指令给予mx6ull_alientek_nand.sh可执行权限,然后输入如下命令即可编译NAND版本的uboot:

./mx6ull_alientek_nand.sh

mx6ull_alientek_nand.sh和mx6ull_alientek_emmc.sh类似,只是uboot配置文件不同,这里就不详细介绍了。

30.3 U-Boot烧写与启动

uboot编译好以后就可以烧写到板子上使用了,这里我们跟前面裸机例程一样,将uboot烧写到SD卡中,然后通过SD卡来启动来运行uboot。使用imxdownload软件烧写,命令如下:

chmod 777 imxdownload //给予imxdownload可执行权限,一次即可

./imxdownload u-boot.bin /dev/sdd

等待烧写完成,完成以后将SD卡插到I.MX6U-ALPHA开发板上,BOOT设置从SD卡启动,使用USB线将USB_TTL和电脑连接,也就是将开发板的串口1连接到电脑上。打开SecureCRT,设置好串口参数并打开,最后复位开发板。在SecureCRT上出现“Hit any key to stop autoboot: ”倒计时的时候按下键盘上的回车键,默认是3秒倒计时,在3秒倒计时结束以后如果没有按下回车键的话uboot就会使用默认参数来启动Linux内核了。如果在3秒倒计时结束之前按下回车键,那么就会进入uboot的命令行模式,如图30.3.1所示:

图30.3.1 uboot启动过程

从图30.3.1可以看出,当进入到uboot的命令行模式以后,左侧会出现一个“=>”标志。uboot启动的时候会输出一些信息,这些信息如下所示:

示例代码30.3.1 uboot输出信息

1 U-Boot 2016.03 (Apr 12 2019 - 02:33:00 +0800)

2

3 CPU: Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)

4 CPU: Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 46C

5 Reset cause: POR

6 Board: MX6ULL 14x14 EVK

7 I2C: ready

8 DRAM: 512 MiB

9 MMC: FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1

10 Display: ATK-LCD-7-1024x600 (1024x600)

11 Video: 1024x600x24

12 ** Unrecognized filesystem type **

13 In: serial

14 Out: serial

15 Err: serial

16 switch to partitions #0, OK

17 mmc0 is current device

18 Net: FEC1

19 Normal Boot

20 Hit any key to stop autoboot: 0

21 =>

第1行是uboot版本号和编译时间,可以看出,当前的uboot版本号是2016.03,编译时间是2019年4月12日凌晨2点33(没错!为了赶教程和例程,我这一年多以来基本每天晚上工作到凌晨两三点!看到这里一定要记得到论坛夸我一下!)。

第3和第4行是CPU信息,可以看出当前使用的CPU是飞思卡尔的I.MX6ULL(I.MX以前属于飞思卡尔,然而飞思卡尔被NXP收购了),如果使用528MHz的I.MX6ULL,此处会显示主频为528MHz。但是如果使用800MHz的I.MX6ULL的话此处会显示69MHz,这个是uboot内部主频读取错误,但是不影响运行,可以不用管。不管是528MHz还是800MHz的I.MX6ULL,此时都运行在396MHz。这颗芯片是工业级的,可以工作在-40°C~105°C。

第5行是复位原因,当前的复位原因是POR。I.MX6ULL芯片上有个POR_B引脚,将这个引脚拉低即可复位I.MX6ULL。

第6行是板子名字,当前的板子名字为“MX6ULL 14x14 EVK”。

第7行提示I2C准备就绪。

第8行提示当前板子的DRAM(内存)为512MB,如果是NAND版本的话内存为256MB。

第9行提示当前有两个MMC/SD卡控制器:FSL_SDHC(0)和FSL_SDHC(1)。I.MX6ULL支持两个MMC/SD,正点原子的I.MX6ULL EMMC核心板上FSL_SDHC(0)接的EMMC,FSL_SDHC(1)接的SD(TF)卡。

第10和第11行是LCD型号,当前的LCD型号是ATK-LCD-7-1024x600 (1024x600),分辨率为1024x600,格式为RGB888(24位)。

第13~15是标准输入、标准输出和标准错误所使用的终端,这里都使用串口(serial)作为终端。

第16和17行是切换到emmc的第0个分区上,因为当前的uboot是emmc版本的,也就是从emmc启动的。我们只是为了方便将其烧写到了SD卡上,但是它的“内心”还是EMMC的。所以uboot启动以后会将emmc作为默认存储器,当然了,你也可以将SD卡作为uboot的存储器,这个我们后面会讲解怎么做。

第18行是网口信息,提示我们当前使用的FEC1这个网口,I.MX6ULL支持两个网口。

第19行提示正常启动,也就是说uboot要从emmc里面读取环境变量和参数信息启动Linux内核了。

第20行是倒计时提示,默认倒计时3秒,倒计时结束之前按下回车键就会进入Linux命令行模式。如果在倒计时结束以后没有按下回车键,那么Linux内核就会启动,Linux内核一旦启动,uboot就会寿终正寝。

这个就是uboot默认输出信息的含义,NAND版本的uboot也是类似的,只是NAND版本的就没有EMMC/SD相关信息了,取而代之的就是NAND的信息,比如NAND容量大小信息。

uboot是来干活的,我们现在已经进入uboot的命令行模式了,进入命令行模式以后就可以给uboot发号施令了。当然了,不能随便发号施令,得看看uboot支持哪些命令,然后使用这些uboot所支持的命令来做一些工作。下一节就讲解uboot命令的使用。

30.4U-Boot命令使用

进入uboot的命令行模式以后输入“help”或者“?”,然后按下回车即可查看当前uboot所支持的命令,如图30.4.1所示:

图30.4.1 uboot命令列表

图30.4.1中只是uboot的一部分命令,具体的命令列表以实际为准。图30.4.1中的命令并不是uboot所支持的所有命令,前面说过uboot是可配置的,需要什么命令就使能什么命令。所以图30.4.1中的命令是正点原子提供的uboot中使能的命令,uboot支持的命令还有很多,而且也可以在uboot中自定义命令。这些命令后面都跟有命令说明,用于描述此命令的作用,但是命令具体怎么用呢?我们输入“help(或?)命令名”既可以查看命令的详细用法,以“bootz”这个命令为例,我们输入如下命令即可查看“bootz”这个命令的用法:

? bootz 或 helpbootz

结果如图30.4.2所示:

图30.4.2bootz命令使用说明

图30.4.2中就详细的列出了“bootz”这个命令的详细,其它的命令也可以使用此方法查询具体的使用方法。接下来我们学习一下一些常用的uboot命令。

30.4.1信息查询命令

常用的和信息查询有关的命令有3个:bdinfo、printenv和version。先来看一下bdinfo命令,此命令用于查看板子信息,直接输入“bdinfo”即可,结果如图30.4.1.1所示:

图30.4.1.1bdinfo命令

从图30.4.1.1中可以得出DRAM的其实地址和大小、启动参数保存起始地址、波特率、sp(堆栈指针)起始地址等信息。

命令“printenv”用于输出环境变量信息,uboot也支持TAB键自动补全功能,输入“print”然后按下TAB键就会自动补全命令,直接输入“print”也可以。输入“print”,然后按下回车键,环境变量如图30.4.1.2所示:

图30.4.1.2printenv命令结果

在图30.4.1.2中有很多的环境变量,比如baudrate、board_name、board_rec、boot_fdt、bootcmd等等。uboot中的环境变量都是字符串,既然叫做环境变量,那么它的作用就和“变量”一样。比如bootdelay这个环境变量就表示uboot启动延时时间,默认bootdelay=3,也就默认延时3秒。前面说的3秒倒计时就是由bootdelay定义的,如果将bootdelay改为5的话就会倒计时5s了。uboot中的环境变量是可以修改的,有专门的命令来修改环境变量的值,稍后我们会讲解。

命令version用于查看uboot的版本号,输入“version”,uboot版本号如图30.4.1.3所示:

图30.4.1.3version命令结果

从图30.4.1.3可以看出,当前uboot版本号为2016.03,2019年4月12日编译的,编译器为arm-linux-gnueabihf-gcc等信息。

30.4.2环境变量操作命令

1、修改环境变量

环境变量的操作涉及到两个命令:setenv和saveenv,命令setenv用于设置或者修改环境变量的值。命令saveenv用于保存修改后的环境变量,一般环境变量是存放在外部flash中的,uboot启动的时候会将环境变量从flash读取到DRAM中。所以使用命令setenv修改的是DRAM中的环境变量值,修改以后要使用saveenv命令将修改后的环境变量保存到flash中,否则的话uboot下一次重启会继续使用以前的环境变量值。

命令saveenv使用起来很简单,格式为:

saveenv命令值

saveenv命令‘值1值2值3’

比如我们要将环境变量bootdelay改为5,就可以使用如下所示命令:

setenvbootdelay5

saveenv

上述命令执行过程如图30.4.2.1所示:

图30.4.2.1环境变量修改

在图30.4.2.1中,当我们使用命令saveenv保存修改后的环境变量的话会有保存过程提示信息,根据提示可以看出环境变量保存到了MMC(1)中,也就是EMMC中。因为我用的EMMC版本的核心板,所以会保存到MMC(1)中,如果是NAND版本核心板的话就会提示保存到NAND中。

修改bootdelay以后,重启开发板,uboot就是变为5秒倒计时,如图30.4.2.2所示:

图30.4.2.25秒倒计时

有时候我们修改的环境变量值可能会有空格,比如bootcmd、bootargs等,这个时候环境变量值就得用单引号括起来,比如下面修改环境变量bootcmd的值:

setenv bootcmd 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw'

saveenv

上面命令设置bootcmd的值为“console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw”,其中“console=ttymxc0,115200”、“root=/dev/mmcblk1p2”、“rootwait”和“rw”相当于四组“值”,这四组“值”之间用空格隔开,所以需要使用单引号‘’将其括起来,表示这四组“值”都属于环境变量bootcmd。

2、新建环境变量

命令setenv也可以用于新建命令,用法就是修改环境变量一样,比如我们新建一个环境变量author,author的值为我的名字拼音:zuozhongkai,那么就可以使用如下命令:

setenv author zuozhongkai

saveenv

新建命令author完成以后重启uboot,然后使用命令printenv查看当前环境变量,如图30.4.2.3所示:

图30.4.2.3环境变量

从图30.4.2.3可以看到新建的环境变量:author,其值为:zuozhongkai。

3、删除环境变量

既然可以新建环境变量,那么就可以删除环境变量,删除环境变量也是使用命令setenv,要删除一个环境变量只要给这个环境变量赋空值即可,比如我们删除掉上面新建的author这个环境变量,命令如下:

setenv author

saveenv

上面命令中通过setenv给author赋空值,也就是什么都不写来删除环境变量author。重启uboot就会发现环境变量author没有了。

30.4.3内存操作命令

内存操作命令就是用于直接对DRAM进行读写操作的,常用的内存操作命令有md、nm、mm、mw、cp和cmp。我们依次来看一下这些命令都是做什么的。

1、md命令

md命令用于显示内存值,格式如下:

md[.b, .w, .l] address [# of objects]

命令中的[.b .w .l]对应byte、word和long,也就是分别以1个字节、2个字节、4个字节来显示内存值。address就是要查看的内存起始地址,[# of objects]表示要查看的数据长度,这个数据长度单位不是字节,而是跟你所选择的显示格式有关。比如你设置要查看的内存长度为20(十六进制为0x14),如果显示格式为.b的话那就表示20个字节;如果显示格式为.w的话就表示20个word,也就是20*2=40个字节;如果显示格式为.l的话就表示20个long,也就是20*4=80个字节。另外要注意:

uboot命令中的数字都是十六进制的!不是十进制的!

比如你想查看以0X80000000开始的20个字节的内存值,显示格式为.b的话,应该使用如下所示命令:

md.b 80000000 14

而不是:

md.b 80000000 20

上面说了,uboot命令里面的数字都是十六进制的,所以可以不用写“0x”前缀,十进制的20其十六进制为0x14,所以命令md后面的个数应该是14,如果写成20的话就表示查看32(十六进制为0x20)个字节的数据。分析下面三个命令的区别:

md.b 80000000 10

md.w 80000000 10

md.l 80000000 10

上面这三个命令都是查看以0X80000000为起始地址的内存数据,第一个命令以.b格式显示,长度为0x10,也就是16个字节;第二个命令以.w格式显示,长度为0x10,也就是16*2=32个字节;最后一个命令以.l格式显示,长度也是0x10,也就是16*4=64个字节。这三个命令的执行结果如图30.4.3.1所示:

图30.4.3.1md命令使用示例

2、nm命令

nm命令用于修改指定地址的内存值,命令格式如下:

nm [.b, .w, .l] address

nm命令同样可以以.b、.w和.l来指定操作格式,比如现在以.l格式修改0x80000000地址的数据为0x12345678。输入命令:

nm.l 80000000

输入上述命令以后如图30.4.3.2所示:

图30.4.3.2nm命令

在图30.4.3.2中,80000000表示现在要修改的内存地址,ffffff00表示地址0x80000000现在的数据,?后面就可以输入要修改后的数据0x12345678,输入完成以后按下回车,然后再输入‘q’即可退出,如图30.4.3.3所示:

图30.4.3.3修改内存数据

修改完成以后在使用命令md来查看一下有没有修改成功,如图30.4.3.4所示:

图30.4.3.4查看修改后的值

从图30.4.3.4可以看出,此时地址0X80000000的值变为了0x12345678。

3、mm命令

mm命令也是修改指定地址内存值的,使用mm修改内存值的时候地址会自增,而使用命令nm的话地址不会自增。比如以.l格式修改从地址0x80000000开始的连续3个内存块(3*4=12个字节)的数据为0X05050505,操作如图30.4.3.5所示:

图30.4.3.5命令mm

从图30.4.3.5可以看出,修改了地址0X80000000、0X80000004和0X8000000C的内容为0x05050505。使用命令md查看修改后的值,结果如图30.4.3.6所示:

图30.4.3.6查看修改后的内存数据

从图30.4.3.6可以看出内存数据修改成功。

4、mw命令

命令mw用于使用一个指定的数据填充一段内存,命令格式如下:

mw [.b, .w, .l] address value [count]

mw命令同样可以以.b、.w和.l来指定操作格式,address表示要填充的内存起始地址,value为要填充的数据,count是填充的长度。比如使用.l格式将以0X80000000为起始地址的0x10个内存块(0x10 * 4=64字节)填充为0X0A0A0A0A,命令如下:

mw.l 80000000 0A0A0A0A 10

然后使用命令md来查看,如图30.4.3.7所示:

图30.4.3.7查看修改后的内存数据

从图30.4.3.7可以看出内存数据修改成功。

5、cp命令

cp是数据拷贝命令,用于将DRAM中的数据从一段内存拷贝到另一段内存中,或者把Nor Flash中的数据拷贝到DRAM中。命令格式如下:

cp [.b, .w, .l] source target count

cp命令同样可以以.b、.w和.l来指定操作格式,source为源地址,target为目的地址,count为拷贝的长度。我们使用.l格式将0x80000000处的地址拷贝到0X80000100处,长度为0x10个内存块(0x10*4=64个字节),命令如下所示:

cp.l 80000000 80000100 10

结果如图30.4.3.8所示:

图30.4.3.8cp命令操作结果

在图30.4.3.8中,先使用md.l命令打印出地址0x80000000和0x80000100处的数据,然后使用命令cp.l将0x80000100处的数据拷贝到0x80000100处。最后使用命令md.l查看0x80000100处的数据有没有变化,检查拷贝是否成功。

6、cmp命令

cmp是比较命令,用于比较两段内存的数据是否相等,命令格式如下:

cmp [.b, .w, .l] addr1 addr2 count

cmp命令同样可以以.b、.w和.l来指定操作格式,addr1为第一段内存首地址,addr2为第二段内存首地址,count为要比较的长度。我们使用.l格式来比较0x80000000和0X80000100这两个地址数据是否相等,比较长度为0x10个内存块(16*4=64个字节),命令如下所示:

cmp.l 80000000 80000100 10

结果如图30.4.3.9所示:

图30.4.3.9 cmp命令比较结果

从图30.4.3.9可以看出两段内存的数据相等。我们再随便挑两段内存比较一下,比如地址0x80002000和0x800003000,长度为0X10,比较结果如图30.4.3.10所示:

图30.4.3.10cmp命令比较结果

从图30.4.3.10可以看出,0x80002000处的数据和0x80003000处的数据就不一样。

30.4.4网络操作命令

uboot是支持网络的,我们在移植uboot的时候一般都要调通网络功能,因为在移植linuxkernel的时候需要使用到uboot的网络功能做调试。uboot支持大量的网络相关命令,比如dhcp、ping、nfs和tftpboot,我们接下来依次学习一下这几个和网络有关的命令。

在使用uboot的网络功能之前先用网线将开发板的ENET2接口和电脑或者路由器连接起来,I.MX6U-ALPHA开发板有两个网口:ENET1和ENET2,一定要连接ENET2,不能连接错了,ENET2接口如图30.4.4.1所示。

图30.4.4.1 ENET2网络接口

建议开发板和主机PC都连接到同一个路由器上!最后设置表30.4.4.1中所示的几个环境变量。

环境变量

描述

ipaddr

开发板ip地址,可以不设置,使用dhcp命令来从路由器获取IP地址。

ethaddr

开发板的MAC地址,一定要设置。

gatewayip

网关地址。

netmask

子网掩码。

serverip

服务器IP地址,也就是Ubuntu主机IP地址,用于调试代码。

表30.4.4.1网络相关环境变量

表30.4.4.1中环境变量设置命令如下所示:

setenv ipaddr 192.168.1.50

setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35

setenv gatewayip 192.168.1.1

setenv netmask 255.255.255.0

setenv serverip 192.168.1.250

saveenv

注意,网络地址环境变量的设置要根据自己的实际情况,确保Ubuntu主机和开发板的IP地址在同一个网段内,比如我现在的开发板和电脑都在192.168.1.0这个网段内,所以设置开发板的IP地址为192.168.1.50,我的Ubuntu主机的地址为192.168.1.250,因此serverip就是192.168.1.250。ethaddr为网络MAC地址,是一个48bit的地址,如果在同一个网段内有多个开发板的话一定要保证每个开发板的ethaddr是不同的,否则通信会有问题!设置好网络相关的环境变量以后就可以使用网络相关命令了。

1、ping命令

开发板的网络能否使用,是否可以和服务器(Ubuntu主机)进行通信,通过ping命令就可以验证,直接ping服务器的IP地址即可,比如我的服务器IP地址为192.168.1.250,命令如下:

ping192.168.1.250

结果如图30.4.4.2所示:

图30.4.4.2ping命令

从图30.4.4.2可以看出,192.168.1.250这个主机存在,说明ping成功,uboot的网络工作正常。

2、dhcp命令

dhcp用于从路由器获取IP地址,前提得开发板连接到路由器上的,如果开发板是和电脑直连的,那么dhcp命令就会失效。直接输入dhcp命令即可通过路由器获取到IP地址,如图30.4.4.3所示:

图30.4.4.3dhcp命令

从图30.4.4.3可以看出,开发板通过dhcp获取到的IP地址为192.168.1.50,和我们手动设置的一样,这很正常。同时在图30.4.4.3中可以看到“warning:nobootfilename;”、“TFTP fromserver192.168.1.1”这样的字样。这是因为DHCP不单单是获取IP地址,其还会通过TFTP来启动linux内核,输入“? dhcp”即可查看dhcp命令详细的信息,如图30.4.4.4所示:

图30.4.4.4dhcp命令使用查询

3、nfs命令

nfs也就是网络文件系统,通过nfs可以在计算机之间通过网络来分享资源,比如我们将linux镜像和设备树文件放到Ubuntu中,然后在uboot中使用nfs命令将Ubuntu中的linux镜像和设备树下载到开发板的DRAM中。这样做的目的是为了方便调试linux镜像和设备树,也就是网络调试,通过网络调试是Linux开发中最常用的调试方法。原因是嵌入式linux开发不像单片机开发,可以直接通过JLINK或STLink等仿真器将代码直接烧写到单片机内部的flash中,嵌入式Linux通常是烧写到EMMC、NAND Flash、SPI Flash等外置flash中,但是嵌入式Linux开发也没有MDK,IAR这样的IDE,更没有烧写算法,因此不可能通过点击一个“download”按钮就将固件烧写到外部flash中。虽然半导体厂商一般都会提供一个烧写固件的软件,但是这个软件使用起来比较复杂,这个烧写软件一般用于量产的。其远没有MDK、IAR的一键下载方便,在Linux内核调试阶段,如果用这个烧写软件的话将会非常浪费时间,而这个时候网络调试的优势就显现出来了,可以通过网络将编译好的linux镜像和设备树文件下载到DRAM中,然后就可以直接运行。

我们一般使用uboot中的nfs命令将Ubuntu中的文件下载到开发板的DRAM中,在使用之前需要开启Ubuntu主机的NFS服务,并且要新建一个NFS使用的目录,以后所有要通过NFS访问的文件都需要放到这个NFS目录中。Ubuntu的NFS服务开启我们在4.2.1小节已经详细讲解过了,包括NFS文件目录的创建,如果忘记的话可以去查看一下4.2.1小节。我设置的/home/zuozhongkai/linux/nfs这个目录为我的NFS文件目录。uboot中的nfs命令格式如下所示:

nfs [loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]

loadAddress是要保存的DRAM地址,[[hostIPaddr:]bootfilename]是要下载的文件地址。这里我们将正点原子官方编译出来的Linux镜像文件zImage下载到开发板DRAM的0x80800000这个地址处。正点原子编译出来的zImage文件已经放到了开发板光盘中,路径为:8、开发板系统镜像->zImage。将文件zImage通过FileZilla发送到Ubuntu中的NFS目录下,比如我的就是放到/home/zuozhongkai/linux/nfs这个目录下,完成以后的NFS目录如图30.4.4.5所示:

图30.4.4.5 NFS目录中的zImage文件

准备好以后就可以使用nfs命令来将zImage下载到开发板DRAM的0X80800000地址处,命令如下:

nfs 80800000 192.168.1.250:/home/zuozhongkai/linux/nfs/zImage

命令中的“80800000”表示zImage保存地址,“192.168.1.250:/home/zuozhongkai/linux/nfs/zImage”表示zImage在192.168.1.250这个主机中,路径为/home/zuozhongkai/linux/nfs/zImage。下载过程如图30.4.4.6所示:

图30.4.4.6nfs命令下载zImage过程

在图30.4.4.6中会以“#”提示下载过程,下载完成以后会提示下载的数据大小,这里下载的6071136字节,而zImage的大小就是6071136字节,如图30.4.4.7所示:

图30.4.4.7zImage大小

下载完成以后查看0x80800000地址处的数据,使用命令md.b来查看前100个字节的数据,如图30.4.4.8所示:

图30.4.4.8下载的数据

在使用winhex软件来查看zImage,检查一下前面的数据是否和图30.4.4.8只的一致,结果如图30.4.4.9所示:

图30.4.4.9winhex查看zImage

可以看出图30.4.4.8和图30.4.4.9中的前100个字节的数据一致,说明nfs命令下载到的zImage是正确的。

4、tftp命令

tftp命令的作用和nfs命令一样,都是用于通过网络下载东西到DRAM中,只是tftp命令使用的TFTP协议,Ubuntu主机作为TFTP服务器。因此需要在Ubuntu上搭建TFTP服务器,需要安装tftp-hpa和tftpd-hpa,命令如下:

sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa

和NFS一样,TFTP也需要一个文件夹来存放文件,在用户目录下新建一个目录,命令如下:

mkdir/home/zuozhongkai/linux/tftpboot

chmod 777 /home/zuozhongkai/linux/tftpboot

这样我就在我的电脑上创建了一个名为tftpboot的目录(文件夹),路径为/home/zuozhongkai/linux/tftpboot。注意!我们要给tftpboot文件夹权限,否则的话uboot不能从tftpboot文件夹里面下载文件。

最后配置tftp,打开文件安装完成以后新建文件/etc/xinetd.d/tftp,然后在里面输入如下内容:

示例代码30.4.4.1 /etc/xinetd.d/tftp文件内容

1 server tftp

2{

3 socket_type = dgram

4 protocol = udp

5 wait = yes

6 user = root

7 server =/usr/sbin/ in. tftpd

8 server_args =- s / home/ zuozhongkai/ linux/ tftpboot/

9 disable = no

10 per_source = 11

11 cps = 1002

12 flags = IPv4

13}

完了以后启动tftp服务,命令如下:

sudo service tftpd-hpa start

打开/etc/default/tftpd-hpa文件,将其修改为如下所示内容:

示例代码30.4.4.2 /etc/default/tftpd-hpa文件内容

1 # / etc/default/ tftpd- hpa

2

3 TFTP_USERNAME= "tftp"

4 TFTP_DIRECTORY= "/home/zuozhongkai/linux/tftpboot"

5 TFTP_ADDRESS= ":69"

6 TFTP_OPTIONS= "-l -c -s"

TFTP_DIRECTORY就是我们上面创建的tftp文件夹目录,以后我们就将所有需要通过TFTP传输的文件都放到这个文件夹里面,并且要给予这些文件相应的权限。

最后输入如下命令,重启tftp服务器:

sudo service tftpd-hpa restart

tftp服务器已经搭建好了,接下来就是使用了。将zImage镜像文件拷贝到tftpboot文件夹中,并且给予zImage相应的权限,命令如下:

cp zImage /home/zuozhongkai/linux/tftpboot/

cd /home/zuozhongkai/linux/tftpboot/

chmod 777 zImage

万事俱备,只剩验证了,uboot中的tftp命令格式如下:

tftpboot [loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]

看起来和nfs命令格式一样的,loadAddress是文件在DRAM中的存放地址,[[hostIPaddr:]bootfilename]是要从Ubuntu中下载的文件。但是和nfs命令的区别在于,tftp命令不需要输入文件在Ubuntu中的完整路径,只需要输入文件名即可。比如我们现在将tftpboot文件夹里面的zImage文件下载到开发板DRAM的0X80800000地址处,命令如下:

tftp 80800000 zImage

下载过程如图30.4.4.10所示:

图30.4.4.10 tftp命令下载过程

从图30.4.4.10可以看出,zImage下载成功了,网速为1.4MibB/s,文件大小为6071136字节。同样的,可以使用md.b命令来查看前100个字节的数据是否和图30.4.4.9中的相等。有时候使用fttp命令从Ubuntu中下载文件的时候会出现如图30.4.4.11所示的错误提示:

图30.4.4.11 tftp下载出错

在图30.4.4.11中可以看到“TFTP error: 'Permission denied' (0)”这样的错误提示,提示没有权限,出现这个错误一般有两个原因:

①、在Ubuntu中创建tftpboot目录的时候没有给予tftboot相应的权限。

②、tftpboot目录中要下载的文件没有给予相应的权限。

针对上述两个问题,使用命令“chmod777xxx”来给予权限,其中“xxx”就是要给予权限的文件或文件夹。

好了,uboot中关于网络的命令就讲解到这里,我们最常用的就是ping、nfs和tftp这三个命令。使用ping命令来查看网络的连接状态,使用nfs和tftp命令来从Ubuntu主机中下载文件。

30.4.5 EMMC和SD卡操作命令

uboot支持EMMC和SD卡,因此也要提供EMMC和SD卡的操作命令。一般认为EMMC和SD卡是同一个东西,所以没有特殊说明,本教程统一使用MMC来代指EMMC和SD卡。uboot中常用于操作MMC设备的命令为“mmc”。

mmc是一系列的命令,其后可以跟不同的参数,输入“?mmc”即可查看mmc有关的命令,如图30.4.5.1所示:

图30.4.5.1mmc命令

从图30.4.5.1可以看出,mmc后面跟不同的参数可以实现不同的功能,如表30.4.5.1所示:

命令

描述

mmc info

输出MMC设备信息

mmc read

读取MMC中的数据。

mmc wirte

向MMC设备写入数据。

mmc rescan

扫描MMC设备。

mmcpart

列出MMC设备的分区。

mmc dev

切换MMC设备。

mmc list

列出当前有效的所有MMC设备。

mmc hwpartition

设置MMC设备的分区。

mmc bootbus……

设置指定MMC设备的BOOT_BUS_WIDTH域的值。

mmc bootpart……

设置指定MMC设备的boot和RPMB分区的大小。

mmc partconf……

设置指定MMC设备的PARTITION_CONFG域的值。

mmc rst

复位MMC设备

mmc setdsr

设置DSR寄存器的值。

表30.4.5.1mmc命令

1、mmcinfo命令

mmcinfo命令用于输出当前选中的mmcinfo设备的信息,输入命令“mmcinfo”即可,如图30.4.5.2所示:

图30.4.5.2mmcinfo命令

从图30.4.5.2可以看出,当前选中的MMC设备是EMMC,版本为4.5,容量为3.7GiB(EMMC为4GB),速度为52000000Hz=52MHz,8位宽的总线。还有一个与mmcinfo命令相同功能的命令:mmcinfo,“mmc”和“info”之间没有空格。

2、mmcrescan命令

mmcrescan命令用于扫描当前开发板上所有的MMC设备,包括EMMC和SD卡,输入“mmcrescan”即可。

3、mmclist命令

mmclist命令用于来查看当前开发板一共有几个MMC设备,输入“mmclist”,结果如图30.4.5.3所示:

图30.4.5.3扫描MMC设备

可以看出当前开发板有两个MMC设备:FSL_SDHC:0和FSL_SDHC:1 (eMMC),这是因为我现在用的是EMMC版本的核心板,加上SD卡一共有两个MMC设备,FSL_SDHC:0是SD卡,FSL_SDHC:1(eMMC)是EMMC,。默认会将EMMC设置为当前MMC设备,这就是为什么输入“mmcinfo”查询到的是EMMC设备信息,而不是SD卡。要想查看SD卡信息,就要使用命令“mmcdev”来将SD卡设置为当前的MMC设备。

4、mmcdev命令

mmcdev命令用于切换当前MMC设备,命令格式如下:

mmc dev [dev] [part]

[dev]用来设置要切换的MMC设备号,[part]是分区号。如果不写分区号的话默认为分区0。使用如下命令切换到SD卡:

mmc dev 0 //切换到SD卡,0为SD卡,1为eMMC

结果如图30.4.5.4所示:

图30.4.5.4切换到SD卡

从图30.4.5.4可以看出,切换到SD卡成功,mmc0为当前的MMC设备,输入命令“mmcinfo”即可查看SD卡的信息,结果如图30.4.5.5所示:

图30.4.5.5SD信息

从图30.4.5.5可以看出当前SD卡为3.0版本的,容量为14.8GiB(16GB的SD卡),4位宽的总线。

5、mmcpart命令

有时候SD卡或者EMMC会有多个分区,可以使用命令“mmcpart”来查看其分区,比如查看EMMC的分区情况,输入如下命令:

mmcdev1 //切换到EMMC

mmcpart //查看EMMC分区

结果如图30.4.5.6所示:

图30.4.5.6查看EMMC分区

从图30.4.5.6中可以看出,此时EMMC有两个分区,扇区20480~1024000为第一个分区,扇区1228800~6504448为第二个分区。如果EMMC里面烧写了Linux系统的话,EMMC是有3个分区的,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。但是在图30.4.5.6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,所以前面讲解的uboot烧写到SD卡,其实就是将u-boot.bin烧写到了SD卡的分区0里面。后面学习Linux内核移植的时候再讲解怎么在SD卡中创建并格式化第二个分区,并将Linux镜像文件和设备树文件存放到第二个分区中。

如果要将EMMC的分区2设置为当前MMC设置,可以使用如下命令:

mmcdev12

结果如图30.4.5.7所示:

图30.4.5.7设置EMMC分区2为当前设备

6、mmcread命令

mmc read命令用于读取mmc设备的数据,命令格式如下:

mmc read addr blk# cnt

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),一个块是512字节,这里的块和扇区是一个意思,在MMC设备中我们通常说扇区,cnt是要读取的块数量(十六进制)。比如从EMMC的第1536(0x600)个块开始,读取16(0x10)个块的数据到DRAM的0X80800000地址处,命令如下:

mmc dev 1 0 //切换到MMC分区0

mmc read 80800000 600 10 //读取数据

结果如图30.4.5.8所示:

图30.4.5.8mmcread命令

这里我们还看不出来读取是否正确,通过md.b命令查看0x80800000处的数据就行了,查看16*512=8192(0x2000)个字节的数据,命令如下:

md.b 80800000 2000

结果如图30.4.5.9所示:

图30.4.5.9读取到的数据(部分截图)

从图30.4.5.9可以看到“D$..baudrate=115200.board_name=EVK.board_rev=14X14.”等字样,这个就是uboot中的环境变量。EMMC核心板uboot环境变量的存储起始地址就是1536*512=786432。

7、mmcwrite命令

要将数据写到MMC设备里面,可以使用命令“mmcwrite”,格式如下:

mmc write addr blk# cnt

addr是要写入MMC中的数据在DRAM中的起始地址,blk是要写入MMC的块起始地址(十六进制),cnt是要写入的块大小,一个块为512字节。我们可以使用命令“mmcwrite”来升级uboot,也就是在uboot中更新uboot。这里要用到nfs或者tftp命令,通过nfs或者tftp命令将新的u-boot.bin下载到开发板的DRAM中,然后再使用命令“mmcwrite”将其写入到MMC设备中。我们就来更新一下SD中的uboot,先查看一下SD卡中的uboot版本号,注意编译时间,输入命令:

mmcdev0 //切换到SD卡

version //查看版本号

结果如图30.4.5.10所示:

图30.4.5.10uboot版本查询

可以看出当前SD卡中的uboot是2019年4月15日12:52:04编译的。我们现在重新编译一下uboot,然后将编译出来的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。最后使用tftp命令将其下载到0x80800000地址处,命令如下:

tftp 80800000 u-boot.imx

下载过程如图30.4.5.11所示:

图30.4.5.11u-boot.imx下载过程

可以看出,u-boot.imx大小为 416768字节,416768/512=814,所以我们要向SD卡中写入814个块,如果有小数的话就要加1个块。使用命令“mmcwrite”从SD卡分区0第2个块(扇区)开始烧写,一共烧写814(0x32E)个块,命令如下:

mmc dev 0 0

mmc write 80800000 2 32E

烧写过程如图30.4.5.12所示:

图30.4.5.12烧写过程

烧写成功,重启开发板(从SD卡启动),重启以后再输入version来查看版本号,结果如图30.4.5.13所示:

图30.4.5.13uboot版本号

从图30.4.5.13可以看出,此时的uboot是2019年4月21号18:05:59编译的,这个时间就是我刚刚编译uboot的时间,说明uboot更新成功。这里我们就学会了如何在uboot中更新uboot了,如果要更新EMMC中的uboot也是一样的。

千万不要写SD卡或者EMMC的前两个块(扇区),里面保存着分区表!

千万不要写SD卡或者EMMC的前两个块(扇区),里面保存着分区表!

千万不要写SD卡或者EMMC的前两个块(扇区),里面保存着分区表!

8、mmcerase命令

如果要擦除MMC设备的指定块就是用命令“mmcerase”,命令格式如下:

mmc erase blk# cnt

blk为要擦除的起始块,cnt是要擦除的数量。没事不要用mmcerase来擦除MMC设备!!!

关于MMC设备相关的命令就讲解到这里,表30.4.5.1中还有一些跟MMC设备操作有关的命令,但是很少用到,这里就不讲解了,感兴趣的可以上网查一下,或者在uboot中查看这些命令的使用方法。

30.4.6 FAT格式文件系统操作命令

有时候需要在uboot中对SD卡或者EMMC中存储的文件进行操作,这时候就要用到文件操作命令,跟文件操作相关的命令有:fatinfo、fatls、fstype、fatload和fatwrite,但是这些文件操作命令只支持FAT格式的文件系统!!

1、fatinfo命令

fatinfo命令用于查询指定MMC设置指定分区的文件系统信息,格式如下:

fatinfo <interface> [<dev[:part]>]

interface表示接口,比如mmc,dev是查询的设备号,part是要查询的分区。比如我们要查询EMMC分区1的文件系统信息,命令如下:

fatinfo mmc 1:1

结果如图30.4.6.1所示:

图30.4.6.1emmc分区1文件系统信息

从上图可以看出,EMMC分区1的文件系统为FAT16格式的。

2、fatls命令

fatls命令用于查询FAT格式设备的目录和文件信息,命令格式如下:

fatls <interface> [<dev[:part]>] [directory]

interface是要查询的接口,比如mmc,dev是要查询的设备号,part是要查询的分区,directory是要查询的目录。比如查询EMMC分区1中的所有的目录和文件,输入命令:

fatls mmc 1:1

结果如图30.4.6.2所示:

图30.4.6.2 EMMC分区1文件查询

从上图可以看出,emmc的分区1中存放着两个文件:zimage和imx6ull-14x14-evk.dtb,这两个文件分别是linux镜像文件和设备树。并且在emmc的分区1中有两个文件,没有目录

3、fstype命令

fstype用于查看MMC设备某个分区的文件系统格式,命令格式如下:

fstype <interface><dev>:<part>

正点原子EMMC核心板上的EMMC默认有3个分区,我们来查看一下这三个分区的文件系统格式,输入命令:

fstypemmc1:0

fstype mmc 1:1

fstype mmc 1:2

结果如图30.4.6.3所示:

图30.4.6.3fstype命令

从上图可以看出,分区0格式未知,因为分区0存放的uboot,并且分区0没有格式化,所以文件系统格式未知。分区1的格式为fat,分区1用于存放linux镜像和设备树。分区2的格式为ext4,用于存放Linux的跟文件系统。

4、fatload命令

fatload命令用于将指定的文件读取到DRAM中,命令格式如下:

fatload <interface> [<dev[:part]> [<addr> [<filename> [bytes [pos]]]]]

interface为接口,比如mmc,dev是设备号,part是分区,addr是保存在DRAM中的起始地址,filename是要读取的文件名字。bytes表示读取多少字节的数据,如果bytes为0或者省略的话表示读取整个文件。pos是要读的文件相对于文件首地址的偏移,如果为0或者省略的话表示从文件首地址开始读取。我们将EMMC分区1中的zImage文件读取到DRAM中的0X80800000地址处,命令如下:

fatload mmc 1:1 80800000 zImage

操作过程如图30.4.6.4所示:

图30.4.6.4读取过程

从上图可以看出在153ms内读取了6071136个字节的数据,速度为37.8MiB/s,速度是非常快的,因为这是从EMMC里面读取的,而EMMC是8位的,速度肯定会很快的。

5、fatwrite命令

fatwirte命令用于将DRAM中的数据写入到MMC设备中,命令格式如下:

fatwrite <interface><dev[:part]><addr><filename><bytes>

interface为接口,比如mmc,dev是设备号,part是分区,addr是要写入的数据在DRAM中的起始地址,filename是写入的数据文件名字,bytes表示要写入多少自己的数据。我们可以通过fatwrite命令在uboot中更新linux镜像文件和设备树。我们以更新linux镜像文件zImage为例,首先将正点原子I.MX6U-ALPHA开发板提供的zImage镜像文件拷贝到Ubuntu中的tftpboot目录下,zImage镜像文件放到了开发板光盘中,路径为:开发板光盘->8、开发板系统镜像->zImage。拷贝完成以后的tftpboot目录如图30.4.6.5所示:

图30.4.6.5zImage放到tftpboot目录中。

使用命令tftp将zImage下载到DRAM的0X80800000地址处,命令如下:

tftp 80800000 zImage

下载过程如图30.4.6.6所示:

图30.4.6.6zImage下载过程

zImage大小为6039328(0X5C2720)个字节,接下来使用命令fatwrite将其写入到EMMC的分区1中,文件名字为zImage,命令如下:

fatwrite mmc 1:1 80800000 zImage 0x5c2720

结果如图30.4.6.7所示:

图30.4.6.7将zImage烧写到EMMC扇区1中

完成以后使用“fatls”命令查看一下EMMC分区1里面的文件,结果如图30.4.6.8所示:

图30.4.6.8 EMMC分区1里面的文件

30.4.7 EXT格式文件系统操作命令

uboot有ext2和ext4这两种格式的文件系统的操作命令,常用的就四个命令,分别为:ext2load、ext2ls、ext4load、ext4ls和ext4write。这些命令的含义和使用与fatload、fatls和fatwrit一样,只是ext2和ext4都是针对ext文件系统的。比如ext4ls命令,EMMC的分区2就是ext4格式的,使用ext4ls就可以查询EMMC的分区2中的文件和目录,输入命令:

ext4ls mmc 1:2

结果如图30.4.7.1所示:

图30.4.7.1ext4ls命令

关于ext格式文件系统其他命令的操作参考30.4.6小节的即可,这里就不讲解了。

30.4.8 NAND操作命令

uboot是支持NAND Flash的,所以也有NAND Flash的操作命令,前提是使用的NAND版本的核心板,并且编译NAND核心板对应的uboot,然后使用imxdownload软件将u-boot.bin烧写到SD卡中,最后通过SD卡启动。一般情况下NAND版本的核心板已经烧写好了uboot、linux kernel和rootfs这些文件,所以可以将BOOT拨到NAND,然后直接从NAND Flash启动即可。

NAND版核心板启动信息如图30.4.8.1所示:

图30.4.8.1 NAND核心板启动信息

从图30.4.8.1可以看出,当前开发板的NAND容量为512MiB。输入“? nand”即可查看所有有关NAND令,如图30.4.8.2所示:

图30.4.8.2 NAND相关操作命令

可以看出,NAND相关的操作命令少,本节我们讲解一些常用的命令。

1、nand info命令

此命令用户打印NAND Flash信息,输入“nandinfo”,结果如图30.4.8.3所示:

图30.4.8.3 nand信息

图30.4.8.3中给出了NAND的页大小、OOB域大小,擦除大小等信息。可以对照着所使用的NAND Flash数据手册来查看一下这些信息是否正确。

2、nanddevice命令

nanddevice用于切换NAND Flash,如果你的板子支持多片NAND的话就可以使用此命令来设置当前所使用的NAND。这个需要你的CPU有两个NAND控制器,并且两个NAND控制器各接一片NAND Flash。就跟I.MX6U有两个SDIO接口,这两个SDIO接口可以接两个MMC设备一样。不过一般情况下CPU只有一个NAND接口,而且在使用中只接一片NAND。

3、nanderase命令

nanderase命令用于擦除NAND Flash,NAND Flash的特性决定了在向NAND Flash写数据之前一定要先对要写入的区域进行擦除。“nanderase”命令有三种形式:

nand erase[.spread] [clean] off size //从指定地址开始(off)开始,擦除指定大小(size)的区域。

nand erase.part [clean] partition //擦除指定的分区

nand erase.chip [clean] //全篇擦除

NAND的擦除命令一般是配合写命令的,后面讲解NAND写命令的时候在演示如何使用“nand erase”。

4、nandwrite命令

此命令用于向NAND指定地址写入指定的数据,一般和“nanderase”命令配置使用来更新NAND中的uboot、linuxkernel或设备树等文件,命令格式如下:

nand write addr off size

addr是要写入的数据首地址,off是NAND中的目的地址,size是要写入的数据大小。

以更新NAND中的uboot为例,讲解一下如何使用此命令。先编译出来NAND版本的u-boot.imx文件,在烧写之前要先对NAND进行分区,也就是规划好uboot、linuxkernel、设备树和根文件系统的存储区域,I.MX6U-ALPHA开发板的NAND分区如下:

0x000000000000-0x000004000000 : "boot"

0x000004000000-0x000006000000 : "kernel"

0x000006000000-0x000007000000 : "dtb"

0x000007000000-0x000020000000 : "rootfs"

一共有四个分区,第一个分区存放uboot,地址范围为0x0~0x4000000(共64MB);第二个分区存放kernel(也就是linuxkernel),地址范围为0x4000000~0x6000000(共32MB);第三个分区存放dtb(设备树),地址范围为0x6000000~0x7000000(共16MB);剩下的所有存储空间全部作为最后一个分区,存放rootfs(根文件系统)。

uboot是从地址0开始存放的,其实用不了这么大的区域,但是为了好管理才分配了这么大的,将NAND版本的u-boot.imx文件放到Ubuntu中的tftpboot目录中,然后使用tftp命令将其下载到开发板的0X87800000地址处,最终使用“nandwrite”将其烧写到NAND中,命令如下:

tftp 0x87800000 u-boot.imx //下载u-boot.imx到DRAM中

nand erase 0x0 0x100000 //从地址0开始擦除1MB的空间

nand write 0x87800000 0x0 0x100000 //将接收到的u-boot.imx写到NAND中

u-boot.imx很小,一般就是4,5百KB,所以擦除1MB的空间就可以了。写入的时候也是按照1M的数据写入的,所以肯定会写入一些无效的数据。你也可以将写入的大小改为u-boot.imx这个文件的大小,这样写入的数据量就是u-boot.imx的实际大小了。

同理我们也可以更新NAND中的linuxkernel和设备树(dtb)文件,命令如下:

tftp 0x87800000 zImage //下载zImage到DRAM中

nand erase 0x4000000 0xA00000 //从地址0x4000000开始擦除10MB的空间

nand write 0x87800000 0x4000000 0xA00000 //将接收到的zImage写到NAND中

这里我们擦出了10MB的空间,因为一般zImage就是6,7MB左右,10MB肯定够了,如果不够的话就将在多擦除一点就行了。

最后烧写设备树(dtb)文件文件,命令如下:

tftp 0x87800000 imx6ull-alientek-nand.dtb //下载dtb到DRAM中

nand erase 0x6000000 0x100000 //从地址0x6000000开始擦除1MB的空间

nand write 0x87800000 0x6000000 0x100000 //将接收到的dtb写到NAND中

dtb文件一般只有几十KB,所以擦除1M是绰绰有余的了。

根文件系统(rootfs)就不要在uboot中更新了,还是使用NXP提供的MFGTool工具来烧写,因为根文件系统太大!很有可能超过开发板DRAM的大小,这样连下载都没法下载,更别说更新了。

4、nand read命令

此命令用于从NAND中的指定地址读取指定大小的数据到DRAM中,命令格式如下:

nand read addr off size

addr是目的地址,off是要读取的NAND中的数据源地址,size是要读取的数据大小。比如我们读取设备树(dtb)文件到0x83000000地址处,命令如下:

nand read 0x83000000 0x6000000 0x19000

过程如图30.4.8.4所示:

图30.4.8.4 nandread读取过程

设备树文件读取到DRAM中以后就可以使用fdt命令来对设备树进行操作了,首先设置fdt的地址,fdt地址就是DRAM中设备树的首地址,命令如下:

fdtaddr 83000000

设置好以后可以使用“fdtheader”来查看设备树的头信息,输入命令:

fdtheader

结果如图30.4.8.5所示:

图30.4.8.5 设备树头信息

输入命令“fdtprint”就可以查看设备树文件的内容,输入命令:

fdtprint

结果如图30.4.8.6所示:

图30.4.8.6 设备树文件

图30.4.8.6中的文件就是我们写到NAND中的设备树文件,至于设备树文件的详细内容我们后面会有专门的章节来讲解,这里大家知道这个文件就行了。

NAND常用的操作命令就是擦除、读和写,至于其他的命令大家可以自行研究一下,一定不要尝试全片擦除NAND的指令!!否则NAND就被全部擦除掉了,什么都没有了,又得重头烧整个系统。

30.4.9 BOOT操作命令

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和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。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命令用于自动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。现在我们使用网络和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文件夹如图30.4.9.1所示:

图30.4.9.1tftpboot文件夹

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

命令运行结果如图30.4.9.2所示:

图30.4.9.2通过网络启动Linux

上图就是我们通过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-alientek-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,如果没有的话参考30.4.6小节中讲解的fatwrite命令将tftpboot中的zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb文件烧写到EMMC的分区1中。然后使用命令fatload将zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb文件拷贝到DRAM中,地址分别为0X80800000和0X83000000,最后使用bootz启动,命令如下:

fatload mmc 1:1 80800000 zImage

fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb

bootz 80800000 - 83000000

命令运行结果如图30.4.9.3所示:

图30.4.6.3从EMMC中启动Linux

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:

bootmaddr

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:

setenv bootcmd 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

saveenv

boot

运行结果如图30.4.6.4所示:

图30.4.6.4设置bootcmd从网络启动Linux

前面说过uboot倒计时结束以后就会启动Linux系统,其实就是执行的bootcmd中的启动命令。只要不修改bootcmd中的内容,以后每次开机uboot倒计时结束以后都会使用tftp命令从网络下载zImage和imx6ull-alientek-emmc.dtb,然后启动Linux。

如果想从EMMC启动那就设置bootcmd为“fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000”,然后使用boot命令启动即可,命令如下:

setenv bootcmd 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek_emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

savenev

boot

运行结果如图30.4.6.5所示:

图30.4.6.5设置bootcmd从EMMC启动Linux

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。

30.4.10其他常用命令

uboot中还有其他一些常用的命令,比如reset、go、run和mtest等。

1、reset命令

reset命令顾名思义就是复位的,输入“reset”即可复位重启,如图30.4.10.1所示:

图30.4.10.1reset命令运行结果

2、go命令

go命令用于跳到指定的地址处执行应用,命令格式如下:

go addr [arg ...]

addr是应用在DRAM中的首地址,我们可以编译一下裸机例程的实验13_printf,然后将编译出来的printf.bin拷贝到Ubuntu中的tftpboot文件夹里面,注意,这里要拷贝printf.bin文件,不需要在前面添加IVT信息,因为uboot已经初始化好了DDR了。使用tftp命令将printf.bin下载到开发板DRAM的0X87800000地址处,因为裸机例程的链接首地址就是0X87800000,最后使用go命令启动printf.bin这个应用,命令如下:

tftp 87800000 printf.bin

go 87800000

结果如图30.4.10.2所示:

图30.4.10.2go命令运行裸机例程

从图30.4.10.2可以看出,通过go命令我们就可以在uboot中运行裸机例程。

3、run命令

run命令用于运行环境变量中定义的命令,比如可以通过“runbootcmd”来运行bootcmd中的启动命令,但是run命令最大的作用在于运行我们自定义的环境变量。在后面调试Linux系统的时候常常要在网络启动和EMMC/NAND启动之间来回切换,而bootcmd只能保存一种启动方式,如果要换另外一种启动方式的话就得重写bootcmd,会很麻烦。这里我们就可以通过自定义环境变量来实现不同的启动方式,比如定义环境变量mybootemmc表示从emmc启动,定义mybootnet表示从网络启动,定义mybootnand表示从NAND启动。如果要切换启动方式的话只需要运行“runmybootxxx(xxx为emmc、net或nand)”即可。

说干就干,创建环境变量mybootemmc、mybootnet和mybootnand,命令如下:

setenv mybootemmc 'fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb;bootz 80800000 - 83000000'

setenv mybootnand 'nand read 80800000 4000000 800000;nand read 83000000 6000000 100000;bootz 80800000 - 83000000'

setenv mybootnet 'tftp 80800000 zImage; tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 80800000 - 83000000'

saveenv

创建环境变量成功以后就可以使用run命令来运行mybootemmc、mybootnet或mybootnand来实现不同的启动:

runmybootemmc

run mytoobnand

run mybootnet

4、mtest命令

mtest命令是一个简单的内存读写测试命令,可以用来测试自己开发板上的DDR,命令格式如下:

mtest [start [end [pattern [iterations]]]]

start是要测试的DRAM开始地址,end是结束地址,比如我们测试0X80000000~0X80001000这段内存,输入“mtest8000000080001000”,结果如图30.4.10.3所示:

图30.4.10.3mtest命令运行结果

从图30.4.10.3可以看出,测试范围为0X80000000~0X80001000,已经测试了486次,如果要结束测试就按下键盘上的“Ctrl+C”键。

至此,uboot常用的命令就讲解完了,如果要使用uboot的其他命令,可以查看uboot中的帮助信息,或者上网查询一下相应的资料。

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