u-boot如何启动内核

U-Boot启动内核详解
最新推荐文章于 2025-09-03 11:44:22 发布
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本文详细介绍了U-Boot如何启动内核的三个步骤：将内核搬移到DDR中，校验内核格式和CRC，以及传参并启动内核。讨论了zImage和uImage的区别，并解释了如何编译内核以及uboot启动内核时的参数传递机制。

内核启动的三个步骤

注：本次分析的u-boot是九鼎官方的u-boot代码
下载地址：链接：http://pan.baidu.com/s/1gfpDZqj 密码：7cqe

一 将内核搬移到DDR中
一个完整的软件+硬件的嵌入式系统，静止时（未上电时）bootloader、kernel、rootfs等必须的软件都以镜像的形式存储在启动介质中（X210中是iNand/SD卡）；运行时都是在DDR内存中运行的，与存储介质无关。那么从静止状态到运行状态的过程就是启动过程。

1.运行时必须先加载到DDR中链接地址处
(1)uboot在第一阶段中进行重定位时将第二阶段（整个uboot镜像）加载到DDR的0xc3e00000地址处，这个地址就是uboot的链接地址。
(2)内核也有类似要求，uboot启动内核时将内存从SD卡读取放到DDR中（其实就是个重定位的过程），不能随意放置，必须放在内核的链接地址处，否则启动不起来。譬如我们使用的内核链接地址是0x30008000。

2.怎么获取静态内核镜像？

(1)SD卡/iNand/Nand/NorFlash等：raw分区
常规启动时各种镜像都在SD卡中，因此uboot只需要从SD卡的kernel分区去读取内核镜像到DDR中即可。读取要使用uboot的命令来读取（譬如X210的iNand版本是movi命令，X210的Nand版本就是Nand命令）
这种启动方式来加载ddr，使用命令：movi read kernel 30008000
其中kernel指的是uboot中的kernel分区（就是uboot中规定的SD卡中的一个区域范围，这个区域范围被设计来存放kernel镜像，就是所谓的kernel分区）

(2)tftp、nfs等网络下载方式从远端服务器获取镜像
uboot还支持

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没有代码空谈流程（U-boot如何启动内核）
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1.uboot启动内核的代码缩减如下：s = getenv ("bootcmd");debug ("### main_loop: bootcmd=\"%s\"\n", s ? s : "");if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay)){run_command (s, 0);}2.假设bootcmd = ...
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因此u-boot提供mkimage工具，用以生成u-boot可以识别的格式，称为uImage。c) **mkimage：**负责dtc的角色，通过解析its生成itb d) **image data file：**实际使用到的镜像文件。a) **its(image source file)文件：**类似于dts，负责描述image的信息，需要自行构造。b) **itb文件: **最终得到的image文件，类似于dtb文件，u-boot直接对其识别和解析。长度较大，需要额外信息较长。实现简单，长度较小；
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### U-Boot 启动内核的命令及相关使用方法 U-Boot 是一个功能强大的引导加载程序，用于初始化硬件并启动操作系统内核。在 U-Boot 中，启动内核的过程由特定的命令控制，这些命令通过 `U_BOOT_CMD` 宏定义，并且每个命令都有其特定的功能和用法。 #### 命令定义 U-Boot 的命令是通过 `U_BOOT_CMD` 宏来定义的，格式如下： ```c U_BOOT_CMD(name, maxargs, repeatable, command, "usage", "help") ``` 其中： - `name` 是命令的名称。 - `maxargs` 是命令支持的最大参数数量。 - `repeatable` 表示该命令是否可以重复执行。 - `command` 是指向实现该命令功能的函数指针。 - `"usage"` 是命令的简要用法说明。 - `"help"` 是更详细的帮助信息[^2]。 #### 启动内核的命令 U-Boot 中用于启动内核的主要命令是 `boot` 和 `bootm`。 1. **`boot` 命令** - 该命令是一个通用的启动命令，会根据配置自动选择合适的启动方式。 - 使用方法：直接输入 `boot` 即可触发默认的启动流程。 - 默认情况下，`boot` 命令会调用 `bootm` 命令来启动内核。 2. **`bootm` 命令** - `bootm` 是 U-Boot 中专门用于启动内核的命令。 - 使用方法： ```bash bootm <kernel_addr> [<initrd_addr> <fdt_addr>] ``` - `<kernel_addr>` 是内核镜像在内存中的地址。 - `<initrd_addr>` 是初始化 RAM 磁盘（initrd）的地址（可选）。 - `<fdt_addr>` 是设备树（Device Tree Blob, DTB）的地址（可选）[^1]。 3. **`go` 命令** - 该命令用于跳转到指定地址并开始执行代码。 - 使用方法： ```bash go <address> ``` - `<address>` 是要跳转的内存地址。 #### 示例代码 以下是一个典型的 U-Boot 启动内核的流程： ```bash # 加载内核到内存地址 0x80000000 tftp 0x80000000 uImage # 如果需要加载 initrd 和 dtb tftp 0x81000000 uInitrd tftp 0x82000000 uDtb # 启动内核 bootm 0x80000000 0x81000000 0x82000000 ``` #### 配置选项 在某些情况下，可能需要通过配置文件启用特定的启动介质支持。例如，启用从 SPI 闪存启动的支持可以通过以下配置实现： ```makefile # Boot media CONFIG_SPI_BOOT=y CONFIG_BOOTDELAY=3 ``` 上述配置表示启用了从 SPI 闪存启动的支持，并设置了 3 秒的启动延迟[^3]。 #### 注意事项 - 在使用 `bootm` 命令时，确保内核、initrd 和 DTB 的地址正确无误。 - 如果系统中没有 DTB 或 initrd，则可以省略对应的参数。 - 不同平台的 U-Boot 可能有不同的命令或扩展功能，具体请参考相关文档。
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