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移植内核层让产品上有系统
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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：
GRUB（Grand 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。
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