iMX6Q-sbreasd U-boot TFTP and NFS

 

 

      i.MX6Q-sbreasdU-bootTFTPandNFS

在介紹如何通過TFTP加載內核、NFS掛載網絡系統之前,先簡單介紹一下關於u-boot參數的種類:

一、

U-boot的環境變量值得注意的有兩個: bootcmd 和bootargs。

     bootcmd是自動啓動時默認執行的一些命令,因此你可以在當前環境中定義各種不同配置,不同環境的參數設置,然後設置bootcmd爲你經常使用的那種參數。

     bootargs是環境變量中的重中之重,甚至可以說整個環境變量都是圍繞着bootargs來設置的。bootargs的種類非常非常的多,我們平常只是使用了幾種而已,感興趣的可以看看這篇文章說的很全:http://blog.chinaunix.net/u2/79570/showart_1675071.html。bootargs非常的靈活,內核和文件系統的不同搭配就會有不同的設置方法,甚至你也可以不設置bootargs,而直接將其寫到內核中去(在配置內核的選項中可以進行這樣的設置),正是這些原因導致了bootargs使用上的困難。

  下面介紹一下bootargs常用參數,bootargs的種類非常的多,而且隨着kernel的發展會出現一些新的參數,使得設置會更加靈活多樣。

A. root

用來指定rootfs的位置, 常見的情況有:

  root=/dev/ram rw

  root=/dev/ram0 rw

B. rootfstype

  這個選項需要跟root一起配合使用,一般如果根文件系統是ext2的話,有沒有這個選項是無所謂的,但是如果是jffs2,squashfs等文件系統的話,就需要rootfstype指明文件系統的類型,不然會無法掛載根分區.

C. console

 console=tty 使用虛擬串口終端設備 .

 console=ttyS[,options] 使用特定的串口,options可以是這樣的形式bbbbpnx,這裏bbbb是指串口的波特率,p是奇偶位(從來沒有看過使用過),n是指的bits。

console=ttySAC[,options] 同上面。

D. mem

 mem=xxM 指定內存的大小,不是必須的

E. ramdisk_size

 ramdisk=xxxxx 不推薦

 ramdisk_size=xxxxx 推薦

上面這兩個都可以告訴ramdisk 驅動,創建的ramdisk的size,默認情況下是4m(s390默認8M),你可以查看Documentation/ramdisk.txt找到相關的描述,不過ramdisk=xxxxx在新版的內核都已經沒有提了,不推薦使用。

F. initrd, noinitrd

 當你沒有使用ramdisk啓動系統的時候,你需要使用noinitrd這個參數,但是如果使用了的話,就需要指定initrd=r_addr,size, r_addr表示initrd在內存中的位置,size表示initrd的大小。

G. init

 init指定的是內核啓起來後,進入系統中運行的第一個腳本,一般init=/linuxrc, 或者init=/etc/preinit,preinit的內容一般是創建console,null設備節點,運行init程序,掛載一些文件系統等等操作。請注意,很多初學者以爲init=/linuxrc是固定寫法,其實不然,/linuxrc指的是/目錄下面的linuxrc腳本,一般是一個連接罷了。

I. ip

 指定系統啓動之後網卡的ip地址,如果你使用基於nfs的文件系統,那麼必須要有這個參數,其他的情況下就看你自己的喜好了。設置ip有兩種方法:

ip = ip addr

ip=ip addr:server ip addr:gateway:netmask::which netcard:off

這兩種方法可以用,不過很明顯第二種要詳細很多,請注意第二種中which netcard 是指開發板上的網卡,而不是主機上的網卡。

 

說完常見的幾種bootargs,那麼我們來討論平常我經常使用的幾種組合:

1). 假設文件系統是ramdisk,且直接就在內存中,bootargs的設置應該如下:

setenv bootargs ‘initrd=0x32000000,0xa00000 root=/dev/ram0 console=ttySAC0 mem=64M init=/linuxrc’

 

2). 假設文件系統是ramdisk,且在flash中,bootargs的設置應該如下:

setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc’

注意這種情況下你應該要在bootm命令中指定ramdisk在flash中的地址,如bootm kernel_addr ramdisk_addr (fdt_addr)

 

3). 假設文件系統是jffs2類型的,且在flash中,bootargs的設置應該如下

setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw rootfstype=jffs2 init=/linuxrc’

 

4). 假設文件系統是基於nfs的,bootargs的設置應該如下

setenv bootargs ‘noinitrd mem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.3:/nfs ip=192.168.0.5:192.168.0.3:192.168.0.3:255.255.255.0::eth0:off’

或者

setenv bootargs ‘noinitrd mem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.3:/nfs ip=192.168.0.5’

 

二、

u-boot參數瞭解後,我們要簡單知道u-boot加載kernel和掛載rotfs的過程:

  首先我們開啓開發板後,從flash中將u-boot讀取到RAM中並運行,u-boot正常啓動,會按照botcmd參數的配置運行,而我們恰好設置了bootcmd的啓動方式,比如TFTP。這樣u-boot通過tftp加載了zImage內核,並運行內核,內核成功啓動了之後(同時將u-boot的bootargs參數傳遞給了內核),內核做完相應的硬件初始化等等之後,通過botargs傳遞的參數(我們設置成nfs網絡掛載rootfs)進行nfs掛載根文件系統rootfs,並啓動文件系統的第一個進程。之後我們的開發板就成功的和我們的主機同步,可以進行相應的調試開發了。

 

三、

  關於i.MX6q-sbaresd的mfgtools燒工具中已經有編譯好的u-boot和uImage,(當然還有rootfs,但是是壓縮文件tar.bz2個格式),我們使用燒些工具將整個系統(包括u-boot、kernel、rootfs)都燒寫進emmc,成功後,開啓開發板在u-boot的botdelay的時間之內,進入u-boot。接下來,在開始配置u-boot通過TFTP加載內核zImage和通過NFS和網絡文件系統進行掛載根文件系統rootfs之前,我們需要在主機(我用的是虛擬機VM10+ubuntu14.04)搭建滿足TFTP和NFS的服務器環境:

1、建立TFTP服務器:

  ubuntu下:

  安裝:

     sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa

  建立目錄:

  sudo mkdir /tftpboot -->用於tftp傳輸的目錄,也就是這裏面放編譯好的適用於此開發板zImage,和設備樹uImagexxx.dtb

  sudo chmod 777 /tftpboot

  更改配置文件:

  sudo vi /etc/defailt/tftpd-hpa

  # /etc/default/tftpd-hpa

 TFTP_USERNAME="tftp"

 TFTP_DIRECTORY="/tftpboot" # 這裏是你的tftpd-hpa的服務目錄,這個想建立在哪裏都行

 TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"

 TFTP_OPTIONS="-l -c -s" #這裏是選項,-c是可以上傳文件的參數,-s是指定tftpd-hpa服務目錄,上面已經指定

  重啓服務:

  sudo /etc/init.d/tftp-hpa restart

  至此,TFTP服務器建立完成。

2、搭建NFS服務器:

  安裝:

  sudo apt-get install nfs-kernel-server 

  建立目錄:

  sudo mkdir /nfsdir

  sudo chmod 777 -R /nfsdir

  sudo cp rootfs /nfsdir -a

     更改配置文件:

  sudo vi /etc/export

  在最後一行添加/nfsdir/rootfs *(rw,async,no_root_squash,no_subtree_check)

  *:允許所有的網段訪問,也可以使用具體的IP
rw:掛接此目錄的客戶端對該共享目錄具有讀寫權限
sync:資料同步寫入內存和硬盤
no_root_squash:root用戶具有對根目錄的完全管理訪問權限。
no_subtree_check:不檢查父目錄的權限

  重新開啓服務器:

  sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

  *測試:

  sudo mount -t nfs 192.168.1.110:/nfsdir/rootfs /tmp

  查看/tmp目錄: ls /tmp 會看到和你rootfs內容相同的目錄結構

  解除掛載:sudo umount /tmp

 

附錄:NFS常用參數如下:
ro 只讀訪問
rw 讀寫訪問sync 所有數據在請求時寫入共享
asyncnfs在寫入數據前可以響應請求
secure nfs通過1024以下的安全TCP/IP端口發送
insecure nfs通過1024以上的端口發送
wdelay 如果多個用戶要寫入nfs目錄,則歸組寫入(默認)
no_wdelay如果多個用戶要寫入nfs目錄,則立即寫入,當使用async時,無需此設置。
hide 在nfs共享目錄中不共享其子目錄
no_hide 共享nfs目錄的子目錄
subtree_check 如果共享/usr/bin之類的子目錄時,強制nfs檢查父目錄的權限(默認)
no_subtree_check和上面相對,不檢查父目錄權限
all_squash 共享文件的UID和GID映射匿名用戶anonymous,適合公用目錄。
no_all_squash 保留共享文件的UID和GID(默認)
root_squash root用戶的所有請求映射成如anonymous用戶一樣的權限(默認)
no_root_squasroot用戶具有根目錄的完全管理訪問權限
anonuid=xxx 指定nfs服務器/etc/passwd文件中匿名用戶的UID
anongid=xxx 指定nfs服務器/etc/passwd文件中匿名用戶的GID

      

  至此,NFS主機服務器建立完成。

 

四、

  配置u-boot參數:

前面已經成功啓動開發板,並進入u-boot,下面來配置u-boot的botargs和bootcmd參數:

  關於i.mx6q-sbaresd的mfgtools自帶的u-boot,參數已經進行了相應的配置,如果自己進行過改動,可以用命令:env default-a -f (之後save)來初始化配置,在這裏我們不需要改動太多,因爲這個u-boot已經配置的很全面。下面進行更改參數:

  setenv serverip 192.168.1.110 <--主機的ip地址

  setenv ipaddr 192.168.1.121 <--開發板的ip地址

  setenv ip_dyn no

  setenv nfsroot /nfsdir/rootfs <--共享目錄的路徑

 

  setenv image zImage <-- 編譯好的可用的內核

  setenv fdt_file uImage-imx6q-sabresd.dtb <-- 設備樹,在mfgtools工具中可以找到

  setenv netargs 'setenv bootargs console=${console},${baudrate} ${smp} root=/dev/nfs nfsroot=${serverip}:${nfsroot} ip=${ipaddr}:${serverip}:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:on,v3,tcp'

 

  這其中會看到,配置了很多的變量,其實這些變量的調用都始於bootcmd,我們在設置好這些後,save之後,執行 runnetboot ,成功加載內核zImage,和掛載rootfs。

  但是這樣不能再開啓u-boot後直接啓動內核和rootfs,原因是在啓動u-boot後執行的bootcmd不是我們所期望的方式,解決這個辦法只需重新設置bootcmd,

  setenv bootcmd ‘run netboot’

  save

 

  這樣,重啓就可以實現自動加載kernel和掛載rootfs了。

 

在看u-boot參數配置時會發現,netboot 在經過一些判斷後,執行了tftp zImage並bootm運行kernel,之後執行netargs參數,而netargs的內容正是我們的所配置的nfs的配置方法。

 

 

簡單的實現的u-boot通過tftp加載kernel和nfs掛載rootfs,希望能有所幫助。

 

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