E2000从eMMC或SD启动U-boot和系统-阿里云开发者社区

真诚感谢MK分享此篇文档

本文讲解了，如何设置uboot环境变量和编译linux内核，实现将uboot和系统同时放置到SD卡或eMMC后，从SD或者eMMC启动uboot，引导系统启动的过程。

同时使用E2000Q-demo，演示了从SD卡启动和从eMMC启动的过程。

1、制作MMC（eMMC/SD卡）启动镜像文件

1.1、重新编译u-boot.bin，实现U-boot环境变量存储在MMC（eMMC/SD卡）

在交叉编译环境（Ubuntu20.04_X86虚拟机），进入Uboot源码目录，运行makemenuconfig配置环境参数保存在MMC设备，偏移地址为0x300000（这里0x00000-0x300000地址空间预留存放BIOS固件fip-all.bin，偏移地址必须大于fip-all.bin），然后重新make得到u-boot.bin。

正面.png

进入E2000打包工具image-fix目录，更新bl33_new.bin指向重新make得到的u-boot.bin，然后执行脚本打包得到新的BIOS固件文件fip-all.bin。

1.2、重新编译linux内核，实现bootargs传递分区信息

E2000配置从MMC（eMMC/SD卡）启动的模式，上电启动需要从MMC设备（eMMC/SD卡）起始地址加载BIOS固件，BIOS固件会覆盖分区表信息，因此需要开启“u-boot通过bootargs重新传递分区表”的功能。

在交叉编译环境（Ubuntu20.04_X86虚拟机），进入linuxkernel源码目录，运行makemenuconfig开启commandlinepartitionsupport，然后重新make得到内核镜像Image.gz。

正面.png

1.3、打包MMC（eMMC/SD卡）启动镜像

第1步：在交叉编译环境（Ubuntu20.04_X86虚拟机），使用命令 mkimage将当前目录下的内核Image.gz、设备树e2000q-demo-board.dtb进行打包，得到启动镜像文件uImage.itd。

mkimage -f ./ demo.its ./uImage.itd

demo.its文件:

/dts-v1/;
/ {
  description = "Image with single Linux kernel and compressed FDT blobs";
  #address-cells = <1>;
  images {
    kernel {
      description = "Linux kernel";
      data = /incbin/("./Image.gz");
      type = "kernel";
      arch = "arm64";
      os = "linux";
      compression = "gzip";
      load = <0x80080000>;
      entry = <0x80080000>;
      hash-1 {
        algo = "crc32";
      };
      hash-2 {
        algo = "sha1";
      };
    };
    fdt@ demo{
      description = "e2000q demo board";
      data = /incbin/("./e2000q-demo-board.dtb");
      type = "flat_dt";
      arch = "arm64";
      compression = "none";
      hash-1 {
        algo = "crc32";
      };
      hash-2 {
        algo = "sha1";
      };
    };
  };
  configurations {
    default = "e2k@demo";
    e2k@demo{
      description = "Boot Linux kernel with FDT demo";
      kernel = "kernel";
      fdt = "fdt@demo";
    };
  };
};

第2步：然后，使用dd 命令将fip-all.bin、uImage.itd封装在一起（偏移地址0x400000，可根据情况修改），封装合并后文件为BIOS固件fip-all.bin，这里把fip-all.bin重命名为mmc-boot.bin，支持eMMC/SD卡的MMC启动镜像文件就制作完成了。

dd if=./uImage.itd of=./fip-all.bin bs=1M seek=4
sync
mv -f fip-all.bin mmc-boot.bin
sync

2、E20000Q-DEMO SD卡启动BIOS和系统

2.1、制作SD启动系统盘

第1步：在交叉编译环境（Ubuntu20.04_X86虚拟机）连接SD卡设备，使用fdisk 对SD卡进行分区，第一个分区起始地址要避开前64MB地址（First sector (2048-62333951,default 2048): 131072），空间0~64MB将用来存放fip-all.bin、kernel和设备树，64MB及之后空间是Linux根目录存放分区，下图为分区过程。

正面.png

第2步：使用mkfs.ext4格式化分区（例：mkfs.ext4 /dev/sdb1），并使用mount 命令挂载文件系统。第3步：将Linux根文件系统解压到SD卡分区根目录，解压完毕后，sync命令同步文件，然后使用 umount 卸载SD卡的挂载。第4步：使用dd 命令烧录mmc-boot.bin到目标设备 /dev/sdb（目标设备可根据情况修改）。

sudo dd if=mmc-boot.bin of=/dev/sdb
sync

到这里，SD系统盘就安装制作完成了。

2.2、在E20000Q-DEMO参考板上加载SD系统盘

第1步：将SD卡插入E2000Q-DEMO板的SD插座，配置SE_CFG[4:0]为SD启动模式，上电。第2步：在命令行设置如下Uboot环境变量后boot启动，这里bootargs重新传递分区表（前64MB为分区1，后面为第分区2，Linux根目录放在分区2）。

setenv bootcmd "mmc dev 1;mmc read 0x90000000 0x2000 0x10000;bootm 0x90000000#e2k@demo"
setenv bootargs 'console=ttyAMA1,115200 earlycon=pl011,0x2800d000 root=/dev/mmcblk1p2 rootfstype=ext4 rootwait rw cma=128m blkdevparts=mmcblk1:64M(boot),-(userdata);'
saveenv
boot

系统加载过程，SD启动log如下：

…….
Hit any key to stop autoboot:  0
switch to partitions #0, OK
mmc1 is current device         
MMC read: dev # 1, block # 8192, count 65536 ... 65536 blocks read: OK
## Loading kernel from FIT Image at 90000000 ...
   Using 'e2k@demo' configuration
   Trying 'kernel' kernel subimage
     Description:  Linux kernel
     Type:         Kernel Image
     Compression:  gzip compressed
     Data Start:   0x900000e4
     Data Size:    7363002 Bytes = 7 MiB
     Architecture: AArch64
     OS:           Linux
     Load Address: 0x80080000
     Entry Point:  0x80080000
     Hash algo:    crc32
     Hash value:   aad68492
     Hash algo:    sha1
     Hash value:   3a0551d751553ecf011b3ca4ff585ba5e6e37cb8
   Verifying Hash Integrity ... crc32+ sha1+ OK
## Loading fdt from FIT Image at 90000000 ...
   Using 'e2k@demo' configuration
   Trying 'fdt@demo' fdt subimage
     Description:  e2000q demo borad
     Type:         Flat Device Tree
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x90705bc8
     Data Size:    23372 Bytes = 22.8 KiB
     Architecture: AArch64
     Hash algo:    crc32
     Hash value:   9a360ce7
     Hash algo:    sha1
     Hash value:   7bf7a0fea3ecfe809ddddfe9863bb36340e1d9d5
   Verifying Hash Integrity ... crc32+ sha1+ OK
   Booting using the fdt blob at 0x90705bc8
   Uncompressing Kernel Image
   Loading Device Tree to 00000000f9c2f000, end 00000000f9c37b4b ... OK
run in ft_board_setup
fdt_addr 00000000f9c2f000
N: Phytium System Service Call: 0xc2000005
mb_count = 0x2
mb_blocks[0].mb_size = 0x7c000000
mb_blocks[1].mb_size = 0x180000000
fdt : can not find /memory@01  node
fdt : add node memory@01
fdt : dram size 0x200000000 update successfully
Starting kernel ...                 
/ {
       compatible = "phytium,e2000q";
…….

进入Linux系统后，查看分区：cat /proc/partitions

正面.png

3、E20000Q-DEMO eMMC启动BIOS和系统

第1步：在E2000Q-DEMO参考板，从SD、USB或者NVMe SSD加载进入Linux系统，对板载eMMC进行分区，第一个分区起始地址要避开前64MB地址（First sector (2048-62333951,default 2048): 131072），空间0~64MB将用来存放fip-all.bin、kernel和设备树，64MB及之后空间是Linux根目录存放分区，下图为分区过程。

第2步：使用mkfs.ext4格式化分区（例：mkfs.ext4 /dev/mmcblk0），并使用mount 命令挂载文件系统。

第3步：将Linux根文件系统解压到eMMC分区根目录，解压完毕后，sync命令同步文件，然后使用 umount 卸载eMMC的挂载。

sudo mount /dev/mmcblk0p1 /mntsudo tar zxvf core-image-xfce-e2000.tar.gz -C /mnt……syncsudo umount /dev/mmcblk0p1

第4步：使用dd 命令烧录mmc-boot.bin到目标设备 /dev/mmcblk0（目标设备可根据情况修改）。

dd if=mmc-boot.bin of=/dev/mmcblk0

sync

第5步：参考板配置SE_CFG[4:0]为eMMC启动模式，重新上电。

第6步：在命令行设置如下Uboot环境变量后boot启动，这里bootargs重新传递分区表（前64MB为分区1，后面为第分区2，Linux根目录放在分区2）。

setenv bootcmd "mmc dev 1;mmc read 0x90000000 0x2000 0x10000;bootm 0x90000000#e2k@demo"
setenv bootargs 'console=ttyAMA1,115200 earlycon=pl011,0x2800d000 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rootwait rw cma=128m blkdevparts=mmcblk0:64M(boot),-(userdata);'
saveenv
boot

eMMC加载系统成功：

…….
Hit any key to stop autoboot:  0
Card did not respond to voltage select! : -110
MMC read: dev # 0, block # 8192, count 65536 ... 65536 blocks read: OK
## Loading kernel from FIT Image at 90000000 ...
   Using 'e2k@demo' configuration
   Trying 'kernel' kernel subimage
     Description:  Linux kernel
     Type:         Kernel Image
     Compression:  gzip compressed
     Data Start:   0x900000e4
     Data Size:    7363002 Bytes = 7 MiB
     Architecture: AArch64
     OS:           Linux
     Load Address: 0x80080000
     Entry Point:  0x80080000
     Hash algo:    crc32
     Hash value:   aad68492
     Hash algo:    sha1
     Hash value:   3a0551d751553ecf011b3ca4ff585ba5e6e37cb8
   Verifying Hash Integrity ... crc32+ sha1+ OK
## Loading fdt from FIT Image at 90000000 ...
   Using 'e2k@demo' configuration
   Trying 'fdt@demo' fdt subimage
     Description:  e2000q demo borad
     Type:         Flat Device Tree
     Compression:  uncompressed
     Data Start:   0x90705bc8
     Data Size:    23372 Bytes = 22.8 KiB
     Architecture: AArch64
     Hash algo:    crc32
     Hash value:   9a360ce7
     Hash algo:    sha1
     Hash value:   7bf7a0fea3ecfe809ddddfe9863bb36340e1d9d5
   Verifying Hash Integrity ... crc32+ sha1+ OK
…….
The Phytium Distribution e2000 ttyAMA1                                                                            
Phytium SDK (Phy Reference Distro) 3.3.2 - Kernel \r
e2000 login: root
root@e2000:~#

E2000从eMMC或SD启动U-boot和系统

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