一、u-boot中环境变量与uImage中MTD的分区关系

分区只是内核的概念,就是说A~B地址放内核,C~D地址放文件系统,(也就是规定哪个地址区间放内核或者文件系统)等等。

一般我们只需要分3-4个区,第一个为boot区,一个为boot参数区(传递给内核的参数),一个为内核区,一个为文件系统区。(但是有的内核就会有很多分区,比如内核参数会有两个,还有会Logo的地址)

而对于bootloader中只要能将内核下载到A~B区的A地址开始处就可以,C~D区的C起始地址下载文件系统…….这些起始地址在MTD的分区信息中能找到。所以bootloader对分区的概念不重要,只要它能把内核烧到A位置,把文件系统烧到C位置即可。

所以,在bootloader对Flash进行操作时,哪块区域放什么是以内核为主(内核中MTD的分区信息可以从内核的代码中看到)。传递给u-boot的参数只要和内核中MTD分区信息一致即可。

而为了方便操作,bootloader类似也引入分区的概念。例如,可以使用“nandwrite 0x3000000 kernel 200000”命令将uImage烧到kernel分区,而不必写那么长:nand write 3000000 A 200000,也就是用分区名来代替具体的地址。

这要对bootloader对内核重新分区:这需要重新设置一下bootloader环境参数,就可以同步更新内核分区信息

如:

setenv bootargs ‘noinitrd console=ttySAC0root=/dev/mtdblock3 rootfstype=jffs2 mtdparts=nand_flash:128k(u-boot)ro,64k(u-bootenvs),3m(kernel),30m(root.jffs2),30m(root.yaffs)’

解析:在这里的挂载文件系统的地方mtdblock3,可以从mtdparts中看出来,第一个文件系统(jffs2格式)在第四个分区,所以使用mtdblock3,关于分区和文件系统的挂载在下面有解释。

在设置了mtdparts变量之后,就可以在nand read/write/erase命令中直接使用分区的名字而不必指定分区的偏移位置.而这需要内核MTD最好没有规划分区。

如果你是通过uboot的内核命令行给MTD层传递MTD分区信息,这种情况下,内核读取到的分区信息始终和u-boot中的保持一致(推荐的做法)

如果你是把分区信息写在内核源代码MTD里定义好的方法,那最好保证它和u-boot中的保持一致,即同步修改uboot及内核的相关部分。

解析:从分析的内容可以看出来,首先使用bootargs是可以重新设置内核分区的,使用的mtdparts,也就是说,如果内核中没有指定好mtd分区信息的话,使用uboot给与分区是很好的办法,如果内核中指定好了分区的信息,最好保证uboot中的分区和内核中的分区一直,如果不一致的话,自我感觉是使用uboot的分区信息,或者是uimage启动不成功。

Uboot中分区和内核MTD分区之间的关系理解:

 

首先觉得这两者是有关系的,但是关于在NAND分区过程中,是哪个依附于哪个,我觉得是uboot依附MTD,在内核flash device驱动中,如果有声明NAND分区信息的话,在uboot中可以再进行mtdparts分区,但是最终的结果是依照MTD进行挂载文件系统的,例如:

如果内核分区信息如下:

staticstruct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {

[0] = {

.name     = “uboot”,

.offset = 0x00000000,

.size     = 0x00040000,

},

[1] = {

.name     = “kernel”,

.offset = 0x00200000,

.size     = 0x00300000,

},

[2] = {

.name     = “yaffs2”,

.offset = 0x00500000,

.size     = MTDPART_SIZ_FULL

}

};

从中可以发现,uboot和kernel是存在间隙的,但是不管怎么说,在NAND的最低端可定是uboot的信息,那么这个开发板的uboot的分区信息如下:

bootargs=noinitrdroot=/dev/mtdblock2  init=/linuxrc console=ttySAC0

mtdparts=mtdparts=nandflash0:256k@0(bios),128k(params),128k(toc),512k(eboot),1024k(logo),3m(kernel),-(root)

从上面便可以看出来,挂载文件系统的块并不是按照mtdparts中顺序数出来的文件系统块,因为在内核代码中,文件系统是挂载在mtdblock2上,但是在uboot分区中不是这个样子,如果按照uboot的话应该是mtdblock5,但是内核中uboot和kernel之间是有间隙的,这个间隙正好别kernel之前的东西填充结束,总共2m,从内核信息中的mtd分区信息可知,在kernel声明中,偏移量offset=0x200000,也就是2m,但是uboot的大小是size=0x40000,也就是256K,

这两者中间是有间隙的,间隙的部分正好被填充满,但是挂载文件系统依旧是依照内核信息而不是依照uboot中的分区。

但是也有人说,修改nand分区,直接修改uboot中的mtdparts就可以,也就是说,

 

1.如何对nand 分区。修改mtdparts环境变量就可以了么?

对于目前的U-boot而言,是的.而且, 设置了mtdparts变量之后,你可以在nand read/write/erase命令中直接使用分区的名字而不必指定分区的偏移位置.

set bootargs noinitrd console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock3 rootfstype=jffs2  mtdparts=nand_flash:128k(u-boot)ro,64k(u-boot envs),3m(kernel),30m(root.jffs2),30m(root.yaffs)

2 内核通过bootargs找到文件系统,bootargs中的mtdblockx即代表分区,block1,2,3代表哪个分区是如何确定的。

事实上,bootargs中的”root=/dev /mtdblockx”只是告诉内核,root fs从第x个(x=0,1,2…)MTD分 区挂载,mtdblock0对应第一个分区,mtdblock1对应第二个分区,以此类推.至于这个分区对应 MTD device(NAND Flash)的哪一段范围,取决于内核读到的MTD分区信息,这个分区信息可以通过:

1) 写死在MTD层的NAND Controller驱动或者内核其他部分代码里

2) 通过U-boot传递给内核的命令行中的mtdparts=…部分解析得出,解析的规则同u-boot中mtdparts变量的赋值规则

3) 其他可以让内核知道分区信息的任何办法

3 在u-boot中给nand分区后是否要对应修改kernel的代码?

如果你用的是通过内核命令行给MTD层传递u-boot中的MTD分区信息,那是不需要的,在这种情况下,内核读取到的分区信息始终和u-boot中的保持一致(推荐的做法)

如果你用的是把分区信息写死在内核源代码里的方法,那最好保证它和u-boot中的保持一致,即同步修改内核的相关部分代码

从上面这几个情况看出来,如果在uboot中进行nand分区,那么尽量保证和内核一致,如果内核中没有声明分区信息的话,在uboot中的分区就可以当做分区信息使用。从第二个问题的回答可以看出来,那么挂载文件系统的部分还是依靠内核的mtd分区的。

nand write0x3000000 kernel 200000 这条命令是说从内存中往flash中写内核,从内存地址为0x30000000的地方开始写,往flash的偏移地址为200000的地方写kernel 这么多字节,也可以这么理解:从内存位置为0x30000000的地方读取kernel这么大的字节全部写到flash偏移地址为200000的地方

nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;
从nand读出内核:从哪里读?   从kernel分区
放到哪里去?-0x30007FC0

二、常用的分区方法

内核通过bootargs找到文件系统,bootargs中的mtdblockx即代表分区,block1,2,3代表哪个分区。
事实上,bootargs中的”root=/dev/mtdblockx”只是告诉内核,root fs从第x个(x=0,1,2…)MTD分区挂载,mtdblock0对应第一个分区,mtdblock1对应第二个分区,以此类推.
3:分区方法
1) MTD层的分区
2) 通过U-boot传递给内核的命令行中的mtdparts=…
3) 其他可以让内核知道分区信息的任何办法,(内核默认的命令参数)
下面说到mtdparts,及它的用法:
mtdparts
mtdparts=fc000000.nor_flash:1920k(linux),128k(fdt),20M(ramdisk),4M(jffs2),38272k(user),256k(env),384k(uboot)
要想这个参数起作用,内核中的mtd驱动必须要支持,即内核配置时需要选上Device Drivers  —> Memory Technology Device (MTD) support  —> Command line partition table parsing
mtdparts的格式如下:
mtdparts=<mtddef>[;<mtddef]
<mtddef>  := <mtd-id>:<partdef>[,<partdef>]
 <partdef> := <size>[@offset][<name>][ro]
 <mtd-id>  := unique id used in mapping driver/device
<size>    := standard linux memsize OR “-” to denote all remaining space
<name>    := (NAME)
因此你在使用的时候需要按照下面的格式来设置:
mtdparts=mtd-id:<size1>@<offset1>(<name1>),<size2>@<offset2>(<name2>)
这里面有几个必须要注意的:
a.  mtd-id 必须要跟你当前平台的flash的mtd-id一致,不然整个mtdparts会失效 怎样获取到当前平台的flash的mtd-id?
在bootargs参数列表中可以指定当前flash的mtd-id,如指定 mtdids:nand0=gen_nand.1,前面的nand0则表示第一个flash
b.  size在设置的时候可以为实际的size(xxM,xxk,xx),也可以为’-‘这表示剩余的所有空间。
相关信息可以查看drivers/mtd/cmdlinepart.c中的注释找到相关描述。
U-boot的环境变量值得注意的有两个: bootcmd 和bootargs。
引用:
u       bootcmd
    前面有说过bootcmd是自动启动时默认执行的一些命令,因此你可以在当前环境中定义各种不同配置,不同环境的参数设置,然后设置bootcmd为你经常使用的那种参数。
u       bootargs
    bootargs是环境变量中的重中之重,甚至可以说整个环境变量都是围绕着bootargs来设置的。bootargs的种类非常非常的多,我们平常只是使用了几种而已,感兴趣的可以看看这篇文章说的很全:http://www.linuxidc.com/Linux/2011-03/33599p4.htm。bootargs非常的灵活,内核和文件系统的不同搭配就会有不同的设置方法,甚至你也可以不设置bootargs,而直接将其写到内核中去(在配置内核的选项中可以进行这样的设置),正是这些原因导致了bootargs使用上的困难。
    下面介绍一下bootargs常用参数,bootargs的种类非常的多,而且随着kernel的发展会出现一些新的参数,使得设置会更加灵活多样。
A. root
用来指定rootfs的位置, 常见的情况有:
    root=/dev/ram rw
    root=/dev/ram0 rw
  请注意上面的这两种设置情况是通用的,我做过测试甚至root=/dev/ram1 rw和root=/dev/ram2 rw也是可以的,网上有人说在某些情况下是不通用的,即必须设置成ram或者ram0,但是目前还没有遇到,还需要进一步确认,遇到不行的时候可以逐一尝 试。
    root=/dev/mtdx rw
    root=/dev/mtdblockx rw
    root=/dev/mtdblock/x rw
    root=31:0x
上面的这几个在一定情况下是通用的,当然这要看你当前的系统是否支持,不过mtd是字符设备,而mtdblock是块设备,有时候你的挨个的试到底当前的 系统支持上面那种情况下,不过root=/dev/mtdblockx rw比较通用。此外,如果直接指定设备名可以的话,那么使用此设备的设备号也是可以的。
    root=/dev/nfs
在文件系统为基于nfs的文件系统的时候使用。当然指定root=/dev/nfs之后,还需要指定nfsroot=serverip:nfs_dir,即指明文件系统存在那个主机的那个目录下面。
B. rootfstype
    这个选项需要跟root一起配合使用,一般如果根文件系统是ext2的话,有没有这个选项是无所谓的,但是如果是jffs2,squashfs等文件系统的话,就需要rootfstype指明文件系统的类型,不然会无法挂载根分区.
C. console
console=tty<n>  使用虚拟串口终端设备 <n>.
console=ttyS<n>[,options] 使用特定的串口<n>,options可以是这样的形式bbbbpnx,这里bbbb是指串口的波特率,p是奇偶校验位,n是指的bits。
console=ttySAC<n>[,options] 同上面。
看你当前的环境,有时用ttyS<n>,有时用ttySAC<n>,网上有人说,这是跟内核的版本有关,2.4用 ttyS<n>,2.6用ttySAC<n>,但实际情况是官方文档中也是使用ttyS<n>,所以应该是跟内核版 本没有关联的。可以查看Documentation/serial-console.txt找到相关描述。
D. mem
mem=xxM 指定内存的大小,不是必须的
E. ramdisk_size
ramdisk=xxxxx           不推荐
ramdisk_size=xxxxx   推荐
上面这两个都可以告诉ramdisk 驱动,创建的ramdisk的size,默认情况下是4m(s390默认8M),你可以查看Documentation/ramdisk.txt找到相关 的描述,不过ramdisk=xxxxx在新版的内核都已经没有提了,不推荐使用。
F. initrd, noinitrd
当你没有使用ramdisk启动系统的时候,你需要使用noinitrd这个参数,但是如果使用了的话,就需要指定initrd=r_addr,size, r_addr表示initrd在内存中的位置,size表示initrd的大小。
G. init
init指定的是内核启起来后,进入系统中运行的第一个脚本,一般init=/linuxrc, 或者init=/etc/preinit,preinit的内容一般是创建console,null设备节点,运行init程序,挂载一些文件系统等等操 作。请注意,很多初学者以为init=/linuxrc是固定写法,其实不然,/linuxrc指的是/目录下面的linuxrc脚本,一般是一个连接罢 了。
H. ip
指定系统启动之后网卡的ip地址,如果你使用基于nfs的文件系统,那么必须要有这个参数,其他的情况下就看你自己的喜好了。设置ip有两种方法:
 ip = ip addr
 ip=ip addr:server ip addr:gateway:netmask::which netcard:off
这两种方法可以用,不过很明显第二种要详细很多,请注意第二种中which netcard 是指开发板上的网卡,而不是主机上的网卡。
说完常见的几种bootargs,那么我们来讨论平常我经常使用的几种组合:
1). 假设文件系统是ramdisk,且直接就在内存中,bootargs的设置应该如下:
setenv bootargs ‘initrd=0x32000000,0xa00000 root=/dev/ram0 console=ttySAC0 mem=64M init=/linuxrc’
2). 假设文件系统是ramdisk,且在flash中,bootargs的设置应该如下:
setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc’
注意这种情况下你应该要在bootm命令中指定ramdisk在flash中的地址,如bootm kernel_addr ramdisk_addr (fdt_addr)
3). 假设文件系统是jffs2类型的,且在flash中,bootargs的设置应该如下
setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw rootfstype=jffs2 init=/linuxrc’
4). 假设文件系统是基于nfs的,bootargs的设置应该如下
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’
B. rootfstype
    这个选项需要跟root一起配合使用,一般如果根文件系统是ext2的话,有没有这个选项是无所谓的,但是如果是jffs2,squashfs等文件系统的话,就需要rootfstype指明文件系统的类型,不然会无法挂载根分区.
C. console
console=tty<n>  使用虚拟串口终端设备 <n>.
console=ttyS<n>[,options] 使用特定的串口<n>,options可以是这样的形式bbbbpnx,这里bbbb是指串口的波特率,p是奇偶校验位,n是指的bits。
console=ttySAC<n>[,options] 同上面。
看你当前的环境,有时用ttyS<n>,有时用ttySAC<n>,网上有人说,这是跟内核的版本有关,2.4用 ttyS<n>,2.6用ttySAC<n>,但实际情况是官方文档中也是使用ttyS<n>,所以应该是跟内核版 本没有关联的。可以查看Documentation/serial-console.txt找到相关描述。
D. mem
mem=xxM 指定内存的大小,不是必须的
E. ramdisk_size
ramdisk=xxxxx           不推荐
ramdisk_size=xxxxx   推荐
上面这两个都可以告诉ramdisk 驱动,创建的ramdisk的size,默认情况下是4m(s390默认8M),你可以查看Documentation/ramdisk.txt找到相关 的描述,不过ramdisk=xxxxx在新版的内核都已经没有提了,不推荐使用。
F. initrd, noinitrd
当你没有使用ramdisk启动系统的时候,你需要使用noinitrd这个参数,但是如果使用了的话,就需要指定initrd=r_addr,size, r_addr表示initrd在内存中的位置,size表示initrd的大小。
G. init
init指定的是内核启起来后,进入系统中运行的第一个脚本,一般init=/linuxrc, 或者init=/etc/preinit,preinit的内容一般是创建console,null设备节点,运行init程序,挂载一些文件系统等等操 作。请注意,很多初学者以为init=/linuxrc是固定写法,其实不然,/linuxrc指的是/目录下面的linuxrc脚本,一般是一个连接罢 了。
H. ip
指定系统启动之后网卡的ip地址,如果你使用基于nfs的文件系统,那么必须要有这个参数,其他的情况下就看你自己的喜好了。设置ip有两种方法:
 ip = ip addr
 ip=ip addr:server ip addr:gateway:netmask::which netcard:off
这两种方法可以用,不过很明显第二种要详细很多,请注意第二种中which netcard 是指开发板上的网卡,而不是主机上的网卡。
说完常见的几种bootargs,那么我们来讨论平常我经常使用的几种组合:
1). 假设文件系统是ramdisk,且直接就在内存中,bootargs的设置应该如下:
setenv bootargs ‘initrd=0x32000000,0xa00000 root=/dev/ram0 console=ttySAC0 mem=64M init=/linuxrc’
2). 假设文件系统是ramdisk,且在flash中,bootargs的设置应该如下:
setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc’
注意这种情况下你应该要在bootm命令中指定ramdisk在flash中的地址,如bootm kernel_addr ramdisk_addr (fdt_addr)
3). 假设文件系统是jffs2类型的,且在flash中,bootargs的设置应该如下
setenv bootargs ‘mem=32M console=ttyS0,115200 noinitrd root=/dev/mtdblock2 rw rootfstype=jffs2 init=/linuxrc’
4). 假设文件系统是基于nfs的,bootargs的设置应该如下
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’