U-Boot 实操指南
本文对应 成长路径 嵌入式 Linux · 启动链 高优先级项：在真实或 QEMU 环境中能 进入 U-Boot 命令行、改环境变量、手动/自动启动内核。
学习目标
- 理解 U-Boot 在启动链 中的位置：ROM → SPL（可选）→ U-Boot → Linux。
- 能使用 串口 进入 U-Boot shell，查看/修改 环境变量。
- 能编写
bootcmd，从 MMC / TFTP / 内存 加载 Image、dtb、initramfs 并booti/bootz。 - 知道 saveenv、defconfig 与 升级 U-Boot 本身 的基本风险。
启动链中的 U-Boot
| 阶段 | 典型职责 |
|---|---|
| BootROM | 从固定介质加载下一阶段到 SRAM |
| SPL / TPL | 初始化 DDR、加载完整 U-Boot |
| U-Boot | 外设、存储、网络；加载内核 |
| Linux | 解析 DTB、挂载 rootfs |
板级差异集中在：存储介质（eMMC / NAND / SPI NOR）、启动介质（拨码 / eFuse）、是否带安全启动。
进入 U-Boot 命令行
- 串口连接：波特率常见 115200 8N1（以 BSP 文档为准）。
- 上电或复位，在倒计时内按提示键（常见 空格、任意键）中断自动启动。
- 提示符多为
=>或U-Boot>。
常用只读命令：
=> version
=> bdinfo
=> printenv
=> mmc list
=> fatls mmc 0:1环境变量
环境变量保存在 env 分区（SPI NOR / eMMC 专用分区等），由 CONFIG_ENV_* 决定位置。
| 命令 | 作用 |
|---|---|
printenv | 打印全部或 printenv bootcmd |
setenv name value | 设置（仅内存，重启丢失） |
saveenv | 写入持久化存储 |
editenv name | 交互编辑 |
env default -a | 恢复默认（慎用） |
典型变量（名称因板卡而异）：
| 变量 | 含义 |
|---|---|
bootcmd | 自动启动时执行的 U-Boot 脚本 |
bootargs | 传给内核的 cmdline |
fdt_addr / fdtfile | 设备树地址或文件名 |
kernel_addr_r / ramdisk_addr_r | 加载地址（与内存布局相关） |
mmcroot / root | 根文件系统设备描述 |
手动加载并启动内核（MMC 示例）
假设 SD/eMMC 第一个 FAT 分区上有 Image、imx8mm-evk.dtb（文件名按 BSP 修改）：
=> setenv loadaddr 0x40400000
=> fatload mmc 0:1 ${loadaddr} Image
=> fatload mmc 0:1 ${fdt_addr} imx8mm-evk.dtb
=> setenv bootargs "console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw"
=> booti ${loadaddr} - ${fdt_addr}说明：
- ARM64 常用
booti；ARM32 可能用bootz（zImage）。 - 第二参数
-表示无 initramfs；若有 ramdisk：booti ${loadaddr} ${ramdisk_addr} ${fdt_addr}。 rootwait适合 mmc/usb 等慢速块设备。
TFTP 网络启动（开发常用）
主机运行 tftpd，板端网线连通后：
=> setenv ipaddr 192.168.1.100
=> setenv serverip 192.168.1.1
=> setenv netmask 255.255.255.0
=> tftpboot ${loadaddr} Image
=> tftpboot ${fdt_addr} myboard.dtb
=> setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.1:/nfsroot,v3,tcp ip=dhcp rw"
=> booti ${loadaddr} - ${fdt_addr}适合 快速迭代内核/dtb，无需反复烧写 eMMC。
编写 bootcmd（自动启动）
bootcmd 是 多行脚本，用 \; 分隔命令，例如：
=> setenv bootcmd 'mmc dev 0; fatload mmc 0:1 ${loadaddr} Image; fatload mmc 0:1 ${fdt_addr} myboard.dtb; booti ${loadaddr} - ${fdt_addr}'
=> saveenv更复杂场景可：
- 使用
boot.scr（mkimage 生成的脚本镜像）+source。 - 在 Kconfig 中为板级设置默认
CONFIG_BOOTCOMMAND。
修改后务必 saveenv，再 reset 验证自动启动。
与设备树、rootfs 的衔接
- dtb：由 U-Boot 传入内核；地址需落在内核可访问内存，且与 内核解压后 不冲突（参考 BSP
CONFIG_SYS_LOAD_ADDR等）。 - bootargs：必须包含
console=；根设备root=与分区表一致；NFS 启动需ip=/nfsroot=。 - 若内核 panic 于 Unable to mount root：先回到 U-Boot 核对
bootargs与分区，见 启动排障手册。
常见问题
| 现象 | 排查方向 |
|---|---|
| 串口无输出 | 波特率、UART 引脚、是否从 SPL 就挂 |
Unknown command | 功能未编译进 U-Boot（defconfig） |
MMC: no card present | 供电、模式、设备树 mmc 节点与硬件一致 |
Wrong Image Format | 用了 bootm 却加载了 Image（应 booti） |
| 环境变量丢失 | env 分区未擦写成功、saveenv 失败 |
实践清单
- 打断自动启动，执行
version/bdinfo -
fatload加载内核与 dtb 并booti成功进 Linux - 配置
bootcmd+saveenv实现冷启动自动进系统 - （可选）TFTP 启动一次，对比 MMC 启动差异