原创 Flash中启动Linux的方法

    在测试过程中，可以通过at91rm9200内置的bootloader程序加载loader程序以及u-boot程序，然后通过强大的u-boot功能可以通过网络或者串口加载启动所需的linux kernel以及文件系统。当程序调试成功之后，需要将程序固化到Flash存储介质中，或者也可以采用网络启动的方法。最终不管采用本地Flash启动还是远程网络启动，其设计思想是保持一致的，下面对本地Flash（通常指Nor Flash）启动方法进行说明。

       提起本地Flash启动，实际上存在很多种方法，如果将Linux程序直接固化到Flash的头部，也是可以启动的，但是Linux程序需要设置好启动命令等参数，需要知道文件系统在什么位置，文件系统的挂载点是什么等参数，这些参数的设置在make menuconfig->boot options中进行设置。当然一个更加通用的方法是u-boot引导操作系统，Linux的启动命令通过环境变量进行设置。

       采用u-boot引导Linux首先需要将u-boot程序固化到flash中，通常这也有两种方法，一种是u-boot程序直接固化到flash的头部，系统复位之后直接运行u-boot程序，然后u-boot程序自拷贝到对应的内存位置，提供相应服务；另一种方法是通过boot程序引导u-boot，并且将u-boot程序拷贝到具体内存位置，然后将CPU交给u-boot，提供相应服务。第二种方法可以将u-boot程序进行压缩处理，占用相对较小的Flash存储空间，所以通常都采用第二种方法，即通过boot程序引导u-boot。

       u-boot程序有两种工作状态，一种为自动引导模式；一种为用户操作模式。如果用户没有定义bootcmd环境变量，那么直接进入用户操作模式；如果定义了bootcmd，那么u-boot将直接运行bootcmd，但是在运行bootcmd时会等待bootdelay时间，bootdelay也是一个环境变量，由用户设置。说到这里，我们应该知道环境变量的重要性了，u-boot会根据这些环境变量进行操作系统自启动，操作系统的位置参数、文件系统的位置参数、u-boot与操作系统之间的交互参数都可以存储在环境变量中。所以，在自启动模式下，需要设置好u-boot的环境变量，我设置的环境变量参考如下：

baudrate=115200           /* 串口通信的波特率 */

/* Linux的启动命令参数 */

bootargs=root=/dev/ram rw initrd="0x21100000",<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />4M init="/linuxrc" console="ttyS0",115200

/* 文件系统的拷贝命令，从Flash拷贝到内存 */

fs=cp.b 0x10200000 0x21100000 0x2fffff  

/* 操作系统的拷贝命令，从Flash拷贝到内存 */

kernel=cp.b 0x10100000 0x21000000 0xfffff

ethaddr=01:02:03:04:05:06

serverip=10.10.21.253

ipaddr=10.10.21.252

/* 启动命令 */

bootcmd=run boot

/* 具体的启动操作 */

boot=run kernel;run fs;bootm 0x21000000

/* 自启动时的延迟参数 */

bootdelay=5

stdin=serial

stdout=serial

stderr=serial

       从上述环境变量的定义中，我们知道u-boot启动之后调用run boot命令，run boot命令分为三大步骤：首先run kernel，将Linux kernel从flash中拷贝到内存，当然也可以通过网络tftp到内存；然后run fs，将文件系统从flash中拷贝到内存；最后通过bootm启动linux kernel。从这个地方我们可以看出，通过这种方法不仅可以从Flash中启动Linux，也可以从Nand Flash、网络服务器中启动Linux Kernel，这种方法是通用的。

       从Flash中启动Linux，还有一点需要注意，Flash需要进行合理的分区，环境变量中的具体地址与Flash的分区息息相关。下图是我采用的Flash（采用Intel的E28F128芯片）分区方法：