Uboot4之什么是环境变量与存储分区？

时间：2018.3.17  作者：Tom   工作：HWE 说明：如需转载，请注明出处。

1.如何理解环境变量

uboot 环境变量实现原理：

首先我们先要搞清楚uboot中环境变量的作用，uboot中环境变量的作用就是在不改变源码、不用重新编译的情况下，可以使我们通过设置环境变量的值来改变uboot的一些设置，如bootdelay时间、机器码的值等等。

u-boot的缺省情况下会有一些基本的环境变量，当执行saveenv时，环境变量会保存到flash存储设备中。如果环境变量的值为空，则uboot会使用uboot代码中的值；如果环境变量不为空，则优先使用环境变量的值。默认环境变量在uboot源码中common/Env_common.c文件中。

环境变量就是操作系统的全局变量。每一个环境变量对操作系统来说都是唯一的，名字和所代表的意义都是唯一的。

2.环境变量如何参与程序运行

1)环境变量有2份，一份在Flash中，另一份在DDR中。uboot开机时一次性从Flash中读取全部环境变量到DDR中作为环境变量的初始化值，然后使用过程中都是用DDR中这一份，用户可以用saveenv指令将DDR中的环境变量重新写入Flash中去更新Flash中环境变量。下次开机时又会从Flash中再读一次。

2)环境变量在uboot中是用字符串表示的，也就是说uboot是按照字符匹配的方式来区分各个环境变量的。因此用的时候一定要注意不要打错字了。

3.网络设置：ipaddr serverip

1)ipaddr是开发板的本地IP地址

2)serverip是开发板通过tftp指令去tftp服务器下载东西时，tftp服务器的IP地址。

3)gatewayip是开发板的本地网关地址

5)ethaddr是开发板的本地网卡的MAC地址。

4.自动运行命令设置：bootcmd

1)uboot启动后会开机自动倒数bootdelay秒，如果没有人按下回车打断启动，则uboot会自动执行启动命令来启动内核。

2)uboot开机自动启动时实际就是在内部执行了bootcmd这个环境变量的值所对应的命令集。

3)bootcmd=movi read kernel 30008000; bootm 30008000 意思是：将iNand的kernel分区读取到DDR内存的0x30008000地址处，然后使用bootm启动命令从内存0x30008000处去启动内核。

4)set bootcmd printenv，然后saveenv；然后重启则会看到启动倒数后自动执行printenv命令打印出环境变量。这个小实验说明开机自动执行了bootcmd。

5)set bootcmd 'movi read kernel 30008000; bootm 30008000'    中间有分号，一定要加双引号

5.uboot给kernel传参：bootargs

1)linux内核启动时可以接收uboot给他传递的启动参数，这些启动参数是uboot和内核约定好的形式、内容，linux内核在这些启动参数的指导下完成启动过程。这样的设计是为了灵活，为了内核在不重新编译的情况下可以用不同的方式启动。

2)我们要做的事情就是：在uboot的环境变量中设置bootargs，然后bootm命令启动内核时会自动将bootargs传给内核。

3)bootargs=console=ttySAC2,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw init=/linuxrc rootfstype=ext3            

意义解释：

console=ttySAC2,115200    控制台使用串口2，波特率115200.

root=/dev/mmcblk0p2    rw    根文件系统在SD卡端口0设备（iNand）第2分区，根文件系统是可读可写的

Init=/linuxrc            linux的进程1（init进程）的路径

rootfstype=ext3            根文件系统的类型是ext3

4)内核传参非常重要。在内核移植的时候，新手经常因为忘记给内核传参，或者给内核传递的参数不对，造成内核启动不起来。

6.新建、更改、删除一个环境变量的方法

1)新建一个环境变量，使用set var value

2)更改一个环境变量，使用set var value

3)删除一个环境变量，使用set var

7.注意：环境变量更改后的保存

修改完成环境变量后一定要保存，否则下次开机更改就又没了。

8.uboot中对Flash和DDR的管理

8.1 uboot阶段Flash的分区

1)所谓分区，就是说对Flash进行分块管理。

2)PC机等产品中，因为大家都是在操作系统下使用硬盘的，整个硬盘由操作系统统一管理，操作系统会使用文件系统帮我们管理硬盘空间。（管理保证了文件之间不会互相堆叠），于是乎使用者不用自己太过在意分区问题。

3)在uboot中是没有操作系统的，因此我们对Flash（相当于硬盘）的管理必须事先使用分区界定（实际上在uboot中和kernel中都有个分区表，分区表就是我们在做系统移植时对Flash的整体管理分配方法）。有了这个界定后，我们在部署系统时按照分区界定方法来部署，uboot和kernel的软件中也是按照这个分区界定来工作，就不会错。

4)分区方法不是一定的，不是固定的，是可以变动的。但是在一个移植中必须事先设计好定死，一般在设计系统移植时就会定好，定的标准是：

uboot:uboot必须从Flash起始地址开始存放（也许是扇区0，也许是扇区1，也许是其他，取决于SoC的启动设计），uboot分区的大小必须保证uboot肯定能放下，一般设计为512KB或者1MB（因为一般uboot肯定不足512KB，给再大其实也可以工作，但是浪费）；

环境变量：环境变量分区一般紧贴着uboot来存放，大小为32KB或者更多一点。

kernel：kernel可以紧贴环境变量存放，大小一般为3MB或5MB或其他。

rootfs：••••••

剩下的就是*分区，一般kernel启动后将*分区挂载到rootfs下使用

总结：一般规律如下：

1)各分区彼此相连，前面一个分区的结尾就是后一个分区的开头。

2)整个flash充分利用，从开头到结尾。

3)uboot必须在Flash开头，其他分区相对位置是可变的。

4)各分区的大小由系统移植工程师自己来定，一般定为合适大小（不能太小，太小了容易溢出；不能太大，太大了浪费空间）

5)分区在系统移植前确定好，在uboot中和kernel中使用同一个分区表。将来在系统部署时和系统代码中的分区方法也必须一样。

8.2 uboot阶段DDR的分区

1)DDR的分区和Flash的分区不同，主要是因为Flash是掉电存在的，而DDR是掉电消失，因此可以说DDR是每次系统运行时才开始部署使用的。

2)内存的分区主要是在linux内核启动起来之前，linux内核启动后内核的内存管理模块会接管整个内存空间，那时候就不用我们来管了。

3)注意内存分区关键就在于内存中哪一块用来干什么必须分配好，以避免各个不同功能使用了同一块内存造成的互相踩踏。譬如说我们tftp 0x23E00000 zImage去下载zImage到内存的0x23E00000处就会出错，因为这个内存处实际是uboot的镜像所在。这样下载会导致下载的zImage把内存中的uboot给冲掉。