8. 引导系统从固态硬盘启动

本章节将介绍如何制作固态启动镜像包、如何烧录镜像到固态硬盘并从固态硬盘启动系统。

与从eMMC或SD卡启动系统相比，从固态硬盘启动系统有以下好处：

  • 更高的读写速度

  • 更大的存储空间

  • 更好的耐用性

  • 更高的性能稳定性

  • 软件运行更流畅

8.1. 实现机制

由于瑞芯微的芯片不支持直接从芯片内部的BootRom初始化、识别固态硬盘，需要BootRom先从SPI NOR Flash/eMMC/SD中读取固件启动运⾏，包含DDR初始化和SPL， SPL完成后再启动uboot，而在uboot阶段可初始化PCIE/SATA外设。

因此，需要将固件烧录到SPI NOR Flash/eMMC/SD中，启动到uboot阶段，再初始化固态硬盘，最后引导系统从固态硬盘启动。

由于鲁班猫板卡默认都没有SPI NOR Flash或有预留接口没有贴芯片，因此，只介绍如何通过eMMC/SD引导系统从固态硬盘中启动。

8.2. 引导系统从msata固态启动

对于使用rk3566、rk3576、rk3588s主控芯片的鲁班猫系列板卡，没有M.2接口，无法使用M.2固态硬盘，但是有MINI PCIE接口，而MINI PCIE接口信号可复用为sata信号，可接msata固态硬盘。

对于使用rk3568、rk3588主控芯片的鲁班猫系列板卡，有M.2接口，因此不考虑使用msata固态，而使用PCIE协议的M.2固态。

目前已支持从msata固态启动的板卡：

  • LubanCat-1

  • LubanCat-1IO

  • LubanCat-1H

  • LubanCat-3

  • LubanCat-3IO

  • LubanCat-4

提示

如果某鲁班猫板卡不在以上列表，但希望添加支持从msata固态启动系统，请联系淘宝技术支持进行反馈。

8.2.1. 制作固态启动镜像包

8.2.1.1. 重新编译uboot

由于默认配置文件是没有支持sata相关配置的，因此发布的通用镜像默认不能在uboot阶段初始化msata固态硬盘。 如果需要支持初始化msata固态硬盘需要使用对应的msata配置文件重新编译uboot。

注意

编译uboot源码需要借助SDK源码，请根据前面构建系统镜像章节获取对应板卡的SDK源码。

8.2.1.1.1. 获取uboot源码

野火uboot源码地址： https://github.com/LubanCat/u-boot/tree/main

支持msata启动的分支为 main 分支，sdk源码中的uboot源码不一定使用该分支，因此需要替换uboot源码。

1
2
3
4
5
#进入sdk源码根目录，重命名原uboot源码
mv u-boot u-boot-old

#获取main分支的uboot源码
git clone --depth=1 -b main https://github.com/LubanCat/u-boot.git

板卡配置文件位于uboot源码/configs目录下，对应的配置文件如下：

  • rk3566系列：lubancat-rk3566-msata_defconfig

  • rk3576系列：lubancat-rk3576-msata_defconfig

  • rk3588s系列：lubancat-4-rk3588s-msata_defconfig

8.2.1.1.2. 获取编译工具链

SDK自带编译工具链，但是通过uboot源码中的make.sh脚本手动编译uboot时，脚本中指定了以下变量：

1
2
3
CROSS_COMPILE_ARM64=../prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-

CROSS_COMPILE_ARM64=$(cd `dirname ${CROSS_COMPILE_ARM64}`; pwd)"/aarch64-linux-gnu-"

因此，需要使用6.3.1版本的交叉编译工具链，但是不是每个SDK都带这个工具链，SDK中的工具链位于 SDK源码/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/ 目录下， 如果没有6.3.1版本的交叉编译工具链，可以执行以下命令获取工具链，或者修改make.sh脚本指定使用SDK源码中带有的工具链。

1
2
3
4
5
#从SDK根目录进入工具链目录
cd prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/

#获取6.3.1版本工具链
git clone --depth=1 https://github.com/LubanCat/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.git
8.2.1.1.3. 编译uboot源码
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
#进入uboot源码根目录
cd u-boot

#清除旧编译输出
make clean

#根据板卡配置文件名称进行编译，配置文件名称为xxx_defconfig，则编译为./make.sh xxx
#以rk3566系列为例
./make.sh lubancat-rk3566-msata

#以rk3576系列为例
./make.sh lubancat-rk3576-msata

#以rk3588s系列为例
./make.sh lubancat-4-rk3588s-msata

编译成功后在uboot源码根目录生成名为 uboot.img 的文件，该文件就是我们需要的支持msata的uboot镜像文件。

../../_images/solid_state_boot_0.jpg

8.2.1.2. 重新编译内核设备树

由于内核主设备树默认配置MINI PCIE接口的功能为PCIE，不能识别msata固态硬盘，因此需要切换为SATA功能。

8.2.1.2.1. 开启sata节点

  • rk3566系列的MINI PCIE接口对应设备树节点为： pcie2x1、sata2

  • rk3576系列的MINI PCIE接口对应设备树节点为： pcie0、sata0

  • rk3588系列的MINI PCIE接口对应设备树节点为： pcie2x1l2、sata0

以LubanCat-1板卡为例，对应主设备树名称为 rk3566-lubancat-1.dts ，修改 sdk源码/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-lubancat-1.dts

在主设备树找到pcie2x1节点，修改内容如下：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
&pcie2x1 {
    reset-gpios = <&gpio0 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    disable-gpios = <&gpio0 RK_PA6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    vpcie3v3-supply = <&pcie2_3v3>;
    status = "disabled";
};

&sata2 {
    vpcie3v3-supply = <&pcie2_3v3>;
    status = "okay";
};

也就是将pcie2x1节点disabled，然后添加sata2节点使能，其中sata2节点的vpcie3v3-supply引用的电源要和pcie2x1节点的一致，修改完成后如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_1.jpg
8.2.1.2.2. 编译设备树

借助LubanCat-SDK提供的编译环境，我们在编译kernel镜像的同时也会编译对应的设备树。

在LubanCat-SDK根目录下运行以下命令编译内核：

1
2
# 编译kerneldeb文件
./build.sh kerneldeb

也可以参照驱动手册的 使用内核的构建脚本编译设备树 章节单独编译设备树。

编译得到的与设备树源码相同目录下，相同名称以.dtb结尾的文件就是我们需要的设备树dtb文件。

../../_images/solid_state_boot_2.jpg

8.2.1.3. 解包发布镜像并重新打包

为了方便我们不重新编译镜像，而是使用野火发布的通用镜像进行解包，解包后替换并修改一些组件，再重新打包成完整镜像，从而得到支持固态启动镜像包。

8.2.1.3.1. 解包镜像

注意

解包镜像需要在Linux环境使用Linux_Pack_Firmware根据进行解包，不要在windows解包。

访问资料网盘/6-开发软件/，获取Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip

将Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip解压到Linux PC或虚拟机中。

1
2
#解压
unzip Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip

访问资料网盘获取需要的系统镜像，传到Linux_Pack_Firmware/rockdev目录下。

以LubanCat-1的Debian xfce镜像为例：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
#进入工具目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/

#解压镜像，根据实际压缩包名称而定
7z x lubancat-rk3566-debian10-xfce-20250303_update.7z

#重命名镜像为update.img，根据实际镜像名称而定
mv lubancat-rk3566-debian10-xfce-20250303_update.img update.img

#解包镜像
./unpack.sh

#解包镜像的到output目录
#查看output目录
ls output
#信息输出如下
boot.img  MiniLoaderAll.bin  package-file  parameter.txt  rootfs.img  uboot.img
8.2.1.3.2. 替换和修改镜像组件
8.2.1.3.2.1. 替换uboot.img

将前面编译uboot源码生成的uboot.img替换解包生成uboot.img

1
2
#替换uboot.img，根据自己的实际路径确定
cp -f  ~/LubanCat_Linux_rk356x_SDK/u-boot/uboot.img ~/Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/
8.2.1.3.2.2. 修改boot.img

由于通用镜像默认没有支持引导启动msata配置，因此需要进行修改，引导配置位于boot.img中的boot.scr， 又因为boot.scr是由boot.cmd生成的，所以我们要修改的是boot.img中的boot.cmd，然后生成boot.scr。

1
2
3
4
5
6
7
8
#进入解包输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/

#挂载boot.img
sudo mount boot.img /mnt

#修改boot.cmd
sudo vi /mnt/boot.cmd

将boot.cmd的内容替换为以下内容，与原文件差异内容为以下高亮部分：

boot.cmd
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
echo [boot.cmd] run boot.cmd scripts ...;

sata_boot=1

if test "$sata_boot" = "1"; then

    setenv devnum_old ${devnum}

    scsi scan

    if test "$board" =~ "3588" -o "$board" =~ "3576"; then
        setenv devnum 1
    else
        setenv devnum 0
    fi

    scsi device ${devnum}

    if test $? -eq 0; then
        setenv devtype scsi
        setenv rootfspart /dev/sda3

        if test ! -e ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} /rk-kernel.dtb; then
            rockusb 0 scsi ${devnum}
        fi

    else
        setenv devnum ${devnum_old}
        setenv rootfspart /dev/mmcblk${devnum}p3
    fi

else
    setenv rootfspart /dev/mmcblk${devnum}p3
fi

if test -e ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} /uEnv/uEnv.txt; then

    echo [boot.cmd] load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${env_addr_r} /uEnv/uEnv.txt ...;
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${env_addr_r} /uEnv/uEnv.txt;

    echo [boot.cmd] Importing environment from ${devtype} ...
    env import -t ${env_addr_r} 0x8000

    setenv bootargs ${bootargs} root=${rootfspart} boot_part=${distro_bootpart} ${cmdline}
    printenv bootargs

    echo [boot.cmd] load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${ramdisk_addr_r} /initrd-${uname_r} ...
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${ramdisk_addr_r} /initrd-${uname_r}

    echo [boot.cmd] loading ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${kernel_addr_r} /Image-${uname_r} ...
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${kernel_addr_r} /Image-${uname_r}

    echo [boot.cmd] loading default rk-kernel.dtb
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${fdt_addr_r} /rk-kernel.dtb

    fdt addr  ${fdt_addr_r}
    fdt set /chosen bootargs

    echo [boot.cmd] dtoverlay from /uEnv/uEnv.txt
    setenv dev_bootpart ${devnum}:${distro_bootpart}
    dtfile ${fdt_addr_r} ${fdt_over_addr}  /uEnv/uEnv.txt ${env_addr_r}

    echo [boot.cmd] [${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart}] ...
    echo [boot.cmd] [booti] ...
    booti ${kernel_addr_r} ${ramdisk_addr_r} ${fdt_addr_r}
fi

echo [boot.cmd] run boot.cmd scripts failed ...;

# Recompile with:
# mkimage -C none -A arm -T script -d /boot/boot.cmd /boot/boot.scr

以上修改的意思是：

  • 第3-5行，判断sata_boot变量是否为1，如果为1，则支持从msata启动，如果为0则恢复默认启动方式从eMMC/SD启动。

  • 第7行，devnum是启动介质的设备号，先记录原来的devnum，如果没有扫描到msata设备还需要更改回原来的值。

  • 第8行，扫描sata设备。

  • 第11-15行，判断是否是3588或者3576，如果是则设置devnum为1，否则设置为0

  • 第17-21行，如果扫描到sata设备则设置启动类型为scsi，设备号为0，文件系统分区为/dev/sda3

  • 第23-25行，判断msata硬盘boot分区是否存在rk-kernel.dtb，如果不存在则说明msata固态中没有镜像，引导进入烧录模式，可将镜像直接烧录到msata固态。

  • 第44行：引用rootfspart的变量设置根文件系统挂载分区。

修改完成boot.cmd和保存退出，然后执行以下命令生成boot.scr

1
sudo mkimage -C none -A arm -T script -d /mnt/boot.cmd /mnt/boot.scr

由于uboot启动读取的内核设备树是boot.img的 rk-kernel.dtb ，默认是通用设备树(没有开启sata接口)，系统第一次启动后会软连接到dtb目录下实际的设备树。

因此，需要将前面编译设备树源码生成的dtb替换 rk-kernel.dtb 和dtb目录下实际的设备树，从而启用sata接口，以下以LubanCat-1为例：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
#前面已经将boot.img挂载到/mnt

#替换rk-kernel.dtb，根据实际路径和板卡实际设备树而定
sudo cp -f ~/LubanCat_Linux_rk356x_SDK/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-lubancat-1.dtb /mnt/rk-kernel.dtb

#替换dtb目录下实际的设备树，根据实际路径和板卡实际设备树而定
sudo cp -f ~/LubanCat_Linux_rk356x_SDK/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3566-lubancat-1.dtb /mnt/dtb/

#替换完成后卸载/mnt即可
sudo umount /mnt/
8.2.1.3.2.3. 修改rootfs.img

由于rk356x系列的4.19内核对应的通用镜像默认没有支持msata系统初始化，因此需要进行修改，系统初始化文件位于rootfs.img的 /etc/init.d/boot_init.sh。

1
2
3
4
5
6
7
8
#进入解包输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/

#挂载rootfs.img
sudo mount rootfs.img /mnt

#修改boot_init.sh
sudo vi /mnt/etc/init.d/boot_init.sh

修改内容如下：

1
2
#Boot_Part="${Root_Part::-2}"p2
Boot_Part="${Root_Part::-1}"2

修改完成如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_3.jpg

修改完成后卸载rootfs.img

1
2
#卸载前面挂载rootfs.img
sudo umount /mnt
8.2.1.3.3. 打包镜像

替换uboot.img、修改boot.img和rootfs.img后即可打包成支持固态启动镜像包。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
#进入输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output

#打包镜像，根据实际芯片名称而定

#rk356x打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3568 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

#rk3576打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3576 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

#rk3588/rk3588s打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3588 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

打包后在output当前目录生成 update_tmp.img 和 update.img 镜像文件，其中 update.img 就是最终打包生成的支持引导msata固态启动的镜像。

8.2.2. 烧录镜像

制作完成支持引导msata固态启动的 update.img 镜像后，可将 update.img 烧录至eMMC/SD以及msata固态。

8.2.2.1. 烧录镜像到eMMC/SD

因为需要eMMC/SD作为引导，因此需要先将镜像烧录到eMMC/SD，如何烧录系统到eMMC/SD参考以下文档：

8.2.2.2. 烧录镜像到msata固态

将镜像烧录到eMMC或SD卡后，再接入msata固态硬盘，启动时会扫描sata设备并判断sata设备中是否存在镜像，如果sata设备中的boot分区不存在rk-kernel.dtb，则判断为不存在镜像，会引导进入烧录模式。

当msata硬盘不存在镜像时，usb烧录口接入usb线会识别到 LOADER 设备，如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_4.jpg

选择 升级固件 界面，固件选择前面生成的 update.img ，最后点击烧录即可，如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_5.jpg

烧录完成后，会自动重启，系统启动成功后，执行以下命令查看是否成功从msata固态启动：

1
2
#查看系统挂载
lsblk

引导成功效果如下图所示，其中/dev/sda2为msata固态的boot分区，/dev/sda3为msata固态的rootfs分区。

../../_images/solid_state_boot_6.jpg

8.2.2.3. 重新烧录镜像到msata固态

msata硬盘带镜像时不会进入烧录模式，如果需要重新烧录msata硬盘，此时需要删除判断文件或者手动引导至烧录模式。

8.2.2.3.1. 通过删除判断文件方式

因为启动会判断sata固态中boot分区是否存在rk-kernel.dtb，如果不存在rk-kernel.dtb，则会引导进入烧录模式。

因此，如果需要重新烧录msata硬盘，可删除rk-kernel.dtb，msata启动系统后执行以下命令删除：

1
2
3
4
5
#删除判断文件
sudo rm /boot/rk-kernel.dtb

#重启
sudo reboot

USB烧录口连接电脑，识别到 LOADER 设备后即可重新烧录镜像到msata固态。

8.2.2.3.2. 通过手动引导方式

在接入msata硬盘后，板卡Debug接口接串口模块，然后板卡上电，在上电过程中快速按下 ctrl + c 进入uboot命令行模式，在uboot命令行模式输入以下命令：

1
2
3
4
5
#扫描设备
scsi scan

#进入烧录模式
rockusb 0 scsi 0

如下图所示，USB烧录口连接电脑，识别到 LOADER 设备后即可重新烧录镜像到msata固态。

../../_images/solid_state_boot_7.jpg

8.3. 引导系统从M.2固态启动

对于使用rk3566、rk3576、rk3588s主控芯片的鲁班猫系列板卡，没有M.2接口，无法使用M.2固态硬盘，但是有MINI PCIE接口，而MINI PCIE接口信号可复用为sata信号，可接msata固态硬盘。

对于使用rk3568、rk3588主控芯片的鲁班猫系列板卡，有M.2接口，因此不考虑使用msata固态，而使用PCIE协议的M.2固态。

目前已支持从M.2固态启动的板卡：

  • LubanCat-2

  • LubanCat-2IO

  • LubanCat-5

  • LubanCat-5IO

注意

其中LubanCat-RK3588系列M.2固态启动系统不适用本文档，请参考 资料网盘/3-Linux镜像/LubanCat-rk3588/Ubuntu系统镜像/通用系统镜像-适用于所有板卡/Ubuntu22.04/m2固态启动 说明进行操作。

提示

如果某鲁班猫板卡不在以上列表，但希望添加支持从M.2固态启动系统，请联系淘宝技术支持进行反馈。

8.3.1. 制作固态启动镜像包

8.3.1.1. 重新编译uboot

由于默认配置文件是没有支持PCIE相关配置的，因此发布的通用镜像默认不能在uboot阶段初始化M.2固态硬盘。 如果需要支持初始化M.2固态硬盘需要使用对应的PCIE配置文件重新编译uboot。

注意

编译uboot源码需要借助SDK源码，请根据前面构建系统镜像章节获取对应板卡的SDK源码。

8.3.1.1.1. 获取uboot源码

野火uboot源码地址： https://github.com/LubanCat/u-boot/tree/main

支持PCIE启动的分支为 main 分支，sdk源码中的uboot源码不一定使用该分支，因此需要替换uboot源码。

1
2
3
4
5
#进入sdk源码根目录，重命名原uboot源码
mv u-boot u-boot-old

#获取main分支的uboot源码
git clone --depth=1 -b main https://github.com/LubanCat/u-boot.git

板卡配置文件位于uboot源码/configs目录下，对应的配置文件如下：

  • rk3568系列：lubancat-rk3568-pcie_defconfig

8.3.1.1.2. 编译uboot源码
1
2
3
4
5
6
7
8
9
#进入uboot源码根目录
cd u-boot

#清除旧编译输出
make clean

#根据板卡配置文件名称进行编译，配置文件名称为xxx_defconfig，则编译为./make.sh xxx
#以rk3568系列为例
./make.sh lubancat-rk3568-pcie

编译成功后在uboot源码根目录生成名为 uboot.img 的文件，该文件就是我们需要的支持PCIE的uboot镜像文件。

../../_images/solid_state_boot_0.jpg

8.3.1.2. 解包发布镜像并重新打包

为了方便我们不重新编译镜像，而是使用野火发布的通用镜像进行解包，解包后替换并修改一些组件，再重新打包成完整镜像，从而得到支持固态启动镜像包。

8.3.1.2.1. 解包镜像

注意

解包镜像需要在Linux环境使用Linux_Pack_Firmware根据进行解包，不要在windows解包。

访问资料网盘/6-开发软件/，获取Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip

将Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip解压到Linux PC或虚拟机中。

1
2
#解压
unzip Linux_Pack_Firmware_v2.29.zip

访问资料网盘获取需要的系统镜像，传到Linux_Pack_Firmware/rockdev目录下。

以LubanCat-2的Debian xfce镜像为例：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
#进入工具目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/

#解压镜像，根据实际压缩包名称而定
7z x lubancat-rk3568-debian10-xfce-20250303_update.7z

#重命名镜像为update.img，根据实际镜像名称而定
mv lubancat-rk3568-debian10-xfce-20250303_update.img update.img

#解包镜像
./unpack.sh

#解包镜像的到output目录
#查看output目录
ls output
#信息输出如下
boot.img  MiniLoaderAll.bin  package-file  parameter.txt  rootfs.img  uboot.img
8.3.1.2.2. 替换和修改镜像组件
8.3.1.2.2.1. 替换uboot.img

将前面编译uboot源码生成的uboot.img替换解包生成uboot.img

1
2
#替换uboot.img，根据自己的实际路径确定
cp -f  ~/LubanCat_Linux_rk356x_SDK/u-boot/uboot.img ~/Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/
8.3.1.2.2.2. 修改boot.img

由于通用镜像默认没有支持引导启动PCIE配置，因此需要进行修改，引导配置位于boot.img中的boot.scr， 又因为boot.scr是由boot.cmd生成的，所以我们要修改的是boot.img中的boot.cmd，然后生成boot.scr。

1
2
3
4
5
6
7
8
#进入解包输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/

#挂载boot.img
sudo mount boot.img /mnt

#修改boot.cmd
sudo vi /mnt/boot.cmd

将boot.cmd的内容替换为以下内容，与原文件差异内容为以下高亮部分：

boot.cmd
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
echo [boot.cmd] run boot.cmd scripts ...;

pcie_boot=1

if test "$pcie_boot" = "1"; then
    pci enum
    nvme scan
    nvme device 0

    if test $? -eq 0; then
        setenv devtype nvme
        setenv devnum 0
        setenv rootfspart /dev/nvme0n1p3

        if test ! -e ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} /rk-kernel.dtb; then
            rockusb 0 nvme 0
        fi

    else
        setenv rootfspart /dev/mmcblk${devnum}p3
    fi
else
    setenv rootfspart /dev/mmcblk${devnum}p3
fi

if test -e ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} /uEnv/uEnv.txt; then

    echo [boot.cmd] load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${env_addr_r} /uEnv/uEnv.txt ...;
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${env_addr_r} /uEnv/uEnv.txt;

    echo [boot.cmd] Importing environment from ${devtype} ...
    env import -t ${env_addr_r} 0x8000

    setenv bootargs ${bootargs} root=${rootfspart} boot_part=${distro_bootpart} ${cmdline}
    printenv bootargs

    echo [boot.cmd] load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${ramdisk_addr_r} /initrd-${uname_r} ...
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${ramdisk_addr_r} /initrd-${uname_r}

    echo [boot.cmd] loading ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${kernel_addr_r} /Image-${uname_r} ...
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${kernel_addr_r} /Image-${uname_r}

    echo [boot.cmd] loading default rk-kernel.dtb
    load ${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart} ${fdt_addr_r} /rk-kernel.dtb

    fdt addr  ${fdt_addr_r}
    fdt set /chosen bootargs

    echo [boot.cmd] dtoverlay from /uEnv/uEnv.txt
    setenv dev_bootpart ${devnum}:${distro_bootpart}
    dtfile ${fdt_addr_r} ${fdt_over_addr}  /uEnv/uEnv.txt ${env_addr_r}

    echo [boot.cmd] [${devtype} ${devnum}:${distro_bootpart}] ...
    echo [boot.cmd] [booti] ...
    booti ${kernel_addr_r} ${ramdisk_addr_r} ${fdt_addr_r}
fi

echo [boot.cmd] run boot.cmd scripts failed ...;

# Recompile with:
# mkimage -C none -A arm -T script -d /boot/boot.cmd /boot/boot.scr

以上修改的意思是：

  • 第3-5行，判断pcie_boot变量是否为1，如果为1，则支持从pcie启动，如果为0则恢复默认启动方式从eMMC/SD启动。

  • 第6-8行，扫描pcie设备。

  • 第10-13行，如果扫描到pcie设备则设置启动类型为nvme，设备号为0，文件系统分区为/dev/nvme0n1p3

  • 第15-17行，判断pcie硬盘boot分区是否存在rk-kernel.dtb，如果不存在则说明pcie固态中没有镜像，引导进入烧录模式，可将镜像直接烧录到pcie固态。

修改完成boot.cmd和保存退出，然后执行以下命令生成boot.scr

1
sudo mkimage -C none -A arm -T script -d /mnt/boot.cmd /mnt/boot.scr

由于uboot启动读取的内核设备树是boot.img的 rk-kernel.dtb ，默认是通用设备树(可能没有开启PCIE接口)，系统第一次启动后会软连接到dtb目录下实际的设备树。

因此，需要将dtb目录下实际的设备树替换 rk-kernel.dtb 从而使第一次启动时启用PCIE接口，以下以rk3568-lubancat-2-v3为例：

1
2
3
4
5
6
7
#前面已经将boot.img挂载到/mnt

#替换rk-kernel.dtb，根据板卡实际设备树而定
sudo cp -f /mnt/dtb/rk3568-lubancat-2-v3.dtb /mnt/rk-kernel.dtb

#替换完成后卸载/mnt即可
sudo umount /mnt/
8.3.1.2.2.3. 修改rootfs.img

由于通用镜像默认没有支持pcie系统初始化，因此需要进行修改，系统初始化文件位于rootfs.img的 /etc/init.d/boot_init.sh。

1
2
3
4
5
6
7
8
#进入解包输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output/

#挂载rootfs.img
sudo mount rootfs.img /mnt

#修改boot_init.sh
sudo vi /mnt/etc/init.d/boot_init.sh

修改内容如下：

1
2
#Boot_Part="${Root_Part::-2}"p2
Boot_Part="${Root_Part::-1}"2

修改完成如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_3.jpg

修改完成后卸载rootfs.img

1
2
#卸载前面挂载rootfs.img
sudo umount /mnt
8.3.1.2.3. 打包镜像

替换uboot.img、修改boot.img和rootfs.img后即可打包成支持固态启动镜像包。

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
#进入输出目录
cd Linux_Pack_Firmware/rockdev/output

#打包镜像，根据实际芯片名称而定

#rk356x打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3568 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

#rk3576打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3576 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

#rk3588/rk3588s打包执行
../afptool -pack ./ update_tmp.img || pause
../rkImageMaker -RK3588 MiniLoaderAll.bin update_tmp.img update.img -os_type:androidos || pause

打包后在output当前目录生成 update_tmp.img 和 update.img 镜像文件，其中 update.img 就是最终打包生成的支持引导M.2固态启动的镜像。

8.3.2. 烧录镜像

制作完成支持引导M.2固态启动的 update.img 镜像后，可将 update.img 烧录至eMMC/SD以及M.2固态。

8.3.2.1. 烧录镜像到eMMC/SD

因为需要eMMC/SD作为引导，因此需要先将镜像烧录到eMMC/SD，如何烧录系统到eMMC/SD参考以下文档：

8.3.2.2. 烧录镜像到M.2固态

将镜像烧录到eMMC或SD卡后，再接入M.2固态硬盘，启动时会扫描pcie设备并判断pcie设备中是否存在镜像，如果pcie设备中的boot分区不存在rk-kernel.dtb，则判断为不存在镜像，会引导进入烧录模式。

当M.2硬盘不存在镜像时，usb烧录口接入usb线会识别到 LOADER 设备，如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_4.jpg

选择 升级固件 界面，固件选择前面生成的 update.img ，最后点击烧录即可，如下图所示：

../../_images/solid_state_boot_8.jpg

烧录完成后，会自动重启，系统启动成功后，执行以下命令查看是否成功从M.2固态启动：

1
2
#查看系统挂载
lsblk

引导成功效果如下图所示，其中/dev/nvme0n1p2为M.2固态的boot分区，/dev/nvme0n1p3为M.2固态的rootfs分区。

../../_images/solid_state_boot_9.jpg

8.3.2.3. 重新烧录镜像到M.2

M.2硬盘带镜像时不会进入烧录模式，如果需要重新烧录M.2硬盘，此时需要删除判断文件或者手动引导至烧录模式。

8.3.2.3.1. 通过删除判断文件方式

因为启动会判断M.2固态中boot分区是否存在rk-kernel.dtb，如果不存在rk-kernel.dtb，则会引导进入烧录模式。

因此，如果需要重新烧录M.2硬盘，可删除rk-kernel.dtb，M.2启动系统后执行以下命令删除：

1
2
3
4
5
#删除判断文件
sudo rm /boot/rk-kernel.dtb

#重启
sudo reboot

USB烧录口连接电脑，识别到 LOADER 设备后即可重新烧录镜像到M.2固态。

8.3.2.3.2. 通过手动引导方式

在接入M.2硬盘后，板卡Debug接口接串口模块，然后板卡上电，在上电过程中快速按下 ctrl + c 进入uboot命令行模式，在uboot命令行模式输入以下命令：

1
2
3
4
5
6
#扫描设备
pci enum
nvme scan

#进入烧录模式
rockusb 0 nvme 0

USB烧录口连接电脑，识别到 LOADER 设备后即可重新烧录镜像到M.2固态。