Linux内核驱动--U-Boot、内核加载与 rootfs 挂载

一、Linux 系统的完整启动过程

• U-Boot（bootloader）如何初始化硬件
• 内核镜像如何被加载并启动
• 根文件系统（rootfs）如何挂载
• 实际调试中常见的 can't mount root fs 错误分析

二、Linux 启动流程概览

1. bootloader（如 U-Boot）
2. Linux 内核（kernel）
3. 根文件系统（rootfs）

三、存储设备与内存布局详解

四、Linux 启动三步曲

1. bootloader（U-Boot）——系统的“引路人”

• 初始化 CPU 和外设（UART、网卡、内存控制器等）
• 加载内核镜像（zImage）到指定内存地址
• 设置启动参数（如 kernel command line）
• 跳转执行内核入口点

2. Linux 内核（kernel）——核心控制中枢

• 内核是操作系统的核心，负责：
• 管理进程、内存、设备、网络
• 提供系统调用接口
• 初始化驱动模块
• 挂载根文件系统

3. 根文件系统（rootfs）——应用的“家”

• 根文件系统是 Linux 运行的基础，包含：
• /bin, /sbin: 基本命令
• /etc: 配置文件
• /lib: 库文件
• /proc, /sys: 虚拟文件系统
• /home, /tmp: 用户目录

四、Linux在SD卡与Ubuntu上启动

Linux 启动流程：
SD卡启动

1. 系统上电后，先执行 imx6 内部 ROM 中的启动程序（根据 boot mode 选择对应的外设）
2. 拷贝 SD 卡中的 bootloader 前半部分程序到 imx6 内部的 RAM 中-- bootloader 必须在自己的前半部分初始化好内存，并将自己后半部分搬移到内存执行
3. 内核及根文件系统都在 SD 卡
4. bootloader 后半部分搬移 SD 卡中的内核（zImage）到内存的 0x80800000 地址处，PC 指向 0x80800000 地址处启动内核
5. 内核启动完成后挂载 SD 卡上的根文件系统

内核及根文件系统都在 ubuntu 上

1. 系统上电后，先执行 imx6 内部 ROM 中的启动程序（根据 boot mode 选择对应的外设）
2. 拷贝 SD 卡中的 bootloader 前半部分程序到 imx6 内部的 RAM 中-- bootloader 必须在自己的前半部分初始化好内存，并将自己后半部分搬移到内存执行
3. bootloader 通过 tftp 下载 ubuntu 中的 zImage 到内存的 0x80800000 地址处并引导内核启动
4. 内核启动完成后通过 nfs 挂载 ubuntu 中的 rootfs

五、uboot命令

uboot命令:

• help/? 查看uboot支持的命令
• reset uboot阶段重启命令
• ping 测试网络
• printenv (print) 打印环境变量
• setenv name value 设置环境变量(所有环境变量均为字符串类型)
• setenv name 删除环境变量(将环境变量的值设置为空)
• saveenv 保存环境变量(一般保存在MMC中)

六、相关环境变量配置

1.TFTP 相关环境变量（用于网络下载镜像）

1.setenv ipaddr 192.168.1.100 2.setenv serverip 192.168.1.3 3.setenv ethaddr 00:1A:2B:3C:4D:5E

2.下载 zImage 内核镜像

将服务器上的 zImage 文件下载到内存地址 0x80800000

tftp 0x80800000 zImage

3.下载设备树（Device Tree Blob）

• 设备树描述了硬件平台信息（如 CPU、内存、外设）
• 内核依赖它来正确识别硬件
• 必须与内核版本匹配

tftp 0x83000000 imx6.dtb

4.启动内核时的关键参数（bootargs）

setenv bootargs console=ttySAC0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.3:/home/linux/nfs/rootfs, nfsvers=3 ip=192.168.1.100 init=/linuxrc

5.启动内核

bootz 0x80800000 - 0x83000000

七、总结

七、附录：U-Boot 常用命令速查

help # 查看支持命令 printenv # 查看环境变量 setenv name value # 设置环境变量 saveenv # 保存环境变量到 Flash tftp addr filename # 通过 TFTP 下载文件 bootz addr ramdisk_size size # 启动压缩内核