[Firefly-RK3399] TFTP/NFS网络启动内核与Buildroot文件系统

网络启动,是用 TFTP 在服务器下载内核、dtb 文件到目标机的内存中,同时可以用 NFS 挂载网络根文件系统到目标机上,实现目标机的无盘启动。

准备工作:

  • Firefly-RK3399 板卡;
  • 路由器、网线;
  • 安装有 NFS 和 TFTP 的服务器;
  • 一份制作好的根文件系统。

注:示例中使用的是 Ubuntu 系统的 PC 机作为服务器,通过路由器和网线实现与设备的连接。


1 服务器部署

1、在服务器上部署 TFTP 服务:

参考我博客这篇文章:Linux工具篇 | Ubuntu搭建TFTP服务器

假设 TFTP 目录是 /tftpboot

2、在服务器上部署 NFS 服务:

参考我博客这篇文章:Linux工具篇 | Ubuntu搭建NFS服务器

然后将制作好的根文件系统复制到网络文件系统目录中,假设网络文件系统目录是 /nfs/rootfs


2 内核的配置

  • 内核网址:FireflyTeam/kernel: BSP kernel source (github.com)
  • 当前内核 git-commit:3710f06d1cc4e0a35d686d0806c42f0409084cdd

如果要做到挂载网络根文件系统,需要在内核中做相关配置,并在 dts 中修改相关挂载根文件系统的配置。

首先进行内核配置,在内核目录中执行 make menuconfig,选择相关配置:

[*] Networking support  --->Networking options  --->[*]   IP: kernel level autoconfiguration[*]     IP: DHCP support[*]     IP: BOOTP support[*]     IP: RARP supportFile systems  --->[*] Network File Systems  --->[*]   Root file system on NFS

注意:配置完成后要覆盖原来的config文件!否则编译的时候还是使用原来的config文件。

修改 rk3399-linux.dtsi 配置,在 dts 文件中修改 chosen 节点下的 bootargs 参数,选择使用 NFS 挂载远程根文件系统,内容如下。

源内容:

chosen {bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xff1a0000 swiotlb=1 console=ttyFIQ0 ro root=PARTLABEL=rootfs rootfstype=ext4 rootwait overlayroot=device:dev=PARTLABEL=userdata,fstype=ext4,mkfs=1 coherent_pool=1m systemd.gpt_auto=0 cgroup_enable=memory swapaccount=1";};

修改后:

chosen {bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xff1a0000 swiotlb=1 console=ttyFIQ0 rw root=/dev/nfs rootfstype=ext4 rootwait overlayroot=device:dev=PARTLABEL=userdata,fstype=ext4,mkfs=1 coherent_pool=1m systemd.gpt_auto=0 cgroup_enable=memory swapaccount=1";};

编译内核:

make ARCH=arm64 rk3399-firefly.img -j12

编译完成后,将编译好的内核文件 boot.imgrk3399-firefly.dtb 文件复制到 /tftpboot 目录中:

cp boot.img /tftpboot
cp arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-firefly.dtb /tftpboot

详细说明可以参考内核目录中的 kernel/Documentation/filesystems/nfs/nfsroot.txt


3 U-Boot设置

请先确保目标机网线已插入,接入到服务器的局域网内。

目标机启动进入 U-Boot 命令行模式,设置以下参数:

#设置目标机 IP 地址
=> setenv ipaddr 192.168.31.101     
#设置 serverip 为服务器 IP 地址
=> setenv serverip 192.168.31.106   #设置从 TFTP 下载内核和 dtb 文件到相应地址,用户请根据自己实际的目标机修改相应地址
=> setenv bootcmd tftpboot 0x0027f800 boot.img \; tftpboot 0x08300000 rk3399-firefly.dtb \; bootm 0x0027f800 - 0x08300000#设置挂载网络根文件系统,IP 参数依次为:目标机 IP:服务器 IP:网关:网络掩码:设备名:off,可以更简单的设置 ip=dhcp,通过 DHXP 自动分配 IP
=> setenv bootargs root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.31.106:/nfs/rootfs,v3 ip=192.168.31.101:192.168.31.106:192.168.31.1:255.255.255.0::eth0:off#启动目标机
=> boot
ethernet@fe300000 Waiting for PHY auto negotiation to complete. done
Speed: 100, full duplex
Using ethernet@fe300000 device
TFTP from server 192.168.31.106; our IP address is 192.168.31.101
Filename 'boot.img'.
Load address: 0x27f800
Loading: #######################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################475.6 KiB/s
done
Bytes transferred = 20072448 (1324800 hex)
Speed: 100, full duplex
Using ethernet@fe300000 device
TFTP from server 192.168.31.106; our IP address is 192.168.31.101
Filename 'rk3399-firefly.dtb'.
Load address: 0x8300000
Loading: #######645.5 KiB/s
done
Bytes transferred = 97212 (17bbc hex)
## Booting Android Image at 0x0027f800 ...
Kernel load addr 0x00280000 size 19377 KiB
## Flattened Device Tree blob at 08300000Booting using the fdt blob at 0x8300000XIP Kernel Image ... OKLoading Device Tree to 0000000073edc000, end 0000000073ef6bbb ... OK
Adding bank: 0x00200000 - 0x08400000 (size: 0x08200000)
Adding bank: 0x0a200000 - 0x80000000 (size: 0x75e00000)
Total: 912260.463 msStarting kernel ......

在开机内核日志中可见:

[   12.146297] VFS: Mounted root (nfs filesystem) on device 0:16.

说明已经挂载上了网络根文件系统。

注意事项

  • 确保 TFTP 服务器、NFS 服务器可用;
  • 确保目标机先插入网线后在开机,且和服务器在同一局域网内,如果是直连目标机和服务器,请使用交叉网线;
  • 内核配置中,Root file system on NFS 依赖于 IP: kernel level autoconfiguration 选项,请先选择 IP: kernel level autoconfiguration,之后才可以找到 Root file system on NFS 选项;
  • 在 U-Boot 命令行中,请确认 boot.img 烧录地址和 dtb 文件烧录地址。(提示:boot.img 的文件结构中,开头有2k的头文件,然后才是 kernel。所以在 TFTP 下载内核到目标机时,要下载到对应 kernel 地址减去0x0800的地址上);
  • 在设置挂载远程根文件系统时,nfsroot=192.168.31.106:/nfs/rootfs,v3 中的 v3 代表 NFS 版本信息,请添加上以避免出现挂载不成功的问题。

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