【linux kernel】以tftp方式启动linux内核

开篇

tftp英文全称（Trivial File Transfer Protocol），是一种简单的文件传输协议，该协议可用于网络主机与服务器之间传输小型文件。

在嵌入式linux开发中，我们一般是在自己的个人电脑或者服务器上进行linux相关的编译构建，在编译构建完成后，生成的系统镜像、系统组件等文件需要烧写到具体的目标机子上。然而，在实际调试开发过程中，如果每修改一次系统镜像和组件就向目标机子烧写一次，这将是一件繁杂且低效率的事情，这时候，我们则可以在开发电脑和目标平台之间搭建tftp服务环境。这么做，我们可以很方便的通过tftp下载开发主机上的文件到目标平台上。

在目前嵌入式linux开发中，u-boot作为一款常用的引导加载程序，它对tftp的支持很好，我们则可以通过tftp将开发主机上的linux内核镜像、设备树等文件下载到目标板卡的内存中执行。这么做，则有一个很重要的优点：那就是不用每修改一次内核或设备树就执行一次镜像烧写，从而减少烧写次数，加快开发效率。

环境介绍

在上图中，虚拟机ubuntu和目标硬件平台之间通过路由器连接在一起，且路由器关闭了DHCP功能，使用网线将运行虚拟机ubuntu的电脑和硬件板卡连接到路由器的两个Lan口（将路由器当做交换机来使用）。并设置虚拟机ubuntu与物理机之间网络为：桥接模式。

tftp服务搭建步骤

在ubuntu终端中执行以下命令安装tftp服务：

sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa
1

安装完成后，创建tftp服务的工作目录。这个目录可以自定义目录路径（一般是放在家目录下），本文将其放置在/home下，并命名为tftp_boot_server：

mkdir -p /home/tftp_boot_server
1

创建完成后如下图所示：

使用下列命令修改tftp_boot_server的权限：

chmod 777 /home/tftp_boot_server
1

（权限修改后，上面会有颜色覆盖）

使用编辑器打开tftp配置文件：

sudo gedit /etc/default/tftpd-hpa
1

将文件修改如下：

# /etc/default/tftpd-hpa

TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/home/tftp_boot_server"
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_OPTIONS="-l-c-s"
1
2
3
4
5
6

上述参数中，TFTP_OPTIONS可选的参数有三个：

• -l ：表示以standalone/listen模式启动tftp服务。

• -c ：表示可创建新文件。默认情况下，tftp只允许覆盖原有文件，不能创建新文件。

• -s ：安全模式访问。启用该选项，访问tftp服务器时不再需要输入访问目录的完整路径，会自动使用配置文件中已经配置好的文件路径。

配置文件修改完成后，保存退出，在终端下输入下列命令重启tftpd-hpa服务：

sudo service tftpd-hpa restart
1

目标平台网络接入

在本小节中，让我们把目标板卡接入虚拟机ubuntu。

首先使用ifconfig查看一下虚拟机ubuntu的IP地址：

在硬件平台启动的过程中，进入u-boot命令行下，使用setenv命令设置主机ip地址、tftp服务器的ip地址和网关：

#设置硬件板卡的ip地址
setenv ipaddr 192.168.255.253  

#设置tftp服务器的ip地址（这里则是虚拟机ubuntu的地址）
setenv serverip 192.168.255.254

#设置网关地址
serenv gateway 192.168.255.255
1
2
3
4
5
6
7
8

设置完成以后，在u-boot的命令行下使用ping命令检测硬件板卡与虚拟机ubuntu之间是否网络通畅。

如上图红框所示，当看见“host xxx.xxx.xxx.xxx is alive”类似信息输出，则证明网络通畅。接下来，我们便可以在目标板卡的u-boot命令行下，使用tftp下载linux内核镜像文件和设备树文件了。

tftp加载linux内核和设备树

经过上述步骤，硬件板卡与虚拟机ubuntu之间的网络互联成功，我们就可以使用tftp来加载linux内核和设备树了，从而方便调试linux内核和设备树。

然后在u-boot的命令行终端下使用：

setenv bootcmd "tftpboot 0x08300000 rk3568-evb1-ddr4-v10-linux.dtb;tftpboot 0x0027f800 boot.img ; bootm 0x0027f800 - 0x08300000"
1

设置bootcmd环境变量参数。bootcmd是启动命令参数，用于存储u-boot的命令操作。在上述命令中：

• rk3568-evb1-ddr4-v10-linux.dtb是用于描述硬件平台的设备树文件。
• boot.img是linux内核镜像文件。

命令的意思是：使用tftpboot将rk3568-evb1-ddr4-v10-linux.dtb设备树文件下载到0x08300000；使用tftpboot命令将boot.img文件下载到0x0027f800；然后使用bootm从上述两个内存启动应用镜像。这里则是存放于0x0027f800的linux内核和存放于0x08300000的设备树。

接着使用：

env run bootcmd
1

执行启动命令。随后，u-boot会自动以tftp方式从虚拟机ubuntu上下载linux内核和设备树文件，然后会运行linux内核。如下图所示

总结

在嵌入式linux开发中，tftp是经常使用到的一种文件传输方式，具体的参数配置可能由于不同环境有所不同，但是其tftp搭建和使用思路和方法大同小异，均可按照文本步骤和方法来使用。