概览

通常，固件存储在闪存中，然后加载到 RAM 以启动系统，这称为 boot from flash （ 从闪存启动 ）。USB 启动则允许系统从 USB 启动，这意味着固件存储并加载自 USB 设备，比如 U 盘。

架构

USB 启动可以在 U-Boot 阶段实现。下图显示了从闪存和 USB 启动的流程。系统默认从闪存启动。要实现 USB 启动，必须在 U-Boot 阶段启用 USB 功能和 USB 大容量存储类，以使系统识别 USB 设备。然后使用 fat 命令将固件加载到 RAM。最后，执行 bootm 命令引导内核。

../../rst_linux/7_usb_boot/figures/usb_boot_with_secure_boot_disabled.svg

启用安全启动时需要额外的步骤，因为 USB 设备中的固件也需要进行验证。对于 USB 启动，固件会在 bootm 阶段进行验证。如果验证失败，bootm 命令将返回失败且系统将不会启动内核。有关安全启动的更多信息，请参阅安全启动章节。

../../rst_linux/7_usb_boot/figures/usb_boot_with_secure_boot_enabled.svg

备注

  • 在系统启动时，用户应及时输入任意内容以进入 U-Boot 命令行模式，否则系统将从闪存启动。

  • 在进行 USB 初始化之前，必须将 USB 设备插入开发板，因为 U-Boot 中的 USB 驱动程序使用轮询模式来识别 USB 设备。

配置

要启用 USB 启动，应该为 U-Boot 启用以下配置。在 SDK 中，这些配置默认已启用。

CONFIG_PHY=y
CONFIG_PHY_RTK_USB=y
CONFIG_USB_STORAGE=y
CONFIG_USB=y
CONFIG_USB_DWC2=y
CONFIG_USB_DWC2_BUFFER_SIZE=64
CONFIG_USB_HOST=y
CONFIG_DM_USB=y
CONFIG_BOOTDELAY=3
CONFIG_FS_FAT=y
CONFIG_FS_FAT_MAX_CLUSTSIZE=65536
CONFIG_CMDLINE=y
CONFIG_CMD_USB=y
CONFIG_CMD_FAT=y

用途

USB 启动（禁用安全启动）

  1. 将 dtb.img 和 kernel.img 放在 U 盘的根目录下。U 盘应为 FAT32 格式。

  2. 在系统启动时及时输入任意内容以进入 U-Boot 命令行模式。

  3. 插入 U 盘。

  4. 输入命令 usb start。U 盘会显示以下日志信息：

    => usb start
starting USB...
Bus usb@40080000: USB DWC2
scanning bus usb@40080000 for devices... 2 USB Device(s) found
scanning usb for storage devices... 1 Storage Device(s) found

  5. 输入命令 fatload usb 0 0x60370000 dtb.img 与 fatload usb 0 0x60380000 kernel.img 将映像从 U 盘加载到 RAM。

    => fatload usb 0 0x60370000 dtb.img
19423 bytes read in 17 ms (1.1 MiB/s)
=>
=> fatload usb 0 0x60380000 kernel.img
3294376 bytes read in 253 ms (12.4 MiB/s)

  6. 输入命令 usb stop 以解除 USB 功能初始化，防止内核的 USB 功能受到影响。

  7. 输入命令 bootm 0x60380000 - 0x60370000 以启动内核。

启用安全启动的 USB 引导

  1. 请先参考安全启动章节以启用和配置安全启动。

  2. 将安全 dtb.img 、kernel.img 和 vbmeta.img 放入 U 盘的根目录。U 盘应为 fat32 格式。

  3. 插入 U 盘。

  4. 输入命令 usb start 。U 盘将被识别，并显示以下日志：

    => usb start
starting USB...
Bus usb@40080000: USB DWC2
scanning bus usb@40080000 for devices... 2 USB Device(s) found
scanning usb for storage devices... 1 Storage Device(s) found

  5. 输入命令 fatload usb 0 0x60370000 dtb.img、 fatload usb 0 0x60380000 kernel.img 和 fatload usb 0 0x60d80000 vbmeta.img ，将固件从 U 盘加载到 RAM 中。

    => fatload usb 0 0x60380000 kernel.img
3357648 bytes read in 259 ms (12.4 MiB/s)
=>
=> fatload usb 0 0x60370000 dtb.img
19549 bytes read in 16 ms (1.2 MiB/s)
=>
=> fatload usb 0 0x60d80000 vbmeta.img
5632 bytes read in 14 ms (392.6 KiB/s)

  6. 输入命令 mtd read pk-hash 0x60e80000 0x0 0x1000，将 pk-hash 从闪存加载到 RAM 中。

    => mtd read pk-hash 0x60e80000 0x0 0x1000
SPIC mode 0x2000
mtd: partition "pk-hash" doesn't end on an erase block -- force read-only
Reading 4096 byte(s) (2 page(s)) at offset 0x00000000

  7. 输入命令 usb stop 以停用 USB 功能，防止内核的 USB 功能受到影响。

  8. 输入命令 bootm verify 0x60380000 0x60370000 0x60d80000 0x40000 0x60e80000 0x1000 0x60380000 - 0x60370000 以验证并加载固件从 U 盘到 RAM。如果成功，控制台将显示以下日志：

    Public Key Hash Verified Success!
VbMeta Signature Verified Success!
Kernel Image verified success!
DTB/FDT Image verified success.

    如果失败，控制台将显示以下日志：

    Bootm fail! Please verify images correctly.

备注

由于安全启动是由多个固件共同实现的，用户应确保在编译将放入 U 盘的固件 dtb.img、 kernel.img 和 vbmeta.img 时，不应修改固件 km4_boot_all_en.bin、 km0_km4_app_en.bin 和 rootfs_ubi.img 。