Ports/aarch64/RaspberryPi4andU-Boot: различия между версиями

Материал из ALT Linux Wiki
< Ports‎ | aarch64
Нет описания правки
 
(не показано 11 промежуточных версий этого же участника)
Строка 2: Строка 2:


== Загрузка Альт на Raspberry Pi 4 с помощью u-boot ==
== Загрузка Альт на Raspberry Pi 4 с помощью u-boot ==
 
В Альт, при использовании u-boot в качестве загрузчика, происходит запуск EFI-приложения GRUB, которое загружает систему, или загрузка в память
=== Резюме: ===
файлов ядра Linux, dtb, initrd, прописанных в /boot/extlinux/extlinux.conf и передача управления ядру из u-boot.
В Альт, при использовании u-boot в качестве загрузчика, происходит загрузка в память
файлов ядра Linux, dtb, initrd, прописанных в /boot/extlinux/extlinux.conf и передача управления ядру.


Загрузчик Raspberry Pi 4 (находится в файле start4.elf <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/boot_folder.md</ref>) при загрузке модифицирует файл dtb,
Загрузчик Raspberry Pi 4 (находится в файле start4.elf <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/boot_folder.md</ref>) при загрузке модифицирует файл dtb,
в зависимости от параметров в config.txt и установленных плат расширения <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md</ref>.
в зависимости от параметров в config.txt и установленных плат расширения <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md</ref>.


Использование немодифицированного dtb при загрузке с u-boot приводит к неработоспособности системы.
U-boot и GRUB не делают такой модификации.
 
В статье описан обход данной проблемы, примененный в образах Альт для Raspberry Pi 4, начиная с <ref>http://ftp.altlinux.org/pub/people/jqt4/images/rpi4/alt-workstation-rpi4-9.0-alpha2-aarch64.img.xz или http://get.srt.basealt.ru/images/rpi4/alt-workstation-rpi4-9.0-alpha2-aarch64.img.xz.md5</ref>.
 
=== Загрузка Альт с помощью u-boot ===
 
В Альт, при использовании u-boot в качестве загрузчика, принят следующий порядок загрузки:
 
* U-boot ищет на rootfs файл /boot/extlinux/extlinux.conf и загружает его.
 
* Выдается меню вариантов загрузки, из которого пользователь может выбрать один.


* При отстутствии выбора пользователя используется вариант по умолчанию.
Следовательно, настройки в config.txt работают только в режимах, когда firmware загружает dtb.
 
* U-boot загружает в память файлы ядра, dtb, initrd, указанные для выбранного варианта загрузки. После этого управление передается ядру.
 
ПО Альт, выполняющее обновление ядер и изменение flavour ядра в системе (update-kernel) ориентировано
именно на такой способ загрузки.


=== Загрузка Raspberry Pi 4 ===
=== Загрузка Raspberry Pi 4 ===
Строка 38: Строка 21:
ядра, загрузка и модификация dtb <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md</ref>, а при необходимости и загрузка inintrd с FAT раздела SD карты.
ядра, загрузка и модификация dtb <ref>https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md</ref>, а при необходимости и загрузка inintrd с FAT раздела SD карты.


При такой схеме загрузки update-kernel бесполезен, поскольку с FAT разделом не работает.
Вместо ядра Linux может быть загружен исполняемый файл u-boot.
 
=== Проблема загрузки Альт на Raspberry Pi 4 ===
 
Вместо ядра Linux на FAT раздел может быть установлен u-boot, что позволяет загрузить Raspberry Pi 4
так, как принято в Альт.
 
Однако, при исследовании этого способа загрузки было установлено, что использование немодифицированного
файла bcm2711-rpi-4-b.dtb при загрузке с использованием u-boot даёт неработающую систему -
выглядит как зависание после передачи управления ядру.
 
=== Варианты обхода проблемы ===
 
Было выяснено, что можно не загружать dtb файл с помощью u-boot, а передать ядру файл,
созданный firmware в памяти. Для этого нужно прописать device_tree_address в config.txt
и убрать fdtdir в extlinux.conf. После этого система загружается и работает.
 
Если взять dts файл на работающей Rpi4:
dtc -I fs -O dts -o bcm2711-rpi-4-b.dts /sys/firmware/devicetree/base
компилировать его в dtb
dtc -I dts -O dtb -o bcm2711-rpi-4-b.dtb bcm2711-rpi-4-b.dts
и использовать при загрузке с u-boot, то система загружается и работает.
 
Для обхода проблемы и сохранения принятого в Альт способа загрузки и был использован последний вариант:
в исходниках ядер файлы <ref>http://git.altlinux.org/people/jqt4/packages/?p=kernel-image.git;a=blob;f=arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2711-rpi-4-b.dts;h=1fd86f81f5426f1825b9427e2c7e70a02d477940;hb=3941f2697fa6e0a8493261ddeee1ef7046fd6ad4</ref> и <ref>http://git.altlinux.org/people/jqt4/packages/?p=kernel-image-rpi.git;a=blob;f=arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2711-rpi-4-b.dts;h=1fd86f81f5426f1825b9427e2c7e70a02d477940;hb=635d58b87e4391837cab749ec5e285a831584316</ref> были заменены на файлы, считанные с работающей Raspberry Pi 4 -
<ref>http://git.altlinux.org/people/jqt4/packages/?p=kernel-image.git;a=blob;f=arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2711-rpi-4-b.dts;h=b6d49c8b1742f09cc9de7574157a5cef2cbf29a2;hb=7d2550925606273676aa51b2deaf9731a75c65fb</ref> и <ref>http://git.altlinux.org/people/jqt4/packages/?p=kernel-image-rpi.git;a=blob;f=arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2711-rpi-4-b.dts;h=122c283ca1dfaeb5cc3fdc8534ffbd241f8bbc06;hb=667ef859fc327fdb308ac84b9c66418f0af76459</ref> соответственно.
 
Понятно, что это только обход, но не решение проблемы. При обновлении firmware или выходе
новой версии платы Raspberry Pi 4 способ модификации dtb файла может измениться, что
может создать проблемы с работой системы.


=== Скрипты для переключения вариантов загрузки ===
=== Скрипты для переключения вариантов загрузки ===


Нужно сохранить возможность использовать другие способы загрузки, при этом не потеряв
Нужно иметь возможность использовать различные способы загрузки, при этом не потеряв
возможности обновления ядер.
возможности обновления ядер.


Строка 78: Строка 32:
после обновления:
после обновления:


* '''rpi4-boot-nouboot''': firmware загружает ядро, dtb и initrd, u-boot не используется.
* '''rpi4-boot-nouboot''': firmware загружает ядро, dtb и initrd. U-boot не используется.
* '''rpi4-boot-uboot-fw''': firmware загружает dtb. U-boot загружает ядро и initrd.
* '''rpi4-boot-uboot-fw''': firmware загружает dtb. U-boot загружает ядро и initrd.
* '''rpi4-boot-uboot''': u-boot загружает ядро, dtb и initrd.
* '''rpi4-boot-uboot''': u-boot пытается загрузить grub-efi. Если это не удалось u-boot загружает ядро, dtb и initrd.


Эти скрипты могут принимать flavour ядра в качестве аргумента.
Эти скрипты могут принимать flavour ядра в качестве аргумента. <ref>Начиная с версии rpi4-boot-switch-0.13-alt1 команда rpi4-boot-uboot не принимает flavour ядра в качестве аргумента ({{altbug|43007}}). Вместо этого можно выбрать требуемое ядро при загрузке в меню grub-efi (флаг "загрузочный" у раздела c EFI) или u-boot (флаг "загрузочный" у раздела с rootfs)</ref>


В результате кроме изменения (или не изменения) варианта загрузки будет изменен и flavour
В результате кроме изменения (или не изменения) варианта загрузки будет изменен и flavour
Строка 93: Строка 47:
Таким образом, если после обновления ядра update-kernel запустить скрипт, соответствующий
Таким образом, если после обновления ядра update-kernel запустить скрипт, соответствующий
требуемому варианту загрузки то будет настроена загрузка с новым ядром.
требуемому варианту загрузки то будет настроена загрузка с новым ядром.
Дополнительные возможности - автоматическое обновление:
* ядра на FAT разделе при обновлении ядра в системе
* firmware и u-boot на FAT разделе при обновлении firmware или u-boot в системе


Скрипты находятся в пакете [https://packages.altlinux.org/ru/sisyphus/specfiles/rpi4-boot-switch rpi4-boot-switch ]
Скрипты находятся в пакете [https://packages.altlinux.org/ru/sisyphus/specfiles/rpi4-boot-switch rpi4-boot-switch ]
=== Скрипт для переключения аудио ===
По умолчению звук выводится на HDMI. Можно переключить вывод на 3.5 мм аналоговый разъём.
Для переключения вывода звука предназначен скрипт [https://packages.altlinux.org/ru/sisyphus/specfiles/RPi-audioswitch RPi-audioswitch], который можно вызвать
из меню программ.
Эти скрипты уже установлены в образ [http://ftp.altlinux.org/pub/people/jqt4/images/rpi4/alt-workstation-rpi4-9.0-alpha2-aarch64.img.xz ALT Workstation] ([http://get.srt.basealt.ru/images/rpi4/alt-workstation-rpi4-9.0-alpha2-aarch64.img.xz.md5 md5sum]).

Текущая версия от 11:18, 21 декабря 2022


Загрузка Альт на Raspberry Pi 4 с помощью u-boot

В Альт, при использовании u-boot в качестве загрузчика, происходит запуск EFI-приложения GRUB, которое загружает систему, или загрузка в память файлов ядра Linux, dtb, initrd, прописанных в /boot/extlinux/extlinux.conf и передача управления ядру из u-boot.

Загрузчик Raspberry Pi 4 (находится в файле start4.elf [1]) при загрузке модифицирует файл dtb, в зависимости от параметров в config.txt и установленных плат расширения [2].

U-boot и GRUB не делают такой модификации.

Следовательно, настройки в config.txt работают только в режимах, когда firmware загружает dtb.

Загрузка Raspberry Pi 4

На SD карте, установленной в Raspberry Pi 4 должен быть FAT раздел, на котором находятся файлы, необходимые для загрузки.

Начальный загрузчик Raspberry Pi 4 находится не на SD карте, а на подключенной по SPI интерфейсу микросхеме EEPROM [3] Он загружает файл start4.elf в GPU VideoCore [4] после чего производится загрузка ядра, загрузка и модификация dtb [5], а при необходимости и загрузка inintrd с FAT раздела SD карты.

Вместо ядра Linux может быть загружен исполняемый файл u-boot.

Скрипты для переключения вариантов загрузки

Нужно иметь возможность использовать различные способы загрузки, при этом не потеряв возможности обновления ядер.

Был создан набор скриптов, модифицирующих конфигурационные файлы для настройки режима загрузки, изменения flavour загружаемого ядра, изменения версии загружаемого ядра после обновления:

  • rpi4-boot-nouboot: firmware загружает ядро, dtb и initrd. U-boot не используется.
  • rpi4-boot-uboot-fw: firmware загружает dtb. U-boot загружает ядро и initrd.
  • rpi4-boot-uboot: u-boot пытается загрузить grub-efi. Если это не удалось u-boot загружает ядро, dtb и initrd.

Эти скрипты могут принимать flavour ядра в качестве аргумента. [6]

В результате кроме изменения (или не изменения) варианта загрузки будет изменен и flavour загружаемого ядра.

Если flavour не указан, то используется flavour ядра, работающего в данный момент.

Скрипты ищут самое свежее ядро с требуемым flavour, установленное в системе.

Таким образом, если после обновления ядра update-kernel запустить скрипт, соответствующий требуемому варианту загрузки то будет настроена загрузка с новым ядром.

Дополнительные возможности - автоматическое обновление:

  • ядра на FAT разделе при обновлении ядра в системе
  • firmware и u-boot на FAT разделе при обновлении firmware или u-boot в системе

Скрипты находятся в пакете rpi4-boot-switch

  1. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/boot_folder.md
  2. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md
  3. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/booteeprom.md
  4. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/boot_folder.md
  5. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md
  6. ↑ Начиная с версии rpi4-boot-switch-0.13-alt1 команда rpi4-boot-uboot не принимает flavour ядра в качестве аргумента (altbug #43007). Вместо этого можно выбрать требуемое ядро при загрузке в меню grub-efi (флаг "загрузочный" у раздела c EFI) или u-boot (флаг "загрузочный" у раздела с rootfs)