====== U-Boot 专题 ======

U-Boot 是最流行的开源引导程序，支持几乎所有路由器架构。

===== 简介 =====

U-Boot (Das U-Boot) 是德信开源的嵌入式引导程序。

**官方网站**：https://www.denx.de/wiki/U-Boot/

**主要特点**：
  - 完全开源
  - 支持多种 CPU 架构（MIPS/ARM/PowerPC/x86）
  - 丰富的启动命令
  - 支持网络启动（TFTP/NFS）
  - 强大的环境变量系统
  - 可从 Flash、网络、串口加载

===== 架构支持 =====

== MIPS ==

  - 常见于 MediaTek MT7620/MT7621
  - TP-Link、小米、华为部分机型
  - 典型地址：0x9f000000（Flash）

== ARM ==

  - 博通 BCM47xx/BCM53xx 系列
  - 高通 IPQ 系列
  - 小米/Netgear/华硕部分机型

== x86 ==

  - 软路由
  - Intel/AMD 平台

===== 启动流程 =====

== 上电初始化 ==

<code>
U-Boot 1.1.4 (Dec  6 2021 - 11:13:09)
CPU: MediaTek MT7621AT
RAM: 256MB DDR3
Flash: W25Q128JV
</code>

== 自动引导 ==

  - 读取环境变量 bootcmd
  - 执行启动命令
  - 从 Flash/网络加载内核
  - 传递参数给内核

== 中断自动引导 ==

在启动时按任意键可进入命令行：

<code>
Hit any key to stop autoboot:  0
</code>

===== 常用命令 =====

== 环境变量 ==

<code>
# 查看所有环境变量
printenv

# 查看特定变量
printenv ipaddr
printenv bootcmd

# 设置变量
setenv ipaddr 192.168.1.1
setenv serverip 192.168.1.100

# 保存到 Flash
saveenv

# 恢复默认
env default -a
saveenv
</code>

== 存储操作 ==

<code>
# 读取 Flash 信息
sf probe

# 读取内存
md.l 0x81000000 10    # 读取 10 个 32-bit 字
md.b 0x81000000 100  # 读取 100 字节

# 写入内存
mw.l 0x81000000 0x12345678 1
</code>

== TFTP 启动 ==

<code>
# 设置环境变量
setenv ipaddr 192.168.1.1        # 路由器 IP
setenv serverip 192.168.1.100   # TFTP 服务器 IP

# 从 TFTP 加载固件到内存
tftpboot 0x81000000 openwrt.bin
# 或简写
tftp 0x81000000 openwrt.bin

# 启动固件
bootm 0x81000000
</code>

== Flash 操作 ==

<code>
# 擦除 Flash 分区
# 语法：erase <start> +<length>
erase 0x9f020000 +0x300000

# 复制数据
# 语法：cp.b <src> <dst> <length>
cp.b 0x81000000 0x9f020000 0x300000

# 从内存写入 Flash
sf write 0x81000000 0x9f020000 0x300000
</code>

== 启动命令 ==

<code>
# 直接启动指定地址
bootm 0x9f020000

# 从网络启动
bootp 0x81000000 firmware.bin
bootm 0x81000000

# 从 SD 卡启动（部分设备）
load mmc 0:1 0x81000000 uImage
bootm 0x81000000
</code>

== 其他命令 ==

<code>
# 复位
reset

# 打印版本
version

# 帮助
help

# 列出设备
printenv bootdev
</code>

===== 环境变量详解 =====

== bootcmd ==

定义自动引导命令：

<code>
bootcmd=bootm 0x9f020000
# 或网络启动
bootcmd=tftp 0x81000000 openwrt.bin; bootm 0x81000000
</code>

== bootargs ==

传递给内核的参数：

<code>
bootargs=console=ttyS0,115200 root=/dev/mtdblock2 rootfstype=squashfs mtdparts=spi0.0:256k(u-boot),64k(u-boot-env),3000k(kernel),-(rootfs)
</code>

== mtdparts ==

Flash 分区定义：

<code>
mtdparts=spi0.0:256k(u-boot),64k(config),3000k(kernel),-(rootfs)
</code>

===== TFTP 服务器配置 =====

== Windows ==

使用 TFTPD64：

  - 设置 TFTP 根目录
  - 确认防火墙允许
  - 确保使用有线连接

== Linux ==

<code>
sudo apt install tftpd-hpa
sudo systemctl start tftpd-hpa
# 将固件放入 /srv/tftp/
</code>

== macOS ==

<code>
sudo launchctl load -w /System/Library/LaunchDaemons/tftp.plist
# 将固件放入 /private/tftpboot/
</code>

===== 常见问题 =====

== bootcmd 为空 ==

<code>
# 恢复默认
setenv bootcmd bootm 0x9f020000
saveenv
reset
</code>

== TFTP 连接失败 ==

  - 确认电脑和路由器 IP 在同一网段
  - 检查防火墙
  - 确认 TFTP 服务器运行中
  - 使用 ping 测试连通性

== Flash 写入失败 ==

  - 确认地址正确
  - 可能 Flash 损坏
  - 尝试先擦除再写入

== 环境变量丢失 ==

  - 环境变量存储在 Flash 特定分区
  - 使用 saveenv 保存
  - 恢复方法：setenv default 并 saveenv

===== Breed 与 U-Boot 对比 =====

| 特性 | Breed | U-Boot |
|------|--------|--------|
| 开源 | ❌ | ✅ |
| Web 界面 | ✅ | ❌ |
| 多固件备份 | ✅ | ❌ |
| 命令复杂度 | 简单 | 复杂 |
| 设备支持 | 有限 | 广泛 |

===== 相关链接 =====

  - [[bootloader:breed|Breed 专题]]
  - [[bootloader:cfe|CFE 专题]]
  - [[method:tftp-recovery|TFTP 恢复方法]]
  - [[method:ttl-serial|TTL 串口救砖]]