树莓派的UEFI支持和网络启动¶

本文档介绍如何让树莓派4B支持UEFI（UEFI第三方固件支持PSCI标准实现，混合部署的从核启停依赖此功能），并可通过SD卡或网络启动openEuler Embedded

使用openEuler Embedded UEFI+GRUB的树莓派镜像¶

openEuler Embedded 的UEFI树莓派镜像集成了基于树梅派4B的混合部署环境依赖，因此建议直接使用openEuler Embedded UEFI+GRUB的树莓派镜像

该镜像对齐tiny镜像的软件包配置，并集成openssh支持网络登录、混合部署mcs依赖库及混合部署mcs预留内存mcsmem dtoverlay。

构建树梅派openeuler-image-uefi镜像和烧录¶

分支支持要求：openEuler-22.09及之后的主线master分支。

构建命令示例：

su openeuler
source /usr1/openeuler/src/yocto-meta-openeuler/scripts/compile.sh raspberrypi4-64 /usr1/openeuler/src/build/build-raspberrypi4-64/
bitbake openeuler-image-uefi

构建镜像生成示例：

openeuler-image-uefi-raspberrypi4-64-*.rootfs.rpi-sdimg

将构建生成的rpi-sdimg烧录到SD卡关键特性/树莓派4B的支持/树莓派镜像构建指导/镜像使用方法/镜像烧录

openeuler-image-uefi启动使用指导¶

1 烧录后首次启动需修改UEFI配置，启动阶段按ESC进入UEFI，按下图操作解锁3G内存限制并关闭ACPI选用DEVICETREE，保存重启后再操作步骤2

2 更改boot order或手动选择SD卡启动，如下，最后选择Commit Changes and Exit

启动截图

Attention

此UEFI版本的固件默认使用3G内存limit，可以在UEFI菜单中关闭3G limit，否则系统启动后你看到的内存只有3G【官方说明】

该版本UEFI+ACPI部署方法有缺陷（HDMI驱动异常），首次使用必须进入UEFI菜单，使用DEVICETREE模式

手动刷新固件使树莓派4B支持UEFI引导¶

环境/工具准备¶

编译工具链：可用openEuler Embedded的交叉编译工具链，参照快速上手/基于SDK的应用开发部分。

设备：建议树莓派4B的出厂配置，包括树莓派4B基础套件和SD卡

openEuler Embedded标准镜像 + UEFI固件下载和刷新方法¶

1 将openEuler Embedded树莓派镜像烧录到SD卡

openEuler烧录参考

如何获得openEuler Embedded树莓派镜像，参照关键特性/树莓派4B的支持/树莓派镜像构建指导部分

# 假设镜像名 openeuler-image-raspberrypi4-64.rootfs.rpi-sdimg， SD卡识别为/dev/sda (linux环境)
sudo dd bs=4M if=openeuler-image-raspberrypi4-64.rootfs.rpi-sdimg of=/dev/sda

烧录完成后，将SD卡（boot盘）根目录的kernel8.img文件压缩成Image.gz:

# boot分区可能已经满了，移出kernel8.img再操作
mv SDbootVolumes/kernel8.img /tmp/Image
gzip -c /tmp/Image > SDbootVolumes/Image.gz

2 下载树莓派UEFI固件

树莓派UEFI固件(v1.33版本为例)

下载上述固件后解压，将除了bcm2711-rpi-4-b.dtb之外的所有文件拷贝到SD卡（boot盘）根目录（覆盖之前的文件）:

# 备份bcm2711-rpi-4-b.dtb
cp SDbootVolumes/bcm2711-rpi-4-b.dtb /bakdir/bcm2711-rpi-4-b.dtb
cp -rf /xxx/RPi4_UEFI_Firmware_v1.33/* SDbootVolumes/
# 恢复使用备份的openEuler Embedded的dtb
cp /bakdir/bcm2711-rpi-4-b.dtb SDbootVolumes/

Attention

3G内存解锁和关闭ACPI使能DEVICETREE请参考上述”openeuler-image-uefi启动使用指导”章节

kernel8.img不再需要，清务必删除，否则将影响启动。

3 制作grub并选择启动方式

SD卡启动参考本文档章节：树莓派UEFI之手动制作grub并通过SD卡启动openEuler Embedded

网络卡启动参考本文档章节：树莓派UEFI之手动制作grub并通过网络启动openEuler Embedded

树莓派UEFI之手动制作grub并通过SD卡启动openEuler Embedded¶

grub准备（编译+制作grub启动组件）¶

grub源码获取

下载地址：https://github.com/coreos/grub/releases/tag/grub-2.02

grub组件编译

解压源码包并进入根目录，准备开始构建arm64-efi（交叉编译）的grub库，注意此时交叉编译工具已经配置完毕，按如下步骤执行:

./autogen.sh
./configure --prefix=/xxx/grub-2.02/build --with-platform=efi --disable-werror --target=aarch64-openeuler-linux-gnu
make

构建成功后，在当前目录会生成对应的二进制和grub组件依赖库，其中，grub-core即制作grub-efi需要的工具库，grub-mkimage即制作板子grub.efi引导的host-tool。

制作引导程序

接下来制作板子引导grub程序，下例输出名为bootaa64.efi，生成后请放置到SD卡boot分区的对应目录(/EFI/BOOT/bootaa64.efi)：

./grub-mkimage -d ./grub-core -O arm64-efi -o bootaa64.efi -p '' ls grub-core/*.mod | cut -d "." -f 1
mkdir -p SDbootVolumes/EFI/BOOT
cp ./bootaa64.efi SDbootVolumes/EFI/BOOT/

Note

xxxxx目录中请不要带“.”，否则请适配上述语法。

制作引导配置文件

最后，编辑grub.cfg配置文件，grub.cfg配置文件同bootaa64.efi放在一起（/EFI/BOOT/grub.cfg），就绪后在UEFI菜单中选择SD卡启动即可。grub.cfg示例内容如下（后面是cmdline内容，linux gz压缩的内核，使用sd卡分区，不需要initrd）：

insmod gzio
set timeout=0

menuentry 'Start OpenEuler' {
echo "openEuler test."
linux /Image.gz coherent_pool=1M 8250.nr_uarts=1 snd_bcm2835.enable_compat_alsa=0 snd_bcm2835.enable_hdmi=1 bcm2708_fb.fbwidth=1824 bcm2708_fb.fbheight=984 bcm2708_fb.fbswap=1 smsc95xx.macaddr=E4:5F:01:38:E2:E2 vc_mem.mem_base=0x3ec00000 vc_mem.mem_size=0x40000000  dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 console=ttyS0,115200 console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rootwait
}
Note

上述内容需配合oepnEuler embedded构建的树莓派镜像，并在UEFI 非ACPI（DEVICETREE）下使用，dtb使用openEuler embedded镜像中的内容。其中Image.gz即内核Image的gizp压缩，可通过gzip -c kernel8.img > Image.gz获得（若使用openEuler embedded镜像），kernel8.img不再需要，清务必删除，否则将影响启动。

树莓派UEFI之手动制作grub并通过网络启动openEuler Embedded¶

1 准备PXE部署服务器¶

以ubunutu 14.04为例，dhcp中指定的filename就是grup的efi引导文件名

假设服务器网段为192.168.10.x，服务器ip为192.168.10.1，网卡eth0用于dhcp服务，初始化服务器ip例：

sudo ifconfig eth0 192.168.10.1 up

2 使能DHCP服务¶

安装DHCP软件:

sudo apt-get install isc-dhcp-server

编辑/etc/dhcp/dhcpd.conf文件，内容示例：

allow booting;
allow bootp;
option domain-name "example.org";
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
ddns-update-style none;

subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.10.100 192.168.10.200;
filename "mygrub.efi"; #默认下载的grub文件名，和3中制作的efi引导程序名字需匹配
option routers 192.168.10.1;
next-server 192.168.10.1; #tftp服务器IP，PXE必须，HTTPBOOT可选
option broadcast-address 192.168.10.255;
}

配置DHCP服务网络接口,编辑文件/etc/default/isc-dhcp-server 增加/修改字段：

INTERFACES=”eth0” #dhcp使用的网卡

启动DHCP服务:

sudo /etc/init.d/isc-dhcp-server restart

3 使能TFTP服务¶

安装TFTP服务器软件:

sudo apt-get install tftpd-hpa

配置TFTP服务，编辑/etc/default/tftpd-hpa 文件，示例内容如下:

TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_DIRECTORY="/var/lib/tftpboot/"
TFTP_OPTIONS="--secure -l -c -s"

启动TFTP服务:

sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart

4 grub准备（编译+制作grub启动组件）¶

grub源码获取

下载地址：https://github.com/coreos/grub/releases/tag/grub-2.02

grub组件编译

解压源码包并进入根目录，准备开始构建arm64-efi（交叉编译）的grub库，注意此时交叉编译工具已经配置完毕，按如下步骤执行:

./autogen.sh
./configure --prefix=/xxx/grub-2.02/build --with-platform=efi --disable-werror --target=aarch64-openeuler-linux-gnu
make

构建成功后，在当前目录会生成对应的二进制和grub组件依赖库，其中，grub-core即制作grub-efi需要的工具库，grub-mkimage即制作板子grub.efi引导的host-tool。

制作引导程序

接下来制作板子引导grub程序，下例输出名为mygrub.efi：

./grub-mkimage -d ./grub-core -O arm64-efi -o mygrub.efi -p '' ls grub-core/*.mod | cut -d "." -f 1
Note

xxxxx目录中请不要带“.”，否则请适配上述语法。

制作引导配置文件

最后，编辑grub.cfg配置文件，grub.cfg配置文件放在tftp的根目录（/var/lib/tftpboot/grub.cfg），就绪后在UEFI菜单中选择IPV4网络启动即可，grub.cfg示例内容如下（Image.gz后面是cmdline内容，linux gz压缩的内核，initrd文件系统）：

insmod gzio
set timeout=0

menuentry 'Start OpenEuler' {
echo "openEuler test."
linux /Image.gz coherent_pool=1M 8250.nr_uarts=1 snd_bcm2835.enable_compat_alsa=0 snd_bcm2835.enable_hdmi=1 bcm2708_fb.fbwidth=1824 bcm2708_fb.fbheight=984 bcm2708_fb.fbswap=1 smsc95xx.macaddr=E4:5F:01:38:E2:E2 vc_mem.mem_base=0x3ec00000 vc_mem.mem_size=0x40000000  dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 console=ttyS0,115200 console=ttyAMA0,115200
initrd /initrd.cpio.gz
}

附：网络启动时，内核Image.gz和文件系统initrd的来源说明¶

文件系统例子

若使用网络启动，可使用openEuler Embedded构建的标准树梅派镜像构建过程中的rootfs并手动打包，也可使用openEuler Embedded发布的qemu-aarch64参考文件系统

手动打包rootfs例子（预先需准备openEuler Embedded树梅派已构建完成的环境）:

# 假设已经处于构建build目录
cd tmp/work/raspberrypi4_64-openeuler-linux/openeuler-image/1.0-r0/rootfs/
find . | cpio -H newc -o | gzip -n9c > ../initrd.cpio.gz
# 生成在上层目录的initrd.cpio.gz即为所需文件系统
Note

配置文件系统/etc/inittab时注意getty登录时串口重定向要配置正确，否则可能没有打印。（树莓派4B硬件串口PL011对应，引脚14TXD和15RXD）

内核例子

若使用网络启动，可使用openEuler Embedded构建的标准树梅派镜像中的kernel8.img，格式即Image，然后通过gzip压缩为Image.gz格式

内核单独编译例子（openEuler）

参考： openEuler树莓派交叉编译内核

Attention

若使用上述UEFI+ACPI部署方法，必须在config中开启ACPI系列功能支持。在make menuconfig ARCH=arm64菜单中，选中ACPI默认系列支持。建议在UEFI中关闭ACPI选用DEVICETREE（参考openeuler-image-uefi启动使用指导相关配置)

编译生成的Image，在上述efi配置下，grub.cfg的linux格式需使用gz命令压缩成Image.gz

操作说明

将上述内核和文件系统，放在tftp服务目录下（/var/lib/tftpboot）即可进行网络启动。

网络启动基本流程如下：

DHCP服务器给单板分配IP
单板启动UEFI选择PXE启动
PXE根据DHCP的filename和tftp服务器地址，从tftp服务器下载mygrub.efi
进入grub引导程序，根据grub.cfg配置，从对应tftp目录下载文件系统和内核并加载启动

其中，使用的ACPI资源表/DTB是UEFI固件初始化好的（引导内核前已放在对应内存），不过cmdline/bootargs可通过grub.cfg进行配置，在加载内核时，grub会传递给UEFI并上报给系统。