后面想使用buildroot和yocto来构建raspberry os。这里用手动的方式来移植bootloader和rootfs，通过这种方式和自动化方式做对比，更能突出后者的优势。

系统从上电到界面显示大致的流程如下，其中必备的3个阶段：bootloader、kernel和rootfs。RomCode是内嵌在CPU或者GPU中的，开发者无法进行修改。

在这里通过移植bootloader和rootfs，对该启动过程有更深入的了解。

环境：

ubuntu 22.04
raspiberry 4B
U盘 64G

U盘格式化

Raspberry4B默认是支持U盘启动的，启动前需要进行格式化，创建2个分区，ROOT和BOOT。

BOOT - 启动分区，该分区包含了bootloader，kernel，dtb和一些配置文件如cmdline.txt和config.txt等；
ROOT -根分区，主要包含根文件系统

步骤如下：

1.查看U盘设备：fdisk -l

2.通过parted命令对其进行格式化并创建2个分区：

boot分区格式为fat32，start位置为1M，end位置为100M；
root分区格式为ext4，start位置为100M，end位置为U盘剩余空间。

sudo umount /dev/sdb1
sudo parted -s /dev/sdb mklabel msdos mkpart primary fat32 1M 100M mkpart primary ext4 100M 100%

查看结果是否成功：lsblk

3.对创建的分区进行格式化，即创建文件系统

sudo mkfs.vfat /dev/sdb1 
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2

4.对分区创建卷标，对应window的C\D等盘符

sudo fatlabel /dev/sdb1 BOOT
sudo e2label /dev/sdb2 ROOT

5.创建2个文件夹，分别挂载分区到主机

sudo mkdir /mnt/BOOT
sudo mkdir /mnt/ROOT
sudo mount /dev/sdb1 /mnt/BOOT
sudo mount /dev/sdb2 /mnt/ROOT

查询分区UUID

每个分区都对应有一个UUID，可以通过blkid查看，由于这里会移植rootfs，移植的文件中会带有分区的静态信息(/etc/fstab)，启动的时候系统会读取该文件并相应的挂载各个目录，如果说创建的分区的UUID和rootfs的不对应，会导致起不来。

sudo blkid

BOOT - PARTUUID=caa6cd92-01
ROOT - PARTUUID=caa6cd92-02

Bootloader

下载bootloader文件并copy到BOOT分区，github国内较慢，也可以直接gitee

git clone https://github.com/raspberrypi/firmware.git
或者
git clone https://gitee.com/KisChang/raspberrypi_firmware.git

把firmware文件夹中的boot所有文件copy到BOOT分区：

sudo cp -r firmware/boot/* /mnt/BOOT/

系统系统后的console输出需要借助cmdline.txt文件，正常刷镜像后也是存在该文件的，现在需要手动创建,其中xxx为root分区的PARTUUID：

dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=xxx rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

启动

启动后系统会有报错，[end Kernel panic] --not syncing: no working init found.xxx。

这里发生了panic，主要原因是找不到init进程，该文件存在于rootfs中，还没有移植rootfs的原因。

移植rootfs

上面步骤已经完成了bootloader移植的工作，接下来移植rootfs。

由于这里还没有用buildroot和yocto编译rootfs，需要借助NOOBS安装系统中的。

下载入口:
https://downloads.raspberrypi.org/NOOBS/images/NOOBS-2022-04-07/NOOBS_v3_8_1.zip。

把下载好的rootfs.tar.xz复制到U盘的ROOT分区，并进行解压，由于文件较多，并且和U盘的性能有关系，解压过程比较耗时，本人的环境下1h左右。

sudo cp root.tar.xz /mnt/ROOT/
tar xvf root.tar.xz

开机

解压完成后插到开发板上启动，正常情况下会报错：Cannot open access to console, the root account is locked，是由于rootfs中的/etc/fstab分区信息和手动创建PARTUUID不对应，需要进行修改。

编辑/etc/fstab，按照blkid中获取到的PARTUUID进行修改，在VM中进行编辑：vim /etc/fstab：

proc                    /proc           proc    defaults          0       0
PARTUUID=caa6cd92-01    /boot           vfat    defaults          0       2
PARTUUID=caa6cd92-02   /               ext4    defaults,noatime  0       1

编辑完后即可重启完成。

四时宝库

程序员的知识宝库

树莓派4B初级6-移植bootloader和rootfs

U盘格式化

查询分区UUID

Bootloader

启动

移植rootfs

开机