一般來講啟動一個系統所需的bootloader（SPL/MLO、u-boot.img）和根檔案系統（/boot下包含核心zImage）要麼是放在NAND Flash，或者是SD卡，或者是eMMC，或者是USB中，那麼還有一種方式，就是所需要的這些檔案全部都不在板子上，而是放在其他的電腦或者說伺服器上。這樣即使板子上沒有eMMC也照樣跑系統！而且由於根檔案系統在NFS伺服器上，使得板子上的系統的“硬碟空間”變得十分充足！

關於一個系統的啟動流程相關參考資料

核心原始碼的說明文件，關於NFS啟動一些需要注意的

https://www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/nfs/nfsroot.txt

1、ROM-Code如何從串列埠獲取bootloader？

          對於BBB板子來說，當沒有按住boot按鍵時，啟動順序是MMC1、MMC0、UART0、USB0，而按住boot按鍵時啟動順序為SPI0、MMC0、USB0、UART0。由於板子的MMC1已經接有eMMC，所以要想讓ROM-Code從串列埠啟動，那麼斷電時，拔掉SD卡，然後按住boot按鍵，再給板子上電，如果連線上了串列埠除錯線，此時PC機串列埠應該不停的收到字元CCCCCC，這就表示ROM-Code在向串列埠請求SPL檔案（PC機的串列埠除錯工具推薦SecureCRT）。此時用Xmoden協議將SPL檔案從串列埠傳送過去，接著串列埠上會顯示傳送進度和速度。傳送完後串列埠會又會收到字元CCCCCC，這就表示傳送過去的SPL已經執行，並向串列埠請求u-boot.img檔案，此時用Ymoden協議將u-boot.img檔案傳送過去，接下來從串列埠可以看到u-boot已經啟動，但由於沒有核心和根檔案系統，所以u-boot自動停止，顯示出命令列互動介面#u-boot：

          至此ROM-Code和SPL任務完成，接下來控制權轉交給u-boot。

2、u-boot如何從TFTP伺服器獲取核心映象，從NFS伺服器掛載根檔案系統？

        首先要在同一區域網內的一臺PC機上配置TFTP和NFS伺服器，比如可以在虛擬機器ubuntu12.04中配置TFTP和NFS伺服器，注意，虛擬機器和宿主機一定要選擇橋接模式，以使虛擬機器和目標板獲得同一網段的IP。

相關參考：

        以上配置完成後都進行都本機測試tftp localhost、mount -t nfs -o nolock localhost:/nfs/dir/ /mnt/nfs，或者用開發板來測試，以確保配置沒有問題。

        準備工作都做好之後，現在u-boot#命令互動等待使用者輸入，該如何配置環境變數讓u-boot通過TFTP協議下載核心到記憶體，下載到哪個位置？傳遞什麼引數給核心來讓他知道根檔案系統在哪裡？下面來對此進行分析：

         進入u-boot後，輸入printenv，回車，得如下輸出，

U-Boot# printenv
arch=arm
autoconf=off
baudrate=115200
board=am335x
board_name=A335BNLT
board_rev=t\
ue
boot_fdt=try
bootcmd=gpio set 53; i2c mw 0x24 1 0x3e; run findfdt; setenv mmcdev 0; setenv bootpart 0:1; run mmcboot;gpio clear 56; gpio clear 55; gpio clear 54; setenv mmcdev 1; setenv bootpart 1:1; run mmcboot;run nandboot;
bootcount=2
bootdelay=1
bootenv=uEnv.txt
bootfile=zImage
bootm_size=0x10000000
bootpart=0:2
bootscript=echo Running bootscript from mmc ...; source ${loadaddr}
console=ttyO0,115200n8
cpu=armv7
device=eth0
dfu_alt_info_emmc=rawemmc mmc 0 3751936
dfu_alt_info_mmc=boot part 0 1;rootfs part 0 2;MLO fat 0 1;MLO.raw mmc 0x100 0x100;u-boot.img.raw mmc 0x300 0x400;spl-os-args.raw mmc 0x80 0x80;spl-os-image.raw mmc 0x900 0x2000;spl-os-args fat 0 1;spl-os-image fat 0 1;u-boot.img fat 0 1;uEnv.txt fat 0 1
dfu_alt_info_nand=SPL part 0 1;SPL.backup1 part 0 2;SPL.backup2 part 0 3;SPL.backup3 part 0 4;u-boot part 0 5;u-boot-spl-os part 0 6;kernel part 0 8;rootfs part 0 9
dfu_alt_info_ram=kernel ram 0x80200000 0xD80000;fdt ram 0x80F80000 0x80000;ramdisk ram 0x81000000 0x4000000
eth1addr=c8:a0:30:ac:7f:d1
ethact=cpsw
ethaddr=c8:a0:30:ac:7f:cf
fdt_addr_r=0x88000000
fdtaddr=0x88000000
fdtdir=/dtbs
fdtfile=undefined
findfdt=if test $board_name = A335BONE; then setenv fdtfile am335x-bone.dtb; setenv fdtbase am335x-bone; fi; if test $board_name = A335BNLT; then setenv fdtfile am335x-boneblack.dtb; setenv fdtbase am335x-boneblack; fi; if test $board_name = A33515BB; then setenv fdtfile am335x-evm.dtb; fi; if test $board_name = A335X_SK; then setenv fdtfile am335x-evmsk.dtb; fi; if test $fdtfile = undefined; then echo WARNING: Could not determine device tree to use; fi; 
gw_ip=192.168.1.1
importbootenv=echo Importing environment from mmc ...; env import -t -r $loadaddr $filesize
kernel_addr_r=0x82000000
loadaddr=0x82000000
loadbootenv=load mmc ${bootpart} ${loadaddr} ${bootenv}
loadbootscript=load mmc ${bootpart} ${loadaddr} ${scriptfile};
loadfdt=echo loading ${fdtdir}/${fdtfile} ...; load mmc ${bootpart} ${fdtaddr} ${fdtdir}/${fdtfile}
loadimage=load mmc ${bootpart} ${loadaddr} ${bootdir}/${bootfile}
loadramdisk=load mmc ${mmcdev} ${rdaddr} ramdisk.gz
loadrd=load mmc ${bootpart} ${rdaddr} ${bootdir}/${rdfile}; setenv rdsize ${filesize}
mmcargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} ${cape_disable} ${cape_enable} root=${mmcroot} rootfstype=${mmcrootfstype} ${cmdline}
mmcboot=mmc dev ${mmcdev}; if mmc rescan; then gpio set 54;echo SD/MMC found on device ${mmcdev};setenv bootpart ${mmcdev}:1; echo Checking for: /uEnv.txt ...;if test -e mmc ${bootpart} /uEnv.txt; then if run loadbootenv; then gpio set 55;echo Loaded environment from ${bootenv};run importbootenv;fi;if test -n ${cape}; then if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtbase}-${cape}.dtb; then setenv fdtfile ${fdtbase}-${cape}.dtb; fi; echo using: $fdtfile...; fi; echo Checking if uenvcmd is set ...;if test -n ${uenvcmd}; then gpio set 56; echo Running uenvcmd ...;run uenvcmd;fi;echo Checking if client_ip is set ...;if test -n ${client_ip}; then if test -n ${dtb}; then setenv fdtfile ${dtb};echo using ${fdtfile} ...;fi;gpio set 56; echo Running nfsboot ...;run nfsboot;fi;fi; echo Checking for: /${script} ...;if test -e mmc ${bootpart} /${script}; then gpio set 55;setenv scriptfile ${script};run loadbootscript;echo Loaded script from ${scriptfile};gpio set 56; run bootscript;fi; echo Checking for: /boot/${script} ...;if test -e mmc ${bootpart} /boot/${script}; then gpio set 55;setenv scriptfile /boot/${script};run loadbootscript;echo Loaded script from ${scriptfile};gpio set 56; run bootscript;fi; echo Checking for: /boot/uEnv.txt ...;for i in 1 2 3 4 5 6 7 ; do setenv mmcpart ${i};setenv bootpart ${mmcdev}:${mmcpart};if test -e mmc ${bootpart} /boot/uEnv.txt; then gpio set 55;load mmc ${bootpart} ${loadaddr} /boot/uEnv.txt;env import -t ${loadaddr} ${filesize};echo Loaded environment from /boot/uEnv.txt;if test -n ${dtb}; then setenv fdtfile ${dtb};echo Using: dtb=${fdtfile} ...;fi;echo Checking if uname_r is set in /boot/uEnv.txt...;if test -n ${uname_r}; then gpio set 56; echo Running uname_boot ...;setenv mmcroot /dev/mmcblk${mmcdev}p${mmcpart} ro;run uname_boot;fi;fi;done;fi;
mmcdev=0
mmcloados=run mmcargs; if test ${boot_fdt} = yes || test ${boot_fdt} = try; then if run loadfdt; then bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}; else if test ${boot_fdt} = try; then bootz; else echo WARN: Cannot load the DT; fi; fi; else bootz; fi;
mmcpart=1
mmcroot=/dev/mmcblk0p2 ro
mmcrootfstype=ext4 rootwait fixrtc
mtdids=nand0=omap2-nand.0
mtdparts=mtdparts=omap2-nand.0:128k(SPL),128k(SPL.backup1),128k(SPL.backup2),128k(SPL.backup3),1792k(u-boot),128k(u-boot-spl-os),128k(u-boot-env),5m(kernel),-(rootfs)
nandargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${nandroot} rootfstype=${nandrootfstype}
nandboot=echo Booting from nand ...; run nandargs; nand read ${fdtaddr} u-boot-spl-os; nand read ${loadaddr} kernel; bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}
nandroot=ubi0:rootfs rw ubi.mtd=7,2048
nandrootfstype=ubifs rootwait=1
netargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=/dev/nfs nfsroot=${serverip}:${rootpath},${nfsopts} rw ip=dhcp
netboot=echo Booting from network ...; setenv autoload no; dhcp; tftp ${loadaddr} ${bootfile}; tftp ${fdtaddr} ${fdtfile}; run netargs; bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}
netmask=255.255.255.0
nfs_options=,vers=3
nfsargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} ${cape_disable} ${cape_enable} root=/dev/nfs rw rootfstype=${nfsrootfstype} nfsroot=${nfsroot} ip=${ip} ${cmdline}
nfsboot=echo Booting from ${server_ip} ...; setenv nfsroot ${server_ip}:${root_dir}${nfs_options}; setenv ip ${client_ip}:${server_ip}:${gw_ip}:${netmask}:${hostname}:${device}:${autoconf}; setenv autoload no; setenv serverip ${server_ip}; setenv ipaddr ${client_ip}; tftp ${loadaddr} ${bootfile}; tftp ${fdtaddr} dtbs/${fdtfile}; run nfsargs; bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}
nfsopts=nolock
nfsrootfstype=ext4 rootwait fixrtc
partitions=uuid_disk=${uuid_gpt_disk};name=rootfs,start=2MiB,size=-,uuid=${uuid_gpt_rootfs}
ramargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${ramroot} rootfstype=${ramrootfstype}
ramboot=echo Booting from ramdisk ...; run ramargs; bootz ${loadaddr} ${rdaddr} ${fdtaddr}
ramdisk_addr_r=0x88080000
ramroot=/dev/ram0 rw
ramrootfstype=ext2
rdaddr=0x88080000
root_dir=/home/userid/targetNFS
rootpath=/export/rootfs
script=boot.scr
scriptfile=${script}
server_ip=192.168.1.100
soc=am33xx
spiargs=setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=${spiroot} rootfstype=${spirootfstype}
spiboot=echo Booting from spi ...; run spiargs; sf probe ${spibusno}:0; sf read ${loadaddr} ${spisrcaddr} ${spiimgsize}; bootz ${loadaddr}
spibusno=0
spiimgsize=0x362000
spiroot=/dev/mtdblock4 rw
spirootfstype=jffs2
spisrcaddr=0xe0000
static_ip=${ipaddr}:${serverip}:${gatewayip}:${netmask}:${hostname}::off
stderr=serial
stdin=serial
stdout=serial
uname_boot=setenv bootdir /boot; setenv bootfile vmlinuz-${uname_r}; if test -e mmc ${bootpart} ${bootdir}/${bootfile}; then echo loading ${bootdir}/${bootfile} ...; run loadimage;setenv fdtdir /boot/dtbs/${uname_r}; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /usr/lib/linux-image-${uname_r}; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /lib/firmware/${uname_r}/device-tree; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /boot/dtb-${uname_r}; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /boot/dtbs; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /boot/dtb; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else setenv fdtdir /boot; if test -e mmc ${bootpart} ${fdtdir}/${fdtfile}; then run loadfdt;else echo; echo unable to find ${fdtfile} ...; echo booting legacy ...;run mmcargs;bootz ${loadaddr}; fi;fi;fi;fi;fi;fi;fi; setenv rdfile initrd.img-${uname_r}; if test -e mmc ${bootpart} ${bootdir}/${rdfile}; then echo loading ${bootdir}/${rdfile} ...; run loadrd;if test -n ${uuid}; then setenv mmcroot UUID=${uuid} ro;fi;run mmcargs;bootz ${loadaddr} ${rdaddr}:${rdsize} ${fdtaddr}; else run mmcargs;bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}; fi;fi;
usbnet_devaddr=c8:a0:30:ac:7f:d1
vendor=ti
ver=U-Boot 2014.07-00016-g329fca9 (Jul 28 2014 - 12:35:02)

Environment size: 8541/131068 bytes

既然是研究如何將網路檔案系統NFS掛載為根檔案系統，那麼把其中59-63行的環境變數摘取出來進行分析，為了便於閱讀和分析，整理成如下格式：

#定義變數nfs_options的值為,vers=3
nfs_options=,vers=3

#定義變數nfsargs為一個動作，該動作設定bootargs啟動引數內容包括
#（1）console：用於讓核心列印輸出資訊，Documentation/serial-console.txt找到相關描述
#（2）root：用於說明根檔案系統是基於NFS。
#（3）rootfstype：指定根檔案系統型別，此處指定的是ext4
#（4）nfsroot：指定根檔案系統所在NFS伺服器的IP以及伺服器上的路徑
#（5）ip：本目標板IP（必須的，其他可不寫）、TFTP和NFS伺服器IP、閘道器IP、子網掩碼、主機名、網絡卡裝置、

nfsargs=
setenv bootargs console=${console} ${optargs} ${cape_disable} ${cape_enable} 
                root=/dev/nfs rw 
                rootfstype=${nfsrootfstype} 
                nfsroot=${nfsroot} 
                ip=${ip} ${cmdline}

#定義變數nfsboot為一系列動作，動作之間以;隔開
nfsboot=
echo Booting from ${server_ip} ...; //回顯資訊“從伺服器IP處啟動系統...”
setenv nfsroot ${server_ip}:${root_dir}${nfs_options}; //指定根檔案系統所在NFS伺服器的IP以及伺服器上的路徑
setenv ip ${client_ip}:${server_ip}:${gw_ip}:${netmask}:${hostname}:${device}:${autoconf}; //設定IP
setenv autoload no; //僅僅對相關配置進行查詢（比如本機被分配到的IP地址），而不會同時產生去通過TFTP下載任何映象的動作。
setenv serverip ${server_ip};//設定TFTP和NFS伺服器IP地址，兩個伺服器可以在配置同一臺電腦上，一般屬於這種情況，但也可以配置在不同的電腦上。 
setenv ipaddr ${client_ip};//本機目標板地址 
tftp ${loadaddr} ${bootfile}; //從TFTP伺服器的目錄中下載bootfile檔案放到記憶體loadaddr處
tftp ${fdtaddr} dtbs/${fdtfile}; //從TFTP伺服器的dtbs/目錄下載fdtfile檔案，存放到記憶體的fdtaddr處
run nfsargs; //執行nfsargs定義的一系列動作，解釋見上。
bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}//bootz表示執行記憶體中的zImage檔案，後面跟三個引數，第一個引數表示核心在記憶體中的地址，第二個引數表示initrd的地址，如果沒有initrd就用"-"表示，第三個表示裝置樹二進位制檔案記憶體地址

#定義變數nfsopts的值為nolock
nfsopts=nolock

#定義變數nfsrootfstype的值為ext4 rootwait fixrtc
nfsrootfstype=ext4 rootwait fixrtc

        從以上環境變數可以得出，這幾個變數均是為了nfsboot而服務的，也就是說進入u-boot命令列後，我們輸入run nfsboot，那麼nfsboot裡面的動作（回顯資訊、設定環境變數、下載核心映象、裝置樹二進位制檔案、設定啟動引數、執行映象檔案）全部都會被執行。那麼系統也就自動開始啟動了。

        為了確保所有相關的環境變數都是正確無誤的，現在u-boot下面從nfsboot入手把各個尚未知的環境變數依次打印出來，檢視一下情況如何，得到結果如下，

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U-Boot# printenv server_ip root_dir client_ip gw_ip netmask hostname device autoconf loadaddr bootfile fdtaddr fdtfile
server_ip=192.168.1.100                //實際中我的TFTP、NFS伺服器都在虛擬機器中，虛擬機器IP192.168.1.106
root_dir=/home/userid/targetNFS     //NFS伺服器的目錄為/home/username/zynfs/
## Error: "client_ip" not defined      //目標板連線在同一個區域網中，獲得的IP為192.168.1.105
gw_ip=192.168.1.1                        //路由器IP為192.168.1.1，故此項無需在設定
netmask=255.255.255.0                 //子網掩碼也正確，故此項無需在設定
## Error: "hostname" not defined    //主機名無需設定留空即可
device=eth0                                 //u-boot預設已經設定好，設定為目標板系統的第一塊乙太網網絡卡，故此項無需設定
autoconf=off                                //保留預設設定，故此項無需設定
loadaddr=0x82000000                   //保留預設設定，故此項無需設定
bootfile=zImage                           //保留預設設定，故此項無需設定，如果想用其他名字自己，記得到時候TFTP伺服器目錄下的檔名與此保持一致，否則會找不到核心
fdtaddr=0x88000000                     //保留預設設定，故此項無需設定
fdtfile=undefined                         //u-boot沒有設定，需要手動設定，可以先執行run findfdt，該命令讀取板子資訊，根據板子資訊自動設定好fdtfile。如何讀取的請printenv findfdt

那麼根據以上分析，對需要設定的環境變數進行手動更改或者設定，同時為了確保更改生效，改完後在printenv看一下設定是否成功，如下，

U-Boot# setenv server_ip 192.168.1.106 
U-Boot# setenv client_ip 192.168.1.105
U-Boot# setenv root_dir /opt/ti-sdk-am335x-evm-07.00.00.00/targetNFS/
U-Boot# run findfdt
U-Boot# printenv server_ip client_ip root_dir fdtfile
server_ip=192.168.1.106
client_ip=192.168.1.105
root_dir=/opt/ti-sdk-am335x-evm-07.00.00.00/targetNFS/
fdtfile=am335x-boneblack.dtb

實際的操作參見對應的實踐篇。