树莓派4B设置USB启动

我们先要了解一下4B之前的版本的启动流程,主要分为四个阶段:

GPU读取芯片上一个ROM的内容并执行
ROM中的程序挂载SD卡并加载第一个FAT分区上的bootcode.bin
bootcode.bin从FAT分区加载start.elf
start.elf从FAT分区加载kernel.img,然后唤醒CPU,CPU开始执行kernel.img
从这个流程中可以看到,第一阶段的BootLoader是从芯片上的ROM中读取的,ROM里的代码是出厂定制好的后期不能再改变。然而随着4B的硬件升级,USB被移到了PCIe总线,网卡也用了新的型号,再加上4B启动过程和SDRAM的设置远比之前的型号要复杂的多,继续使用集成在SoC ROM中的代码是有很大风险的,所以4B增加了一块EEPROM来解决这个问题,启动程序写入到EEPROM中来取代bootcode.bin的工作,启动程序的bug修复和新功能添加都方便了很多。

更新eeprom

1、使用rpi-eeprom更新
最新的官方系统里已经集成了rpi-eeprom包来升级eeprom,官方github上有这个项目的源码,如果不是官方系统可以clone此项目来升级eeprom,项目地址是:https://github.com/raspberrypi/rpi-eeprom,里面包含升级脚本和固件。

三方系统(例如树莓派爱好者基地2.0系统)升级方法请看这里,这篇文章介绍官方系统的升级方法:

整个升级过程都需要root权限,如果你是用pi用户登录的,先执行sudo -i切换到root用户。

#升级系统软件包
apt update
apt upgrade

然后编辑/etc/default/rpi-eeprom-update文件,把内容改为FIRMWARE_RELEASE_STATUS=”beta”

如果想用固件的默认配置直接执行rpi-eeprom-update -d -a,然后重启完成升级。

如果想修改eeprom的参数配置,请参考这里。

重启后进入系统验证一下eeprom固件版本,执行rpi-eeprom-update,如果BOOTLOADER的版本在2020-05-15及以上就可以USB启动了。

2、卡刷更新
除了进系统使用rpi-eeprom刷新以外,还可以使用卡刷。
到https://github.com/raspberrypi/rpi-eeprom/releases下载最新的发布版rpi-boot-eeprom-recovery-xxxx.zip,然后解压到一张FAT32格式的空SD卡中,注意,直接解压pieeprom.bin、pieeprom.sig、recovery.bin等文件到根目录下不能带文件夹,插卡上电,绿色LED快速闪烁,至少等待10S后eeprom就刷好了。卡刷的方法更简单,推荐使用。

准备启动介质
eeprom升级后要配合最新的BootLoader才能实现USB启动,而这个包目前在软件源中还没有更新,只能去github下载,地址:https://github.com/Hexxeh/rpi-firmware,打包下载后待用。

现在开始制作USB启动介质,如果想刷一个全新系统直接把镜像刷到U盘即可,如果想把当前SD卡上的系统迁移到U盘,可以使用这个脚本制作一个最小镜像(具体方法参考这里的后半部分),然后把镜像刷到U盘里。

刷好镜像,把U盘插到电脑上,解压上面下载的rpi-firmware包,把里面的fixup*.dat和star*.elf文件拷贝到U盘覆盖原文件。

把SD卡从pi上取出,插上U盘就可以从U盘启动了。

镜像刷到移动硬盘也是可以的,但是如果硬盘里原来有数据,那么数据将会被清除

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