FASTBOOT 功能配置

FASTBOOT（快速启动）是一种能显著缩短系统启动时间、提升设备响应速度的启动机制。本文档将详细介绍配置FASTBOOT系统时需要涉及的模块和仓库设置，包括SDK构建配置、BOOT0配置以及存储设备配置。如果您不想深入了解这些细节，可以直接使用SDK提供的快启开发方案进行板级配置。

SDK 已提供的快启方案

SDK已经内置了便捷的快启开发方案，让您能快速部署和使用FASTBOOT功能。在执行lunch命令选择配置时，如果能看到启动方式为FASTBOOT的选项，说明相关功能已经成功部署。您可以基于此方案进行二次开发，无需自行处理复杂的快启配置。

方案列表

使用 QuickConfig 切换快启通路

SDK提供了board_use_fastboot_nor配置命令，可以一键切换到SPI NOR存储介质的快启模式。只需执行以下命令即可完成切换：

quick_config board_use_fastboot_nor

切换完成后，请参考以下章节进行个性化参数配置：

获取相关参数
配置内核快启
配置 Rootfs 提前启动应用

手动快启通路配置

本节以V861-BGA_PERF1板级为例，演示如何将默认的普通SPI NOR启动模式切换为SPI NOR快启模式。在SDK中，V861-BGA_PERF1的配置路径如下：

设备配置（含设备树、分区表、板级配置项）：device/config/chips/v861/configs/bga_perf1
目标配置（含ROOTFS配置、ROOTFS加载文件）：openwrt/target/v861/v861-bga_perf1
RTOS设备配置（RTOS引脚功能设置）：rtos/board/v861_e907/bga_perf1/configs
RTOS功能配置（RTOS功能设置、RTOS主函数）：rtos/lichee/rtos/projects/v861_e907/bga_perf1

备注

板级配置分为两种方案：NOR方案和非NOR方案。切换NOR快启时需修改NOR配置；切换非NOR存储（如SPI NAND、eMMC、SD Nand）时需修改非NOR配置。以下是V861-BGA_PERF1板级的配置文件示例：

SPI NOR存储的板级配置文件：
- BoardConfig：BoardConfig_nor.mk
- boot_package：boot_package_nor.cfg
- 分区表：sys_partition_nor.fex
非NOR存储的板级配置文件：
- BoardConfig：BoardConfig.mk
- boot_package：boot_package.cfg
- 分区表：sys_partition.fex

获取相关参数

在适配快启系统前，您需要先编译一次普通固件，收集一些关键启动参数信息，主要包括bootargs和分区配置。这些参数在后续配置中会用到，所以这一步是必须的。

收集 cmdline 配置

系统启动后，执行以下命令查看并保存cmdline配置：

cat /proc/cmdline

cmdline配置

命令输出的数据就是cmdline，请将其保存好，后续需要写入到board.dts文件中。

BOOT0 切换快启通路

引用配置文件

SDK已经预配置了针对不同存储介质的快启BOOT0配置文件，包括：

cfg_mmc_fastboot.mk：适用于eMMC、TF卡、SD Nand等存储介质的快启配置
cfg_nand_fastboot.mk：适用于SPI NAND存储介质的快启配置
cfg_nor_fastboot.mk：适用于SPI NOR存储介质的快启配置

快启 BOOT0 配置文件

SPI NOR 存储介质配置

修改板级目录下的SPI NOR专用配置文件device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/BoardConfig_nor.mk，在LICHEE_SPL_BOARD_MK配置项中添加spinor-cfg_nor_fastboot，表示为SPI NOR配置启用快启功能：

LICHEE_SPL_BOARD_MK:="spinor-cfg_nor_fastboot"

SPI NOR 快启 BOOT0 配置

此外，还需要配置备份ENV的大小，以减少ENV的Flash读取时间：

LICHEE_REDUNDANT_ENV_SIZE:=0x1000

ENV 大小配置

需要配置内核压缩模式为 LZ4 以获取最快的解压速度：

LICHEE_COMPRESS:=lz4

配置内核压缩 LZ4

提示

修改BoardConfig文件后，请重新执行lunch命令以重新加载配置

MMC 存储介质配置

MMC存储介质包括所有使用SDIO总线通信的存储设备，如eMMC、SD Nand和TF卡。需要修改板级目录下的通用配置文件device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/BoardConfig.mk（注意：不是SPI NOR专用的BoardConfig_nor.mk），在LICHEE_SPL_BOARD_MK配置项中添加mmc-cfg_mmc_fastboot：

LICHEE_SPL_BOARD_MK:="mmc-cfg_mmc_fastboot"

MMC 快启 BOOT0 配置

同样需要将内核压缩模式配置为LZ4以获得最快的解压速度：

LICHEE_COMPRESS:=lz4

配置内核压缩 LZ4

提示

修改BoardConfig文件后，请重新执行lunch命令以重新加载配置

SPI NAND 存储介质配置

修改板级目录下的通用配置文件device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/BoardConfig.mk，在LICHEE_SPL_BOARD_MK配置项中添加nand-cfg_nand_fastboot：

LICHEE_SPL_BOARD_MK:="nand-cfg_nand_fastboot"

SPI NAND BoardConfig 配置

同样需要将内核压缩模式配置为LZ4：

LICHEE_COMPRESS:=lz4

配置内核压缩 LZ4

提示

修改BoardConfig文件后，请重新执行lunch命令以重新加载配置

SPI NAND 裸分区配置

对于SPI NAND存储介质，还需要额外配置裸分区布局。具体操作是：在device/config/chips/v861/configs/bga_perf1目录下新建一个名为spl.dts的文件，作为BOOT0的分区配置文件，然后写入以下内容：

#include "spl.dtsi"

&sunxi_flashmap {
	nand_map {
		partition0 {
			part_name = "boot_param";
			phy_block_num = <2>;
		};
		partition1 {
			part_name = "boot";
			phy_block_num = <160>;
		};
		partition2 {
			part_name = "boot_backup";
			phy_block_num = <160>;
		};
		partition3 {
			part_name = "riscv0";
			phy_block_num = <32>;
		};
		partition4 {
			part_name = "riscv0_bak";
			phy_block_num = <32>;
		};
	};
};

上述配置定义了SPI NAND的分区布局，每个分区都有特定的功能，确保系统在启动和运行时的稳定性与可靠性。由于NAND Flash可能会出现坏块，配置中特别设计了备份机制来应对这种情况。

分区功能说明

boot_param
- 分区名称: boot_param
- 物理块数量: 2
- 功能描述: 存储系统启动参数。由于这些参数在系统初始化时只会写入一次，且只占用2个物理块，所以不需要双备份，这样可以提高存储效率和访问速度。
boot
- 分区名称: boot
- 物理块数量: 160
- 功能描述: 存储操作系统内核，是设备启动的核心部分。160个物理块的大小足以存储内核及相关启动文件。考虑到NAND Flash可能出现坏块，我们为这个分区设计了备份机制。
boot_backup
- 分区名称: boot_backup
- 物理块数量: 160
- 功能描述: 作为boot分区的备份，存储一份完整的内核镜像。当主内核分区出现故障（如遇到坏块）时，可以从这个备份分区恢复，确保系统的可靠性。
riscv0
- 分区名称: riscv0
- 物理块数量: 32
- 功能描述: 存储RISC-V架构处理器（通常是E907小核）的实时操作系统（RTOS）文件。32个物理块的大小适合存储RTOS的必要组件，支持实时计算和任务调度功能。
riscv0_bak
- 分区名称: riscv0_bak
- 物理块数量: 32
- 功能描述: 作为riscv0分区的备份，确保在原分区出现问题时，可以快速从备份中恢复数据，避免因坏块导致的系统故障。

注意

由于NAND Flash的特性，使用时需要注意以下几点：

裸分区管理: 每个分区都是物理连续且地址固定的。如果写入过程中遇到坏块，该块的数据将不可用，因此备份分区对于保障数据完整性至关重要。
自动恢复机制: 系统会自动检测主分区的坏块情况，一旦出现问题，会立即切换到相应的备份分区，确保系统继续稳定运行。

SPI NOR 存储介质配置项说明

在BOOT0配置文件brandy/brandy-2.0/spl/board/sun252iw1p1/cfg_nor_fastboot.mk中，通过一系列配置项来实现快启功能。

ENV 相关配置

配置ENV大小

通过CFG_SUNXI_ENV_SIZE配置项来设置ENV分区的大小，确保与BoardConfig中的配置保持一致：

CFG_SUNXI_ENV_SIZE=0x1000

ENV SIZE 配置

配置ENV备份

通过CFG_SUNXI_HAVE_REDUNDENV配置项来启用或禁用ENV分区的备份功能。如果分区表中只有一个ENV分区（没有备份），则需要禁用这个选项。

信息

建议启用ENV分区备份功能，因为ENV分区可能会被读写修改，存在写操作过程中突然断电导致数据损坏的风险。

CFG_SUNXI_HAVE_REDUNDENV=y

ENV 备份配置

提示

修改 BoardConfig 请重新 lunch 以重新加载

压缩相关配置

快启系统通常会选择LZ4压缩格式，因为它是目前解压速度最快的压缩格式。这里只需与BoardConfig中的配置保持同步即可：BoardConfig配置了哪种压缩格式，就启用对应格式的压缩配置；同时，关闭不使用的压缩格式可以减少BOOT0的代码大小，进一步提高加载速度。

配置压缩格式

提示

修改BoardConfig文件后，请重新执行lunch命令以重新加载配置

快启核心配置选项

以下是快启系统的核心配置项，这些配置直接影响启动速度和流程：

CFG_BOOT0_LOAD_KERNEL=y        # 启用BOOT0直接加载内核功能，简化启动流程
CFG_KERNEL_BOOTIMAGE=y         # 配置内核使用bootimage格式，整合内核及相关启动文件
CFG_LOAD_DTB_FROM_KERNEL=y     # 从内核镜像中加载设备树(DTB)，减少单独加载步骤
CFG_KERNEL_CHECKSUM=n          # 禁用内核校验和检查，注释说明：设为y会检查内核校验和但降低启动速度
CFG_KERNEL_LOAD_ADDR=0x42600000 # 指定内核在内存中的加载地址，需与内核编译时的链接地址一致
CFG_SUNXI_FDT_ADDR=0x40c00000  # 指定设备树(DTB)在内存中的加载地址
CFG_FASTBOOT_EFEX=y            # 启用快速启动的EFEX功能，优化启动流程
CFG_EARLY_BOOT_RISCV=y         # 启用RISC-V核心的早期启动，加速系统初始化过程
CFG_SUNXI_NO_UPDATE_FDT_CHOSEN=y # 禁用更新设备树中的chosen节点，减少启动时间
CFG_SUNXI_NO_UPDATE_FDT_PARA=y  # 禁用更新设备树中的参数，进一步减少启动速度

配置项详细说明

CFG_BOOT0_LOAD_KERNEL
- 默认值: y（启用）
- 功能: 让BOOT0（系统启动的第一阶段引导程序）直接加载内核
- 作用: 简化启动流程，减少中间环节，从而提高启动速度
CFG_KERNEL_BOOTIMAGE
- 默认值: y（启用）
- 功能: 配置内核使用bootimage格式
- 说明: 目前快启只支持bootimage格式的固件，这也是SDK的默认格式。这种格式会将内核及相关启动文件整合在一起，方便快速加载
CFG_LOAD_DTB_FROM_KERNEL
- 默认值: y（启用）
- 功能: 从内核镜像(bootimage)中加载设备树(DTB)
- 作用: 设备树包含硬件设备信息，将其与内核打包在一起可以减少单独加载的步骤，提高启动效率
CFG_KERNEL_CHECKSUM
- 默认值: n（禁用）
- 功能: 控制是否检查内核镜像的校验和
- 说明: 设为y时会验证内核的完整性，但会降低启动速度；快启模式下默认禁用，以换取更快的启动速度
CFG_KERNEL_LOAD_ADDR
- 默认值: 0x42600000
- 功能: 指定内核镜像在内存中的加载地址
- 注意事项: 这个地址必须与内核编译时的链接地址一致，否则会导致启动失败
CFG_SUNXI_FDT_ADDR
- 默认值: 0x40c00000
- 功能: 指定设备树(DTB)在内存中的加载地址
- 说明: 设备树将被加载到RAM中的这个位置，供内核访问硬件设备信息
CFG_FASTBOOT_EFEX
- 默认值: y（启用）
- 功能: 启用快速启动的EFEX功能
- 说明: EFEX是支持USB一键烧录的功能，它不会增加启动时间，所以默认开启即可
CFG_EARLY_BOOT_RISCV
- 默认值: y（启用）
- 功能: 让RISC-V核心（通常是E907小核）提前启动
- 作用: 与常规模式相比，提前启动RISC-V核心可以更早地运行RTOS，执行相关的快启操作，加速系统初始化过程
CFG_SUNXI_NO_UPDATE_FDT_CHOSEN
- 默认值: y（启用）
- 功能: 禁用更新设备树中的chosen节点
- 说明: chosen节点通常包含启动参数，禁用更新可以减少启动时间，是快启模式的优化项之一
CFG_SUNXI_NO_UPDATE_FDT_PARA
- 默认值: y（启用）
- 功能: 禁用更新设备树中的参数
- 说明: 进一步减少不必要的设备树修改操作，提高启动速度，是快启模式的重要优化项

配置BOOT0关闭打印

要关闭BOOT0阶段的调试打印（这也能提高启动速度），可以修改板级配置文件device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/sys_config.fex，找到debug_mode = 8这一行，将其改为：

debug_mode = 0

这样就可以关闭BOOT0的打印输出了。

debug_mode 配置

其他配置功能

CFG_SHORT_COMMIT_LOG 配置可以减少快启阶段的启动打印信息。由于 BOOT0 阶段的调试打印是 CPU 阻塞发送的，减少这个阶段的打印信息对提升启动速度有明显帮助。

配置快启专用的 OpenSBI

快启系统需要 BOOT0 直接跳转内核，因此需要使用专门的 OpenSBI 固件。配置步骤如下：

修改 OpenSBI 拷贝配置
- 打开板级配置文件：device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/BoardConfig_nor.mk
- 添加以下配置，指定需要从 device/config/chips/v861/bin 拷贝到打包仓库的 OpenSBI 文件：
```
LICHEE_OPENSBI_BIN_NAME:=opensbi_sun252iw1p1_fastboot
```

OpenSBI 拷贝配置

提供的 OpenSBI 固件示例：

OpenSBI 固件

提示

修改 BoardConfig 文件后，请重新执行lunch命令以重新加载配置

配置 OpenSBI 打包
- 在板级目录下新建 boot_package_nor.cfg 文件
- 写入以下配置内容（注意：文件末尾必须添加三行空行，否则可能导致打包失败）：
```
[package]
;item=Item_TOC_name,         Item_filename,
item=opensbi,                opensbi_sun252iw1p1_fastboot.fex
```
对于非 NOR 存储介质方案，需要新建 boot_package.cfg 文件，配置内容与上述一致。

配置内核快启参数

快启系统跳过了 U-Boot 阶段，原本由 U-Boot 传递给内核的启动参数现在需要手动配置。这部分需要使用到之前在【获取相关参数部分】保存的数据。

配置内核启动参数
- 打开内核设备树文件：device/config/chips/v861/configs/bga_perf1/linux-6.6-xuantie/board.dts
- 添加 chosen 节点，并将之前保存的 cmdline 数据填入 bootargs（注意：bootargs 的配置不可换行，否则会导致内核参数解析错误）：
```
chosen {
    bootargs = "之前保存的 cmdline 参数";  // 例如: "earlycon console=ttyS0,115200 root=..."
};
```
配置系统内存资源
- 同样在设备树文件中，配置内存资源（这部分原本也是由 U-Boot 自动配置的）
- 内存配置需要关注起始地址和内存大小：
  - 起始地址默认是 0x40000000
  - 内存大小根据实际硬件配置：
    - 128MB 内存配置为 0x08000000
    - 512MB 内存配置为 0x20000000
    - 以此类推
```
memory@40000000 {
    device_type = "memory";
    reg = <0x00000000 0x40000000 0x00000000 0x08000000>;  // 0x08000000 代表 128MB 内存
};
```
配置存储控制器，在有 U-Boot 的普通流程中，存储控制器是由 U-Boot 自动识别启用的，在快启的时候就需要手动启用了，例如这里是通过 SPIF 控制器接 SPI NOR 外设，所以需要启用这个驱动。

SPIF 启用驱动

如果是 SD NAND 或 eMMC，需要启用对应的控制器例如 SDC2，或 SDC0

同步快启分区配置

完成上述配置后，需要同步分区信息。可以通过 quick_config 工具自动同步，也可以手动同步。

使用 quick_config 同步（推荐）

quick_config 工具支持同步三种存储介质的分区参数：

NOR 介质：sync_partition_nor_to_bootargs
MMC 介质：sync_partition_to_bootargs
SPI NAND（UBI）介质：sync_nand_partition_to_bootargs

执行 quick_config 命令即可完成配置。配置后还需要手动设置逻辑分区的起始地址，具体方法请参考【配置逻辑分区地址】部分。

手动同步分区表

打开使用的分区表文件，记录每个分区的名称和对应的 block 编号（从 1 开始）：

提示

注意：mtdblock0 是裸分区，不在分区表上，默认名称为 uboot

将分区表的信息一一对应填写到 bootargs 中即可。注意：虽然下面的示例为了展示对应关系换行显示，但实际配置时必须将 bootargs 写在一行。

同步分区表

配置逻辑分区地址

需要注意：SPI NOR 和 MMC 设备需要配置逻辑分区地址，而 SPI NAND 设备不需要，因为它们的分区管理方式不同。

对于 SPI NOR 和 MMC 设备，还需要同步配置 mbr_offset 来确定逻辑分区的起始地址：

打开板级目录下的 uboot-board.dts 文件
找到 sunxi_flashmap 节点中的 logic_offset 值
计算 mbr_offset：logic_offset × 512（因为 logic_offset 的单位是扇区，每个扇区大小为 512Byte）

配置逻辑分区地址

修改 lunch 菜单显示快启

如果希望在执行 lunch 命令时，默认显示当前板级的快启配置，可以修改板级 target 目录下的配置文件，将其设置为 FASTBOOT 模式：

修改文件路径：

openwrt/target/v861/v861-bga_perf1/lunch_menu.mk

lunch menu 显示配置

将快启的 quick_config 配置加入 quick_config 命令

默认情况下，快启板级可以使用基本的快启配置，但如果需要从常电模式切换到快启模式，还需要额外配置：

打开板级目录下的 quick_config.json 文件
将快启的配置加入 include 字段中

修改 quick_config 配置

这样配置后，就可以使用快启特有的配置参数了，例如启动加速模块：

配置参数示例

配置 BOOT0 解压加速

在启动阶段，其实大部分时间是从存储加载固件到内存解压运行，存储读取速度是有上限的，所以更多会用优化解压性能的方式加速读取和解压的流程。

SDK 目前支持 LZ4 压缩格式的解压加速功能，可以通过修改 BoardConfig 文件，在 LICHEE_SPL_BOARD_MK 中新增 cfg_lz4_parall_decomp 方式，启用 LZ4 加速解压功能。

LZ4 加速解压

常见配置问题

修改快启后打包失败

打包失败

原因：通常是因为修改了压缩格式导致的问题。默认使用 gzip 压缩，而快启使用 lz4 压缩，两种压缩格式的压缩率不同，导致解压后的文件大小变化，需要更大的分区空间。

解决方案：

需要扩大分区表中的分区大小
推荐使用 auto_update_partition 自动化脚本进行分区扩容，操作更简单高效

修改快启后启动卡在 OpenSBI

卡在 OpenSBI

原因：一般是踩内存导致问题，由于快启系统排布非常紧凑，内核过大就容易踩到内存，可以向上找日志，看启动的内核大小，按默认布局不建议内核超过 0x60000，这里 0x7e6fe2 已经踩内存了

看内核大小

启动秒崩溃，无打印无显示

原因：极有可能是没有按照文档要求配置内核快启参数。例如，cmdline 参数不完整，或者内存配置过小（如只配置了 64MB）。

解决方案：

请参考【配置内核快启参数】章节，正确配置 bootargs 和内存参数
确保 bootargs 包含完整的启动参数
确保内存配置与实际硬件一致（如 128MB 内存应配置为 0x08000000）
确保没有踩内存，因为内存过大踩到了设备树的内存

修改设备树的加载地址，放到其他没有冲突的地址即可，请参考【快启核心配置选项】修改配置

修改设备树地址

启动秒崩溃，打印 "Unable to handle kernel paging request"

启动马上崩溃，需要注意的是快启是否存在踩内存的情况，此时应该是在初始化系统基础资源，需要检查是否开启了这两个库

CONFIG_CRYPTO_ARC4
CONFIG_CRYPTO_USER_API_HASH

这两个库不兼容快启流程，需要关闭

启动崩溃

启动后 U-Boot 没有打印输出

原因：这是正常现象，因为快启系统对 U-Boot 进行了裁剪，移除了打印功能以提高启动速度。

解决方案：无需处理，这是快启模式的预期行为。

启动后一直在 Waiting for root device

这是由于没有配置启用 SPI、MMC 控制器，请参考【配置内核快启参数】配置设备树

Waiting for root device

如果已经配置了，可能是因为没有同步 mbr_offset 配置，先检查一下内核是否有 sunxipart: failed to parse sunxi_gpt! 的打印，如果有则是需要同步 mbr_offset

sunxipart: failed to parse sunxi_gpt!

SDK 已提供的快启方案​

使用 QuickConfig 切换快启通路​

手动快启通路配置​

获取相关参数​

BOOT0 切换快启通路​

引用配置文件​

SPI NOR 存储介质配置​

MMC 存储介质配置​

SPI NAND 存储介质配置​

SPI NAND 裸分区配置​

分区功能说明​

SPI NOR 存储介质配置项说明​

ENV 相关配置​

快启核心配置选项​

配置项详细说明​

配置BOOT0关闭打印​

其他配置功能​

配置快启专用的 OpenSBI​

配置内核快启参数​

同步快启分区配置​

使用 quick_config 同步（推荐）​

手动同步分区表​

配置逻辑分区地址​

修改 lunch 菜单显示快启​

将快启的 quick_config 配置加入 quick_config 命令​

配置 BOOT0 解压加速​

常见配置问题​

修改快启后打包失败​

修改快启后启动卡在 OpenSBI​

启动秒崩溃，无打印无显示​

启动秒崩溃，打印 "Unable to handle kernel paging request"​

启动后 U-Boot 没有打印输出​

启动后一直在 Waiting for root device​

SDK 已提供的快启方案

使用 QuickConfig 切换快启通路

手动快启通路配置

获取相关参数

BOOT0 切换快启通路

引用配置文件

SPI NOR 存储介质配置

MMC 存储介质配置

SPI NAND 存储介质配置

SPI NAND 裸分区配置

分区功能说明

SPI NOR 存储介质配置项说明

ENV 相关配置

快启核心配置选项

配置项详细说明

配置BOOT0关闭打印

其他配置功能

配置快启专用的 OpenSBI

配置内核快启参数

同步快启分区配置

使用 quick_config 同步（推荐）

手动同步分区表

配置逻辑分区地址

修改 lunch 菜单显示快启

将快启的 quick_config 配置加入 quick_config 命令

配置 BOOT0 解压加速

常见配置问题

修改快启后打包失败

修改快启后启动卡在 OpenSBI

启动秒崩溃，无打印无显示

启动秒崩溃，打印 "Unable to handle kernel paging request"

启动后 U-Boot 没有打印输出

启动后一直在 Waiting for root device