如何使用 mkimage 工具生成 uImage 文件（RISC-V 环境）

一、mkimage 命令参数详解

在 RISC-V Linux 环境下，使用 U-Boot 的 mkimage 工具生成 uImage 的基本命令格式如下：

mkimage -A riscv -O linux -T kernel -C compression -a load_addr -e entry_addr -n "描述信息" -d Image uImage

核心参数说明：

参数	必选	说明	RISC-V 典型值
-A arch	✓	指定架构	riscv
-O os	✓	操作系统类型	linux
-T type	✓	镜像类型	kernel（内核镜像）
-C comp		压缩格式	none（未压缩） gzip（gzip压缩）
-a addr	✓	加载地址 U-Boot 拷贝内核到内存的位置	`
0x80200000`
-e addr	✓	入口地址 内核执行的起始地址	通常与 -a 相同
-n text		镜像描述文本	"RISC-V Linux-6.8.0"
-d in_file	✓	输入文件（原始 Image）	arch/riscv/boot/Image
输出文件	✓	生成的 uImage 文件名	uImage

RISC-V 示例命令：

mkimage -A riscv -O linux -T kernel -C none \-a 0x80200000 -e 0x80200000 \-n "RISC-V Linux Kernel" \-d arch/riscv/boot/Image uImage

二、uImage vs Image 关键区别

特性	uImage	原始 Image
文件结构	添加 64字节 U-Boot 头 （魔数/CRC/地址/时间戳）	纯内核二进制
引导方式	U-Boot 直接通过 bootm 加载	需手动指定地址 配合 booti 命令
加载地址	头部自动指定 (-a 参数)	需手动在 U-Boot 设置
校验机制	头部含 CRC32 校验1	无校验
RISC-V 支持	✓ 完整支持	✓ 但需额外配置
文件大小	Image + 64 字节	原始大小
适用场景	U-Boot 传统引导	U-Boot 的 booti UEFI/GRUB 引导

三、RISC-V 环境下的特殊说明

1. 地址对齐要求：

   • RISC-V 内核加载地址必须 2MB 对齐（如 0x80200000）

   • 入口地址通常与加载地址相同

2. 设备树配合：

   # 启动命令示例
   => setenv bootargs 'console=ttyS0,115200'
   => load mmc 0:1 0x83000000 uImage      # 加载内核
   => load mmc 0:1 0x88000000 dtb.img     # 加载设备树
   => bootm 0x83000000 - 0x88000000       # 启动内核
   

3. 调试技巧：

   • 查看 uImage 头部信息：

     mkimage -l uImage 

   • 错误排查：

     • Bad Magic Number → 头部损坏或非 uImage

     • Invalid Entry Point → -e 地址设置错误

四、典型工作流程

graph LRA[编译内核] --> B(生成原始 Image)B --> C[mkimage 添加头部]C --> D(uImage)D --> E[U-Boot 加载]E --> F{bootm 启动}F -->|成功| G[进入 Linux]F -->|失败| H[检查加载地址/设备树]

常见问题解答

Q: 为什么 RISC-V 常用 0x80200000 作为加载地址？
A: 这是 QEMU 和多数 RISC-V 开发板的默认设计：

• 0x80000000 → U-Boot 加载地址

• 0x80200000 → 内核加载地址（保留 2MB 空间）

Q: 能否直接引导原始 Image 文件？
A: 可以，但需使用 U-Boot 的 booti 命令