树莓派系统文件解析

本篇blog来分析和总结下树莓派系统文件以及他们的作用。使用的系统是Raspberry Pi OS with desktop

System: 64-bit

Kernel version: 6.1

Debian version: 12 (bookworm)

先看一下顶级目录/root有如下的文件和文件夹

其中，

1. LICENCE.broadcom: 这是 Broadcom 公司的许可证文件，包含了与 Broadcom 相关的许可信息。
2. bcm2710-rpi-*.dtb 和 bcm2711-rpi-*.dtb: 这些是设备树二进制文件，它们描述了 Raspberry Pi 板上的硬件组件信息，如处理器、外设等。不同的文件对应于不同型号的 Raspberry Pi。
3. cmdline.txt: 这个文件包含了内核启动时的命令行参数，例如根文件系统的位置、启动选项等。
4. config.txt: 这是 Raspberry Pi 的配置文件，用于配置系统启动时的参数，如分辨率、内存分配等。
5. fixup*.dat: 这些是固件文件，包含了一些用于修复和初始化硬件的固件信息。
6. initramfs*: 这些文件是初始内存文件系统（Initial RAM Filesystem）的镜像，用于在启动过程中提供临时的文件系统。
7. overlays/: 这个目录包含了一系列的设备树覆盖文件，可以在不修改主设备树的情况下对硬件进行配置。
8. start*.elf: 这是 Raspberry Pi 启动加载器（bootloader）的主要组件之一，负责加载内核和启动树。
9. System Volume Information/: 这是一个 Windows 特定的隐藏系统目录，通常会出现在 FAT 文件系统中。
10. bootcode.bin: 这是 Raspberry Pi 启动加载器的一个关键组件，负责初始化硬件并加载 start*.elf 文件。
11. issue.txt: 这是一个文本文件，包含了一些有关系统的信息。

总的来说，这些文件组成了树莓派系统的启动和配置环境，它们协同工作以确保系统能够正确启动并运行。

我们再来细致的看一下cmdline.txt的内容。cmdline.txt 是树莓派操作系统中一个非常重要的配置文件，它包含了启动内核时传递给内核的参数。具体来说，cmdline.txt 文件包含了一个命令行参数字符串，这些参数会在树莓派启动时传递给 Linux 内核。这些参数可以控制内核的行为，例如设置根文件系统的位置、指定启动模式等。

在我使用的debian bookworm版本系统中，cmdline.txt的内容是这样的：

console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=f6a7c4bd-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait quiet init=/usr/lib/raspberrypi-sys-mods/firstboot splash plymouth.ignore-serial-consoles

我们来解释一下其中的内容：

1. console=serial0,115200：将串口0（也就是 UART 接口）设置为控制台，波特率为 115200。这意味着可以通过串口连接来进行通信和调试。
2. console=tty1：在控制台 1（也就是图形用户界面）上显示系统信息。
3. root=PARTUUID=f6a7c4bd-02：指定根文件系统的位置，这里是通过 PARTUUID（分区唯一标识符）来指定的。这确保了根文件系统会被正确地挂载。
4. rootfstype=ext4：指定根文件系统的类型，这里是 ext4 文件系统。
5. fsck.repair=yes：在启动时如果检测到文件系统错误，将自动尝试修复。
6. rootwait：等待根文件系统准备好后再继续启动。
7. quiet：禁止显示大量启动信息，使启动过程更为安静。
8. init=/usr/lib/raspberrypi-sys-mods/firstboot：指定要运行的第一个初始化程序。这通常用于执行一些系统初始化的任务。
9. splash：允许显示启动画面（如果系统配置了这个功能的话）。
10. plymouth.ignore-serial-consoles：忽略串口控制台，以避免干扰启动画面的显示。

我们再来看一下config.txt文件。config.txt 是 Raspberry Pi 系统中的一个重要配置文件，用于控制硬件参数和设置。它位于启动分区中，由 bootloader 在启动时读取并应用。

以下是 config.txt 文件的一些常见用途：

1. 分辨率和显示设置：可以通过修改 config.txt 来设置显示器的分辨率、刷新率和其他显示参数。
2. 超频：可以在 config.txt 中配置 Raspberry Pi 的CPU、GPU和内存的超频参数，以提升性能。
3. 内存分配：可以调整系统中内存的分配方式，例如将 GPU 内存大小调整为满足特定需求。
4. 电源管理：可以通过 config.txt 控制供电管理的行为，例如禁用通过 USB 端口供电。
5. 设备树配置：可以在 config.txt 中加载特定的设备树文件，以配置硬件或启用外部设备。
6. 启动选项：可以设置启动时的一些选项，例如禁用 splash 屏幕、指定根文件系统等。
7. Overlays：可以通过 config.txt 加载一些硬件特定的功能或功能模块，例如 GPIO 扩展板。
8. 音频设置：可以配置音频参数，如选择音频输出设备或配置 I2S 音频等。

总的来说，config.txt 提供了一种在硬件级别上对 Raspberry Pi 进行配置和定制的方法，以满足特定应用或需求。然而，编辑此文件时应小心，因为错误的配置可能会导致系统启动问题或硬件损坏。

在我使用的debian bookworm版本系统中,config.txt文件的内容是这样的：

# For more options and information see
# http://rptl.io/configtxt
# Some settings may impact device functionality. See link above for details
 
# Uncomment some or all of these to enable the optional hardware interfaces
#dtparam=i2c_arm=on
#dtparam=i2s=on
#dtparam=spi=on
 
# Enable audio (loads snd_bcm2835)
dtparam=audio=on
 
# Additional overlays and parameters are documented
# /boot/firmware/overlays/README
 
# Automatically load overlays for detected cameras
camera_auto_detect=1
 
# Automatically load overlays for detected DSI displays
display_auto_detect=1
 
# Automatically load initramfs files, if found
auto_initramfs=1
 
# Enable DRM VC4 V3D driver
dtoverlay=vc4-kms-v3d
max_framebuffers=2
 
# Don't have the firmware create an initial video= setting in cmdline.txt.
# Use the kernel's default instead.
disable_fw_kms_setup=1
 
# Run in 64-bit mode
arm_64bit=1
 
# Disable compensation for displays with overscan
disable_overscan=1
 
# Run as fast as firmware / board allows
arm_boost=1
 
[cm4]
# Enable host mode on the 2711 built-in XHCI USB controller.
# This line should be removed if the legacy DWC2 controller is required
# (e.g. for USB device mode) or if USB support is not required.
otg_mode=1
 
[all]

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