树莓派4B设置USB启动

千呼万唤始出来！官方在2020-05-15发布了一个4B的beta版EEPROM固件更新，这次更新终于增加了期待已久的USB引导功能，今天这个教程就来讲一下如何使用USB而脱离SD卡启动树莓派4B。

数据无价，本教程的操作有一定的风险，开始前请备份重要数据！！！

前言

正式开始之前先说一下为什么4B的USB启动这么姗姗来迟。

要了解这个问题，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：

1. GPU读取芯片上一个ROM的内容并执行
2. ROM中的程序挂载SD卡并加载第一个FAT分区上的bootcode.bin
3. bootcode.bin从FAT分区加载start.elf
4. 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。

启动机制改动还是挺大的，所以USB启动姗姗来迟还是可以理解的。

关于EEPROM和4B启动流程的内容可以参考下面两篇文章：

• pi4 eeprom
• pi4 bootflow

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等全部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，想保留硬盘数据又想用硬盘启动树莓派也是有办法的，具体方法看这里。

最后放一张多分区移动硬盘启动的图

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