第08章 Logo和启动画面¶
一、前言：那些年我们一起追过的Logo¶
说个真事儿。笔者第一次调试i.MX6ULL的LCD时，屏幕亮了，背光也亮了，但就是黑屏一片。那时候真是慌了——难道LCD驱动有问题？难道时序配错了？难道RGB线接反了？
折腾了半天才发现，原来我有个参数没配置，U-Boot压根就认为不能显示Logo。这就像你家客厅装好了电视，但是没有插上电，你再怎么按遥控器，他都会露出黑黑的脸，“哥们，你不告诉我在哪啊”
这事儿让我意识到一个道理：Logo显示是嵌入式Linux系统中最容易被忽视的环节之一。用户上电后第一眼看到的就是Logo，它直接影响产品的"开箱体验"。一个好的Logo显示方案应该是：
- 上电后立即显示（不要让用户盯着黑屏发呆）
- 尺寸和位置合适（别被边框切掉，也别缩成一团）
- 色彩正确（RGB顺序别搞反了）
- 过渡平滑到Linux Kernel（不要闪烁）
但现实往往很骨感。你会发现U-Boot有两种Logo方式，还有一堆环境变量要配置，再加上各种BMP格式要求，很容易就把人绕晕。别慌，我们来拆一下。
二、两种Logo方式：编译内置 vs 运行时加载¶
U-Boot支持两种Logo显示方式，它们的设计思路完全不同，适用场景也不一样。
2.1 编译内置Logo¶
原理：在编译U-Boot时，把Logo图片直接编译进u-boot.bin二进制文件里。
流程大概是这样：
logo.bmp
↓
tools/bmp_logo --gen-info
↓
include/bmp_logo.h (尺寸信息)
↓
tools/bmp_logo --gen-data
↓
include/bmp_logo_data.h (像素数据)
↓
编译进u-boot.bin
优点：
- Logo永远存在，不依赖外部存储
- 上电即可显示，不需要加载过程
- 适合资源受限的系统（比如只有NAND Flash）
缺点：
- 改Logo需要重新编译U-Boot
- Logo数据占用Flash空间
- 尺寸受限于编译时的配置
典型应用场景：产品量产后的固件，Logo基本不变。
2.2 运行时BMP加载（Splash Screen）¶
原理：U-Boot启动时，从外部存储（SD卡、EMMC、NAND等）加载BMP文件到内存，然后显示。
流程是这样的：
优点：
- 换Logo不需要重新编译U-Boot
- 可以用脚本动态切换Logo
- 支持更大的图片文件
缺点：
- 依赖外部存储（SD卡得插好，文件得存在）
- 需要配置加载地址和环境变量
- 上电到Logo显示会有延迟（加载时间）
典型应用场景：开发调试阶段，或者需要频繁更换Logo的产品。
那么问题来了：选哪种好？
笔者的建议是：开发阶段用运行时加载，量产阶段用编译内置。开发时你会频繁调整Logo尺寸、位置、色彩，用运行时加载可以快速迭代。等Logo定型了，再编译进固件，做到"开箱即见"。
三、编译内置Logo详解¶
3.1 BMP格式要求¶
bmp_logo工具对输入BMP有严格要求，不是随便找个BMP就能用的：
| 参数 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 格式 | BMP | 必须是标准BMP格式 |
| 位深 | 8位 | 256色，带调色板 |
| 压缩 | 无 | BI_RGB格式 |
| 方向 | 正常 | BMP是"上下颠倒"存储的，工具会处理 |
重点来了：bmp_logo只支持8位BMP！如果你扔给它一个24位或32位的BMP，它会报错或者产生错误的输出。
但别担心，我们有ImageMagick：
3.2 bmp_logo工具使用¶
bmp_logo.c位于tools/bmp_logo.c，编译后生成tools/bmp_logo。
它支持三种模式：
# 生成头文件（包含尺寸信息）
./tools/bmp_logo --gen-info logo.bmp > include/bmp_logo.h
# 生成数据（包含调色板和像素数据）
./tools/bmp_logo --gen-data logo.bmp > include/bmp_logo_data.h
# 生成完整BMP（较少使用）
./tools/bmp_logo --gen-bmp logo.bmp
U-Boot的Makefile会自动调用这个工具。你只需要把BMP放到正确位置：
编译时会自动生成头文件。
3.3 生成文件分析¶
生成的include/bmp_logo.h内容大概是这样：
#ifndef __BMP_LOGO_H__
#define __BMP_LOGO_H__
#define BMP_LOGO_WIDTH 400
#define BMP_LOGO_HEIGHT 200
#define BMP_LOGO_COLORS 16
#define BMP_LOGO_OFFSET 16
extern unsigned short bmp_logo_palette[];
extern unsigned char bmp_logo_bitmap[];
#endif
而include/bmp_logo_data.h包含实际的调色板和像素数据：
unsigned short bmp_logo_palette[] = {
0x0FFF,0x0FFF,0x0FFF,
...
};
unsigned char bmp_logo_bitmap[] = {
0x00,0x01,0x02,...
...
};
这些数据会被编译进u-boot.bin，你可以用strings命令验证：
3.4 CONFIG选项¶
要让编译内置Logo工作，需要确保这些Kconfig选项：
注意：当CONFIG_SPLASH_SCREEN=y时，CONFIG_VIDEO_LOGO默认关闭。因为它们是互斥的——要么显示内置Logo，要么显示Splash。
四、运行时BMP显示详解（Splash Screen）¶
这是更灵活的方式，也是我们推荐的开发方式。
4.1 splashimage环境变量¶
这是整个机制的"开关"。U-Boot启动时会检查这个环境变量：
如果没设置，U-Boot就跳过Splash显示，你可能只会看到默认的Logo（如果启用了CONFIG_VIDEO_LOGO）。
设置方法：
# 在U-Boot命令行
setenv splashimage 0x83800000
saveenv
# 或者编译时在配置头文件里
#define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS \
"splashimage=0x83800000\0"
4.2 加载地址选择¶
splashimage的值是一个内存地址，不是文件路径。U-Boot会从这个地址读取BMP数据。
那么这个地址怎么选？
原则：
- 不能与U-Boot代码/数据区冲突
- 不能与设备树、内核加载地址冲突
- 要有足够空间存放BMP文件
i.MX6ULL内存布局（典型）：
0x80000000 ─┐
├─ U-Boot (约1MB)
0x80100000 ─┤
├─ 可用
0x83800000 ─┤ ← splashimage可以放这里
├─ 设备树
0x83000000 ─┤
├─ 内核
0x80800000 ─┘
笔者的建议：
4.3 自动加载流程¶
光设置地址还不够，你还得把BMP文件加载到这个地址。有三种方式：
方式1：手动加载（开发调试）¶
方式2：bootcmd自动加载¶
在bootcmd中添加加载命令：
#define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS \
"splashimage=0x83800000\0" \
"load_logo=fatload mmc 0:1 ${splashimage} logo.bmp\0" \
"bootcmd=run load_logo; bmp display ${splashimage}; " \
"bootm ${kernel_addr}\0"
方式3：SPLASH_SOURCE自动加载（最省心）¶
启用CONFIG_SPLASH_SOURCE后，U-Boot会自动从多个位置尝试加载：
static struct splash_location default_splash_locations[] = {
{ .name = "sf", .storage = SPLASH_STORAGE_SF },
{ .name = "mmc_fs", .storage = SPLASH_STORAGE_MMC, .flags = SPLASH_STORAGE_FS },
{ .name = "mmc_raw",.storage = SPLASH_STORAGE_MMC, .flags = SPLASH_STORAGE_RAW },
{ .name = "usb_fs", .storage = SPLASH_STORAGE_USB },
{ .name = "sata_fs",.storage = SPLASH_STORAGE_SATA },
};
它会依次尝试从SPI Flash、SD卡FAT分区、SD卡原始分区、USB、SATA加载splash.bmp文件。
4.4 splashpos位置控制¶
如果想控制Logo在屏幕上的位置，启用CONFIG_SPLASH_SCREEN_ALIGN：
第一个值是X坐标，第二个是Y坐标。m表示居中（middle）。
五、logo_helper.sh工具使用¶
手动用ImageMagick转换BMP太麻烦了，我们写了个脚本一键搞定。
5.1 工具简介¶
logo_helper.sh位于scripts/logo_helper/，功能：
- 自动将PNG转换为BMP
- 自动调整尺寸到指定分辨率
- 自动复制到U-Boot的logos目录
- 自动清理临时文件
5.2 使用方法¶
# 默认：转换为800x480，输出到denx.bmp
./scripts/logo_helper/logo_helper.sh
# 指定尺寸：1024x600
./scripts/logo_helper/logo_helper.sh 1024x600
# 指定输入文件
./scripts/logo_helper/logo_helper.sh 800x480 document/logo/my_logo.png
# 指定输出位置
./scripts/logo_helper/logo_helper.sh 800x480 document/logo/logo.png third_party/uboot-imx/tools/logos/custom.bmp
5.3 工作原理¶
脚本的核心转换命令：
convert "$INPUT_PATH" \
-resize ${TARGET_SIZE}! \ # 强制调整尺寸
-alpha off \ # 去掉透明通道
-depth 8 \ # 8位深度
bmp3:"$TEMP_PATH" # 输出为BMP3格式
这里有个细节：!表示强制调整，不保持宽高比。如果你的Logo比例不对，可能会变形。
5.4 依赖安装¶
如果遇到"policy limits"错误，需要修改/etc/ImageMagick-6/policy.xml，解除权限限制。
六、常见Logo问题排查¶
笔者在调试过程中踩过不少坑，这里分享几个典型案例。
6.1 Logo不显示¶
现象：LCD正常工作（bdinfo显示已初始化），但就是没有Logo。
排查步骤：
# 1. 确认splashimage已设置
printenv splashimage
# 如果为空，说明没设置
# 2. 确认BMP已加载
md.w 0x83800000 10
# 应该看到BMP的魔数'BM' (0x4D42)
# 3. 手动显示
bmp display ${splashimage}
# 看报错信息
# 4. 检查BMP格式
bmp info ${splashimage}
# 确认位深、尺寸
常见原因：
| 问题 | 解决 |
|---|---|
| splashimage未设置 | setenv splashimage 0x83800000 |
| BMP未加载 | 在bootcmd中添加加载命令 |
| BMP格式不支持 | 转换为8位或24位BMP |
| CONFIG_SPLASH_SCREEN未启用 | 添加到defconfig |
6.2 Logo颜色异常¶
现象：Logo显示了，但颜色不对——蓝色变红色，或者整体偏色。
原因：RGB顺序问题。
i.MX6ULL的LCDIF控制器支持多种RGB格式，设备树中配置：
但你的BMP可能是BGR顺序（Windows标准），或者LCD接线是BGR。
解决方案：
- 转换BMP时指定格式：
-
修改设备树的像素格式
-
如果是接线问题，只能硬件改线或者软件转换
6.3 Logo位置不对¶
现象：Logo被切掉一部分，或者缩在角落。
解决方案：
6.4 Logo闪烁¶
现象：U-Boot显示Logo后，Kernel启动时屏幕会黑一下再亮。
原因：U-Boot的Framebuffer和Kernel的Framebuffer没有无缝衔接。
解决方案：
- 确保U-Boot和Kernel使用相同的LCD参数
- Kernel的simple-framebuffer要正确配置
- 或者接受这个现实——很多产品都有这个"闪烁"
6.5 bmp display报错¶
现象：
原因：该地址没有有效的BMP数据。
排查：
常见错误：
- 加载地址不对（fatload失败）
- BMP文件损坏
- 地址冲突（被其他数据覆盖）
七、与正点原子Logo配置的对比¶
正点原子的教程是国内学习i.MX6ULL的权威资料，但它的Logo配置方式与我们有差异。
7.1 正点原子的方式¶
正点原子主要使用编译内置Logo方式：
- 用工具将BMP转换为C数组
- 编译进U-Boot
- 启动时自动显示
他们的配置通常在：
// board/freescale/mx6ullevk/mx6ullevk.c
#ifdef CONFIG_VIDEO_MXS
static int setup_lcd(void)
{
// ... LCD初始化
}
#endif
优点：简单可靠，不用折腾环境变量。
缺点：换Logo麻烦，需要重新编译。
7.2 IMX-Forge的方式¶
我们推荐运行时BMP加载：
- Logo放在SD卡FAT分区
- U-Boot启动时加载
- 支持热更换
配置位置：
// 设备树：LCD参数
&lcdif {
status = "okay";
display = <&display0>;
};
// 环境变量：加载逻辑
splashimage=0x83800000
load_logo=fatload mmc 0:1 ${splashimage} logo.bmp
bootcmd=run load_logo; bmp display ${splashimage}; ...
优点：灵活，易于调试。
缺点：依赖SD卡，配置稍复杂。
7.3 应该怎么选？¶
笔者的建议是：
| 阶段 | 推荐方式 | 理由 |
|---|---|---|
| 学习调试 | 运行时加载 | 快速迭代，易于验证 |
| 产品原型 | 运行时加载 | 方便演示不同Logo |
| 小批量试产 | 运行时加载 | 可以后期定制Logo |
| 量产 | 编译内置 | 稳定可靠，开箱即用 |
正点原子的方式更适合教学和快速上手，我们的方式更适合工程实践和产品开发。
八、完整配置示例¶
最后，给一个完整的Logo配置示例，你可以直接参考。
8.1 设备树配置¶
&lcdif {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_lcdif_dat &pinctrl_lcdif_ctrl>;
display = <&display0>;
status = "okay";
display0: display@0 {
bits-per-pixel = <24>;
bus-width = <24>;
display-timings {
native-mode = <&timing0>;
timing0: timing0 {
clock-frequency = <51200000>;
hactive = <1024>;
vactive = <600>;
hfront-porch = <160>;
hback-porch = <140>;
hsync-len = <20>;
vback-porch = <20>;
vfront-porch = <12>;
vsync-len = <3>;
hsync-active = <0>;
vsync-active = <0>;
de-active = <1>;
pixelclk-active = <0>;
};
};
};
};
8.2 defconfig配置¶
CONFIG_VIDEO=y
CONFIG_VIDEO_MXS=y
CONFIG_SPLASH_SCREEN=y
CONFIG_SPLASH_SCREEN_ALIGN=y
CONFIG_BMP=y
CONFIG_BMP_16BPP=y
CONFIG_BMP_24BPP=y
CONFIG_BMP_32BPP=y
8.3 环境变量配置¶
splashimage=0x83800000
splashpos=m,m
load_logo=if fatload mmc 0:1 ${splashimage} logo.bmp; then echo Logo loaded; else echo Logo load failed; fi
bootcmd=run load_logo; bmp display ${splashimage}; echo Booting kernel...; bootm ${kernel_addr}
8.4 Logo文件准备¶
# 1. 准备PNG
# 2. 转换
./scripts/logo_helper/logo_helper.sh 1024x600
# 3. 或者手动转换
convert document/logo/logo.png \
-resize 1024x600! \
-alpha off \
-depth 8 \
bmp3:third_party/uboot-imx/tools/logos/denx.bmp
# 4. 拷贝到SD卡
cp third_party/uboot-imx/tools/logos/denx.bmp /mnt/logo.bmp
九、写在最后¶
Logo和启动画面是嵌入式Linux系统产品化的重要环节。用户上电后第一眼看到的就是Logo，它直接影响产品的"开箱体验"。
这篇文章我们详细讲解了U-Boot的两种Logo方式——编译内置和运行时加载。编译内置适合量产阶段，稳定可靠；运行时加载适合开发阶段，灵活方便。你还学会了如何使用logo_helper.sh工具快速转换Logo，如何配置splashimage环境变量，如何排查常见的Logo显示问题。
到这一步，你的U-Boot已经具备了完整的启动能力：能从eMMC/SD卡启动，能显示LCD界面，能通过网络传输文件，还能在启动时展示你的Logo。这已经是一个功能完备的bootloader了。
下一篇文章，我们将深入U-Boot的调试命令。这些命令是你排查问题、理解系统的利器。掌握了它们，你就不再是一知半解地"照猫画虎"，而是能够快速定位问题、精准调试的工程师。