U-Boot简介

Posted 2021-10-17 等不到星光等时光呀

U-Boot简介

一、什么是U-Boot

Linux 系统要启动就必须需要一个 bootloader 程序，也就说芯片上电以后先运行一段bootloader程序。这段bootloader程序会先初始化DDR等外设，然后将Linux内核从flash(NAND，NOR FLASH，SD，MMC 等)拷贝到 DDR 中，最后启动 Linux 内核。

1. uboot是一个裸机程序，比较复杂。
2. uboot就是一个bootloader，作用就是用于启动Linux或其他系统。Uboo最主要的工作就是初始化DDR。因为Linux是运行在DDR里面的。一般Linux镜像zlmage(ulmage)+设备树(.dtb)存放在SD、ENNC、NAND、SPI、FLASH等等外置存储区域。
3. Uboot是个通用的bootloader，它支持多种架构。

U-Boot官网

下面是一些提供uboot代码的具体信息：

种类	描述
uboot 官方的uboot 代码	由 uboot 官方维护开发的 uboot 版本，版本更新快，基本包含所有常用的芯片。
半导体厂商的 uboot 代码	半导体厂商维护的一个 uboot，专门针对自家的芯片，在对自家芯片支持上要比 uboot 官方的好。
开发板厂商的 uboot 代码	开发板厂商在半导体厂商提供的 uboot 基础上加入了对自家开发

二、U-Boot编译

将正点原子的Uboot和Linux出场源码复制到Ubuntu下，将其解压到新建的一个文件夹alentek_uboot中 ，并打开终端。我使用的是 512MB+8GB 的 EMMC 核心板，使用如下命令来编译对应的 uboot，在终端中输入以下的命令。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig
    
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j12

这三条命令中 ARCH=arm 设置目标为 arm 架构，CROSS_COMPILE 指定所使用的交叉编译器。

第一条命令相当于“make distclean”，目的是清除工程，一般在第一次编译的时候最好清理一下工程。

第二条指令相当于“make mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig”，用于配置 uboot，配置文件为 mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig。

最后一条指令相当于 “make -j12”也就是使用 12 核来编译 uboot。

编译完成以后的 alentek_uboot 文件夹内容如下图：

可以看出，编译完成以后 uboot 源码多了一些文件，其中 u-boot.bin 就是编译出来的 uboot

二进制文件。uboot是个裸机程序，因此需要在其前面加上头部(IVT、DCD等数据)才能在I.MX6U

上执行，图 30.2.4 中的 u-boot.imx 文件就是添加头部以后的 u-boot.bin，u-boot.imx 就是我们最

终要烧写到开发板中的 uboot 镜像文件。

每次编译 uboot 都要输入一长串命令，为了简单起见，我们可以新建一个 shell 脚本文件，将这些命令写到 shell 脚本文件里面，然后每次只需要执行 shell 脚本即可完成编译工作。新建名为 mx6ull_alientek_emmc.sh 的 shell 脚本文件，然后在里面输入如下内容：

#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j12                                           

使用 chmod 命令给予 mx6ull_alientek_emmc.sh 文件可执行权限，然后就可以使用这个 shell

脚本文件来重新编译 uboot，命令如下：

./mx6ull_alientek_emmc.sh

这样就可以完成U-Boot的编译。

三、U-Boot烧写与启动

​ uboot 编译好以后就可以烧写到板子上使用了，这里我们跟前面裸机例程一样，将 uboot

烧写到 SD 卡中，然后通过 SD 卡来启动来运行 uboot。使用 imxdownload 软件烧写，命令如

下：

chmod 777 imxdownload //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可

./imxdownload u-boot.bin /dev/sdb//烧写到 SD 卡，不能烧写到/dev/sda 或 sda1 设备里面！

等待烧写完成，完成以后将 SD 卡插到 I.MX6U-ALPHA 开发板上，BOOT 设置从 SD 卡启

动，使用 USB 线将 USB_TTL 和电脑连接，也就是将开发板的串口 1 连接到电脑上。打开

SecureCRT，设置好串口参数并打开，最后复位开发板。在 SecureCRT上出现“Hit any key to

stop autoboot: ”倒计时的时候按下键盘上的回车键，默认是 3 秒倒计时，在 3 秒倒计时结束以

后如果没有按下回车键的话 uboot 就会使用默认参数来启动 Linux 内核了。如果在 3 秒倒计时

结束之前按下回车键，那么就会进入 uboot 的命令行模式，如图所示：

第 1 行是 uboot 版本号和编译时间，可以看出，当前的 uboot 版本号是 2016.03，编译时间是 2021 年 9 月 28 日 20 点 47 分。

第 3 和第 4 行是 CPU 信息，可以看出当前使用的 CPU 是飞思卡尔的 I.MX6ULL（I.MX 以前属于飞思卡尔，然而飞思卡尔被 NXP 收购了），频率为 792MHz，但是此时运行在 396MHz。这颗芯片是工业级的，结温为-40°C~105°C。

第 5 行是复位原因，当前的复位原因是 POR。I.MX6ULL 芯片上有个 POR_B 引脚，将这个引脚拉低即可复位 I.MX6ULL。

第 6 行是板子名字，当前的板子名字为“I.MX6U ALPHA|MINI”。

第 7 行提示 I2C 准备就绪。

第 8 行提示当前板子的 DRAM（内存）为 512MB，如果是 NAND 版本的话内存为 256MB。

第 9 行提示当前有两个 MMC/SD 卡控制器：FSL_SDHC(0)和 FSL_SDHC(1)。I.MX6ULL支持两个 MMC/SD，正点原子的 I.MX6ULL EMMC 核心板上 FSL_SDHC(0)接的 SD(TF)卡，FSL_SDHC(1)接的 EMMC。

第 10 和第 11 行是 LCD 型号分辨率为 1024x600，格式为 RGB888(24 位)。

第 12~14 是标准输入、标准输出和标准错误所使用的终端，这里都使用串口(serial)作为终端。

第 15 和 16 行是切换到 emmc 的第 0 个分区上，因为当前的 uboot 是 emmc 版本的，也就是从 emmc 启动的。我们只是为了方便将其烧写到了 SD 卡上，但是它的“内心”还是 EMMC的。所以 uboot 启动以后会将 emmc 作为默认存储器，当然了，你也可以将 SD 卡作为 uboot 的存储器，这个我们后面会讲解怎么做。

第 17 行是网口信息，提示我们当前使用的 FEC1 这个网口，I.MX6ULL 支持两个网口。

第 18 行提示 FEC1 网卡地址没有设置，后面我们会讲解如何在 uboot 里面设置网卡地址。

第 20 行提示正常启动，也就是说 uboot 要从 emmc 里面读取环境变量和参数信息启动 Linux

内核了。

第 21 行是倒计时提示，默认倒计时 3 秒，倒计时结束之前按下回车键就会进入 Linux 命令行模式。如果在倒计时结束以后没有按下回车键，那么 Linux 内核就会启动，Linux 内核一旦启动，uboot 就会寿终正寝。