U-Boot介紹

在移植 Linux之前我們需要先移植一個(gè) bootloader 代碼，這個(gè) bootloader 代碼用于啟動(dòng) Linux 內(nèi)核， bootloader有很多，常用的就是 U-Boot。

移植好 U-Boot 以后再移植 Linux 內(nèi)核，移植完 Linux 內(nèi)核以后Linux 還不能正常啟動(dòng)，還需要再移植一個(gè)根文件系統(tǒng)(rootfs)，根文件系統(tǒng)里面包含了一些最常用的命令和文件。

所以 U-Boot、 Linux kernel 和 rootfs 這三者一起構(gòu)成了一個(gè)完整的 Linux 系統(tǒng)，一個(gè)可以正常使用、功能完善的 Linux 系統(tǒng)。一個(gè)完整的linux系統(tǒng)，通常包含了Uboot、kernel、設(shè)備樹以及根文件系統(tǒng)。

| 硬件平臺(tái)

綜合了多方開發(fā)板，最終選擇的是野火(i.MX6ULL eMMC)，板子的顏值也比較高，但是原子的教程會(huì)詳細(xì)一點(diǎn)，以「野火EBF6ULL Pro開發(fā)板教程」和「正點(diǎn)原子i.MX6ULL阿爾法開發(fā)板教程」為參考，進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)踐。

（以具體的開發(fā)板為準(zhǔn)）

| Uboot介紹

uboot 的全稱是 Universal Boot Loader， uboot 是一個(gè)遵循 GPL 協(xié)議的開源軟件， uboot 是一個(gè)裸機(jī)代碼，可以看作是一個(gè)裸機(jī)綜合例程。現(xiàn)在的 uboot 已經(jīng)支持液晶屏、網(wǎng)絡(luò)、 USB 等高級(jí)功能。

我們一般不會(huì)直接用 uboot 官方的 U-Boot 源碼的。uboot 官方的 uboot 源碼是給半導(dǎo)體廠商準(zhǔn)備的，半導(dǎo)體廠商會(huì)下載 uboot 官方的 uboot 源碼，然后將自家相應(yīng)的芯片移植進(jìn)去。也就是說(shuō)半導(dǎo)體廠商會(huì)自己維護(hù)一個(gè)版本的 uboot，這個(gè)版本的 uboot 相當(dāng)于是他們定制的。

| Uboot編譯

編譯前還要在Ubuntu 中「安裝ncurses 庫(kù)」，安裝命令如下：

sudoapt-getinstalllibncurses5-dev

提示：有些庫(kù)在Ubuntu中已經(jīng)自帶，如果編譯出錯(cuò)記得把需要的庫(kù)安裝；

獲取原廠的uboot源碼：

通過(guò)正點(diǎn)原子官網(wǎng)獲取資源，在「01、例程源碼/04、NXP官方原版Uboot和Linux」目錄下即可找到uboot(uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2)源碼，然后放到方便找到的目錄下，比如直接放在桌面，本人直接放在桌面/saver目錄下；源碼文件是.bz2格式，需要對(duì)文件進(jìn)行解壓，解壓命令：

tar -vxjf uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

解壓后的文件如下圖所示：

uboot的目錄結(jié)構(gòu)如下圖所示：

首先看下「uboot的配置」，configs目錄下有很多的配置文件，找到與實(shí)際開發(fā)板相同類似的配置文件。正點(diǎn)原子和野火的I.MX6ULL開發(fā)板參考的就是「NXP官方的I.MX6ULL EVK開發(fā)板」做的硬件，因?yàn)槭诸^上的開發(fā)板是emmc版本的，所以就使用下面這個(gè)配置文件。

mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig

編譯uboot使用的指令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8

命令解析：

ARCH=arm 設(shè)置目標(biāo)為 arm 架構(gòu)；

CROSS_COMPILE 指定所使用的交叉編譯器。

第1條命令相當(dāng)于make distclean，目的是清除工程，一般在編譯的時(shí)候需要清理一下工程已存在的編譯文件。

第2條指令相當(dāng)于make mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig，用于配置 uboot，配置文件為 mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig。

第3條指令相當(dāng)于make -j8，也就是使用8核來(lái)編譯uboot。

為了方便使用直接寫個(gè)腳本文件，新建一個(gè)build.sh文件，寫入相關(guān)腳本：

#!/bin/bash


make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8

運(yùn)行腳本編譯uboot：

. build.sh

編譯后的文件結(jié)構(gòu)：

編譯后會(huì)生成不少中間文件，其中編譯生成的 u-boot.imx文件就是我們最終要燒寫到開發(fā)板中的 uboot 鏡像文件；

| 燒寫鏡像

燒寫鏡像的方法有很多，這里采用的是SD卡燒錄的方式，簡(jiǎn)單理解就是讓開發(fā)板從SD啟動(dòng)，開發(fā)板的啟動(dòng)方式是通過(guò)撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換的；

配置撥碼開關(guān)：

(截圖來(lái)源于正點(diǎn)原子，具體根據(jù)實(shí)際開發(fā)板配置)

（截圖來(lái)源于野火，具體根據(jù)實(shí)際開發(fā)板配置)

野火使用的是USB OTG或Etcher的方式更新鏡像，但是正點(diǎn)原子專門編寫了一個(gè)軟件來(lái)將編譯出來(lái)的.bin 文件燒寫到 SD 卡中，這個(gè)軟件叫做"imxdownload"，路徑為：開發(fā)板光盤->5、開發(fā)工具->2、Ubuntu 下裸機(jī)燒寫軟件->imxdownload，注意imxdownlaod 只能在 Ubuntu 下使用；

使用步驟：

1. 將 imxdownload 拷貝到工程根目錄下，也就是和 **.bin 處于同一個(gè)文件夾下，要不然燒寫會(huì)失敗的；

2.給予 imxdownload 可執(zhí)行權(quán)限，imxdownload 默認(rèn)是沒有可執(zhí)行權(quán)限的，需要給予 imxdownload 可執(zhí)行權(quán)限；

chmod 777 imxdownload

3. 燒錄到SD卡，注意提前備份數(shù)據(jù)，燒錄會(huì)格式化SD卡；

Ubuntu 下所有的設(shè)備文件都在目錄“/dev”里面，所以插上 SD 卡以后也會(huì)出現(xiàn)在“/dev”里面，其中存儲(chǔ)設(shè)備都是以“/dev/sd”開頭的。

//查看電腦所有存儲(chǔ)設(shè)備
ls /dev/sd*

注意：SD卡一定要連接到ubuntu中，如果出現(xiàn)設(shè)備無(wú)法連接到它的理想主機(jī)控制器，就需要把usb兼容性改成3.0；

imxdownload向SD卡燒寫u-boot.bin文件，命令格式如下：

./imxdownload u-boot.bin /dev/sdb

imxdownload：imxdownload工具；

u-boot.bin：需要燒寫到SD卡的文件；

/dev/sdb：插入的SD卡設(shè)備；

注意：不要選擇錯(cuò)設(shè)備，一定要保證是自己插入的SD卡設(shè)備；

注意這個(gè)燒寫速度，如果這個(gè)燒寫速度在幾百 KB/s 以下那么就是正常燒寫，如果這個(gè)燒寫速度大于幾十 MB/s、甚至幾百 MB/s 那么肯定是燒寫失敗了！ 燒寫完成以后會(huì)在當(dāng)前工程目錄下生成一個(gè) load.imx 的文件，load.imx 這個(gè)文件就是軟件 imxdownload 根據(jù) NXP 官方啟動(dòng)方式介紹的內(nèi)容，在 u-boot.bin文件前面添加了一些數(shù)據(jù)頭以后生成的。最終燒寫到 SD 卡里面的就是這個(gè) load.imx 文件，而非boot.bin。

|驗(yàn)證效果

把啟動(dòng)方式切換到SD卡啟動(dòng)，重新上電啟動(dòng)開發(fā)板，當(dāng)出現(xiàn)倒計(jì)時(shí)時(shí)(串口打印上出現(xiàn)Hit any key to stop autoboot)按下回車，就可以進(jìn)行uboot面板，默認(rèn)倒計(jì)時(shí)3秒，3秒內(nèi)沒有按下按鍵就會(huì)啟動(dòng)內(nèi)核；

使用MobaXterm工具查看開發(fā)板數(shù)據(jù)，波特率設(shè)置為115200；

| uboot命令 輸入help或？，然后按下回車即可查看當(dāng)前 uboot 所支持的命令，不同版本的uboot支持的命令會(huì)有一點(diǎn)出入：

uboot支持的命令比較多，具體使用可以去官網(wǎng)看看文檔。

審核編輯：劉清