【ARM-Linux篇】u-boot编译

一、u-boot简介

uboot是一种通用的引导加载程序，它可以用于多种嵌入式系统，支持多种操作系统，如Linux, Android,NetBSD等。uboot的主要作用是将操作系统内核从存储设备（如Flash, SD卡等）加载到内存中，并执行内核代码。

二、XIP设备

XIP设备是指一种可以直接在存储器中执行程序代码的设备，而不需要将代码复制到内存中。XIP的全称是eXecute In Place，即芯片内执行。像片内的SRAM， NOR Flash， BROM等。

三、为什么需要u-boot

因为嵌入式系统的硬件资源有限，CPU上电后只能执行一小段内置的代码（BROM System），这段代码不足以完成内存初始化，文件系统访问，网络通信等复杂的任务。因此，需要一个中间层的程序，来完成这些工作，并引导操作系统启动。

四、u-boot启动流程

执行顺序：
1. 当H616芯片上电或复位后，brom会自动执行，它会根据芯片的引脚电平或寄存器设置，确定启动模式，如从nand flash，spi flash，sd卡，usb等设备中启动。
2. brom会根据启动模式，选择相应的设备驱动，初始化SD卡设备控制器，设置设备参数，如时钟频率，总线宽度，电压等级等
3. brom会从启动设备的特定扇区中，读取第一级引导程序，如spl将其加载到芯片的内部sram中，并跳转到其入口点执行
4. spl会继续初始化一些硬件设备，如ddr，pll，gpio等，然后从启动设备的特定分区中，读取第二级引导程序，如uboot proper，将其加载到ddr中，并跳转到其入口点执行,
5. uboot会继续初始化一些硬件设备，如网卡，lcd,从SD卡中读取内核文件，启动操作系统。 

五、u-boot编译流程 

方法一：

1. 运行 build.sh 脚本， 记得加 sudo 权限

test@test:~/orangepi-build$ sudo ./build.sh

2. 选择 U-boot package， 然后回车

3. 接着选择开发板的型号

4. 重复编译 u-boot 时， 使用下面的命令无需通过图形界面选择， 可以直接开始编译 u-boot 

sudo ./build.sh BOARD=orangepizero2 BRANCH=next BUILD_OPT=u-boot 

5. 查看编译生成的 u-boot deb 包 

test@test:~/orangepi-build$ ls output/debs/u-boot/linux-u-boot-nextorangepizero2_
3.1.0_arm64.deb

6. 然后登录到H616开发板， 卸载已安装的 u-boot 的 deb 包 

dpkg -l | grep linux-u-boot #查看u-boot包名称
sudo apt purge -y linux-u-boot-orangepizero2-current #卸载上面查找到的u-boot包名
称,有可能是linux-u-boot-orangepizero2-next 

7. 再安装刚才上传的新的 u-boot 的 deb 包

sudo dpkg -i linux-u-boot-next-orangepizero2_3.1.0_arm64.deb
sudo nand-sata-install #一路回车
sudo reboot -f 

方法二：

1、清理u-boot：

sudo chown test:test v2021.10-sunxi -R #修改所属用户为当前用户（根据实际用户名修改），保证当前用户下权限没有问题
cd v2021.10-sunxi
make distclean

2、配置u-boot，生成.config配置文件：

make -j6 orangepi_zero2_defconfig CROSS_COMPILE="aarch64-none-linux-gnu-" 

3、编译uboot， 生成u-boot-sunxi-with-spl.bin

make -j6 CROSS_COMPILE="aarch64-none-linux-gnu-" 

4、将生成的u-boot-sunxi-with-spl.bin 拷贝到开发板上，参考官网对BROM的启动及SD卡数据组成的说明 ，然后执行如下命令：

dd if=/dev/zero of=/dev/mmcblk1 bs=1k count=1023 seek=1 status=noxfer #格式化1k到
1M为止的数据
dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/mmcblk1 bs=1k seek=8 conv=fsync