LV05-02-U-Boot-01-NXP-uboot

发表于 2024-11-19 分类于嵌入式开发， 02IMX6ULL平台， LV05-系统镜像本文字数： 4.7k 阅读时长 ≈ 17 分钟

本文主要是uboot——NXP官方固件的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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PC端开发环境	Windows	Windows11
	Ubuntu	Ubuntu20.04.2的64位版本
	VMware® Workstation 17 Pro	17.6.0 build-24238078
	终端软件	MobaXterm(Professional Edition v23.0 Build 5042 (license))
	Win32DiskImager	Win32DiskImager v1.0
Linux开发板环境	Linux开发板	正点原子 i.MX6ULL Linux 阿尔法开发板
	uboot	NXP官方提供的uboot，使用的uboot版本为U-Boot 2019.04
	linux内核	linux-4.19.71(NXP官方提供)

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分类	网址	说明
官方网站	https://www.arm.com/	ARM官方网站，在这里我们可以找到Cotex-Mx以及ARMVx的一些文档
	https://www.nxp.com.cn/	NXP官方网站
	https://www.nxpic.org.cn/	NXP 官方社区
	https://u-boot.readthedocs.io/en/latest/	u-boot官网
	https://www.kernel.org/	linux内核官网
其他网站	kernel - Linux source code (v4.15) - Bootlin	linux内核源码在线查看

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分类	网址	说明
NXP	https://github.com/nxp-imx	NXP imx开发资源GitHub组织，里边会有u-boot和linux内核的仓库
	nxp-imx/linux-imx/releases/tag/v4.19.71	NXP linux内核仓库tags中的v4.19.71
	nxp-imx/uboot-imx/releases/tag/rel_imx_4.19.35_1.1.0	NXP u-boot仓库tags中的rel_imx_4.19.35_1.1.0
I.MX6ULL	i.MX 6ULL Applications Processors for Industrial Products	I.MX6ULL 芯片手册（datasheet，可以在线查看）
I.MX6ULL	i.MX 6ULL Applications ProcessorReference Manual	I.MX6ULL 参考手册（下载后才能查看，需要登录NXP官网）
Source Code	https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source	linux kernel源码
Source Code	https://elixir.bootlin.com/u-boot/latest/source	uboot源码

一、uboot

前面我们简单学习过uboot相关的概念，此处再回顾一下，总的来说uboot的目的是为了正确引导内核的启动，它分为两个阶段，即boot + loader，boot阶段启动系统，初始化硬件设备，建立内存空间映射图，将系统的软硬件带到一个合适的状态，loader阶段将操作系统内核文件加载至内存，之后跳转到内核所在地址运行。

那么我们今天来编译uboot，后面会简单修改uboot的内容适配自己的开发板，因为在真正的生产环境中，uboot是使用芯片原厂做好的，只是根据需要修改一下uboot，而不会去大改uboot的源码，这样子没有必要也没有意义，因为uboot就是为了引导内核启动的，启动后uboot就没有什么作用了，与其将uboot改得乱七八糟还不如花时间去维护内核的稳定性。

二、uboot源码的下载

1. 源码版本选择

由于我使用的是ubuntu是20.04，所以太老版本的uboot编译的时候会报错，这是老版本的uboot因为用到的一些库在新版本的ubuntu中更新了，不再适用，这里我们直接下载一个比较新的版本，这里我选择uboot的2019.04版本（其实也尝试了更新的，但是吧，能力有限，老的东西都没明白，新的更不明白了，还是先用这个，熟练了再说更新的版本），我们可以去nxp的github仓库找一下：

我们找到这个分支：nxp-imx/uboot-imx at imx_v2019.04_4.19.35_1.1.0 (github.com)，我们打开提交记录来看一下：

可以发现最新提交为：4d377539a1190e838eae5d8b8a794dde0696d572，我们就以这个版本为基础。我们看一下有没有tag，这样后面也好搞，我们去tag里翻一下，发现是有一个rel_imx_4.19.35_1.1.0的：

我们点开看一下，从这里点开会发现它就是刚才的分支，那么tag页面怎么去？我们直接用下面这个地址：

1	https://github.com/nxp-imx/uboot-imx/releases/tag/<tag_name>

也就是：Release rel_imx_4.19.35_1.1.0: MLK-22866 imx8: Remove the optee shared memory from DDR banks · nxp-imx/uboot-imx (github.com)：

会发现这里的简短的提交记录和刚才是一样的，所以我们以后可以通过tag和提交记录或者分支来拉取这个版本的代码。是哪个版本的uboot？我们可以看一下里面的makefile文件：uboot-imx/Makefile at rel_imx_4.19.35_1.1.0 · nxp-imx/uboot-imx (github.com)：

会发现版本正确。

2. 下载源码

我们可以使用下面的命令来下载：

1 2	git clone -b rel_imx_4.19.35_1.1.0 --depth=1 https://github.com/nxp-imx/uboot-imx.git git clone -b rel_imx_4.19.35_1.1.0 --depth=1 git@github.com:nxp-imx/uboot-imx.git

这里我们加上 –depth参数，毕竟我们对以往的提交记录并不怎么感兴趣，另外，以往上万条提交记录，这里全下载的话要很久的。其实我们也可以直接去tag页面点击Source Code下载压缩包。我这里直接搞完上传到自己的gitee仓库了，所以我这里从自己的gitee仓库拉一下：

1	git clone git@gitee.com:sumumm/u-boot.git

图中这一次提交的时候仅仅是更新了nxp的官方uboot 2019.04源码，还未做任何移植和适配。其实直接拉取最新的也一样，这里后面适配会添加支持包的，原版的不会动。只是这里和原版的文件稍微有些区别：

我的仓库中左侧设这几个文件没有，好像并不影响，这是因为这几个文件被git忽略了。

三、编译源码

1. 更新交叉编译工具链

这里是因为后面编译的时候有警告：

我们直接到ARM官网去找：Downloads | GNU-A Downloads – Arm Developer

我这里也选这个2019年的版本：

往下找到在linux中使用的版本：

可以用下面的脚本来下载安装，或者看这里develop/arm-gcc.sh · 苏木/linux-shell-script - 码云 - 开源中国 (gitee.com)：

#!/bin/sh

HOST=arm-linux-gnueabihf
SCRIPT_PATH=$(pwd)

#修改源码包解压后的名称
MAJOR_NAME=gcc-arm-linux-gnueabihf

#修改需要下载的源码版本前缀和后缀
OPENSRC_VER_PREFIX=8.3
OPENSRC_VER_SUFFIX=.0

PACKAGE_NAME=${MAJOR_NAME}-${OPENSRC_VER_PREFIX}${OPENSRC_VER_SUFFIX}

#定义压缩包名称
COMPRESS_PACKAGE=gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-arm-linux-gnueabihf.tar.xz

#定义编译后安装--生成的文件,文件夹位置路径
INSTALL_PATH=/opt/${PACKAGE_NAME}

#无需修改--下载地址
DOWNLOAD_LINK=https://developer.arm.com/-/media/Files/downloads/gnu-a/8.3-2019.03/binrel/${COMPRESS_PACKAGE}

#下载源码包
do_download_src () {
   echo "\033[1;33mstart download ${COMPRESS_PACKAGE}...\033[0m"
   if [ ! -f "${COMPRESS_PACKAGE}" ];then
      if [ ! -d "${PACKAGE_NAME}" ];then
        wget -c ${DOWNLOAD_LINK}
      fi
   fi
   echo "\033[1;33mdone...\033[0m"
}

#解压源码包
do_tar_package () {
   echo "\033[1;33mstart unpacking the ${PACKAGE_NAME} package ...\033[0m"

   mkdir -p ${INSTALL_PATH}

   if [ ! -d "${PACKAGE_NAME}" ];then
      tar -xf ${COMPRESS_PACKAGE} -C ${INSTALL_PATH} --strip-components=1
   fi
   echo "\033[1;33mdone...\033[0m"
}

#删除下载的文件
do_delete_file () {
   cd ${SCRIPT_PATH}
   if [ -f "${PACKAGE_NAME}" ];then
      sudo rm -f ${PACKAGE_NAME}
   fi
}

do_download_src
do_tar_package
# do_delete_file

exit $?

安装完毕后记得添加环境变量，然后看一下版本信息：

sumu@sumu-virtual-machine:~$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v
使用内建 specs。
COLLECT_GCC=arm-linux-gnueabihf-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/sumu/2software/gcc-arm-linux-gnueabihf-8.3.0/bin/../libexec/gcc/arm-linux-gnueabihf/8.3.0/lto-wrapper
目标：arm-linux-gnueabihf
配置为：/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/src/gcc/configure --target=arm-linux-gnueabihf --prefix= --with-sysroot=/arm-linux-gnueabihf/libc --with-build-sysroot=/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/build-arm-linux-gnueabihf/install//arm-linux-gnueabihf/libc --with-bugurl=https://bugs.linaro.org/ --enable-gnu-indirect-function --enable-shared --disable-libssp --disable-libmudflap --enable-checking=release --enable-languages=c,c++,fortran --with-gmp=/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/build-arm-linux-gnueabihf/host-tools --with-mpfr=/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/build-arm-linux-gnueabihf/host-tools --with-mpc=/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/build-arm-linux-gnueabihf/host-tools --with-isl=/tmp/dgboter/bbs/rhev-vm8--rhe6x86_64/buildbot/rhe6x86_64--arm-linux-gnueabihf/build/build-arm-linux-gnueabihf/host-tools --with-arch=armv7-a --with-fpu=neon --with-float=hard --with-arch=armv7-a --with-pkgversion='GNU Toolchain for the A-profile Architecture 8.3-2019.03 (arm-rel-8.36)'
线程模型：posix
gcc 版本 8.3.0 (GNU Toolchain for the A-profile Architecture 8.3-2019.03 (arm-rel-8.36))

2. 安装一些库

1 2	sudo apt-get install lib32ncurses5 lib32tinfo5 libc6-i386 # 野火的教程中需要安装的 sudo apt-get install libncurses5-dev # 正点原子教程需要安装的

我看了两个教程，他们安装的库名字有点不太一样，我安装的是libncurses5-dev这个，也没什么问题。

3. 编译源码

3.1 清理工程

1 2	make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean # 清除生成的所有文件 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean # 清除部分文件

为什么有两个？他们有什么区别？（这里为方便演示，直接对工程编译后再清除，其实首次下载完源码不需要清除也没啥问题）编译完成的时候源码目录下文件如下：

make clean

命令主要清除的是编译过程中生成的可执行文件以及配置文件。这些文件是具体编译任务的产物，例如.exe文件、.o文件等。清除这些文件有助于保持构建环境的干净，避免可能因残留文件导致的问题。然而，make clean并不会清除其他一些可能存在的文件，如日志文件、中间编译结果等，这使得它在彻底性上有所不足。

make distclean

这个命令则更为彻底。它不仅清除可执行文件和配置文件，还会清除所有由make命令生成的文件。这包括了编译过程中产生的中间文件、日志文件、缓存文件等。通过执行make distclean，我们能够确保构建环境的完全清洁，为后续的构建过程提供一个干净、无残留的环境。然而，这也意味着清除了一些可能需要保留的文件，比如版本控制系统的缓存文件等。

总结来说，make clean和make distclean的使用场景有所不同。make clean适用于在编译过程中需要局部清理，以排除残留文件影响的情况；而make distclean则适用于构建环境需要彻底清洁的情况，以准备进行新版本的构建或测试。在实际使用中，选择合适的命令可以提高构建过程的效率和准确性。

3.2 配置工程

1 2	#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_defconfig

在编译uboot的时候需要我们自定义配置，而nxp官方会提供一些默认配置，这些配置在uboot /configs/目录下，如：

1
2
3

mx6ull_14x14_evk_defconfig
mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
mx6ull_14x14_evk_nand_defconfig

这一些就是nxp官方为imx6ull提供的配置文件，可以编译生成从SD卡启动的uboot、从emmc启动的uboot以及从nand启动的uboot，我们可以根据需求选择不同的配置文件从而编译不同的uboot。

在运行以上配置命令后，Makefile会根据对应的配置文件的内容将配置更新到当前目录下的 .config 文件中，接下来的编译则是根据 .config 文件的配置进行编译的。

3.3 开始编译

1	make V=0 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j16

编译完成后，会得到这些文件：

这里我们主要是用带有-dtb的这两个文件，imx文件就是bin文件在头部加入了IVT信息得到的，我们烧写到SD卡的时候也是用的imx文件。

u-boot.bin 是 U-Boot 的主要可执行文件。

u-boot.dtb 是描述硬件信息的设备树文件。

u-boot-dtb.bin 是包含了 U-Boot 和设备树的合并二进制文件。

u-boot-dtb.imx 是为 NXP i.MX 系列处理器生成的特定格式的启动镜像，包含了头部IVT DCD信息。

四、下载验证

1. ubuntu下烧写到SD卡

确定SD卡在uboot中的节点：

1	ls /dev/sd*

烧写到sd卡中

我们在uboot下通过以下命令下载到SD卡中：

1	sudo dd if=u-boot-dtb.imx of=/dev/sdc bs=1k seek=1 conv=fsync

注意不能选错SD卡节点，否则可能会损坏电脑磁盘数据。这个命令直接从偏移1KB的位置开始烧写imx文件。

2. 开发板验证

我们把alpha开发板拨码开关拨到从SD卡启动，连接好串口，上电，然后就会看到以下内容：

一般来说，串口、USB这些在uboot过程中都被初始化好了，我们是从nxp官方拉的源码，所以这些基础的驱动肯定是没问题的，只要开发板串口这些和官方是对应的，就可以直接跑起来，另外正点原子这块板子的屏幕也是可以直接用的，只是分辨率会有些问题，网口是不能用的，后面需要移植。