第4章 U-Boot移植基础

好，咱们开始聊U-Boot。说实话，做嵌入式Linux开发，U-Boot是绕不开的第一道坎。很多新手觉得它就是个开机引导程序，随便配配就能跑。嗯，我当年也这么想，结果被RK3288的板子折腾了整整一周。

U-Boot全称是Universal Boot Loader，说白了就是一段在操作系统启动前运行的代码。它的任务很简单：初始化硬件、加载内核、启动系统。但简单背后藏着不少门道。

U-Boot简介

U-Boot支持ARM、x86、RISC-V等几乎所有主流架构。瑞芯微的芯片用的是ARM架构，所以咱们重点看ARM这一支。

我个人习惯把U-Boot分成三个阶段：

• SPL（Secondary Program Loader）：第一级引导，负责初始化DDR和基本外设
• TPL（Tertiary Program Loader）：有些芯片需要，比如RK3399，用来做更精细的初始化
• U-Boot proper：完整的U-Boot，提供命令行、网络、文件系统支持

你可能会问：为什么搞这么复杂？直接一个U-Boot不行吗？

原因很简单：芯片内部SRAM太小了。RK3288的SRAM只有8KB，连个完整的U-Boot都塞不下。所以必须分阶段加载。

瑞芯微U-Boot源码结构

瑞芯微的U-Boot是基于主线U-Boot维护的，但加了不少私货。你从Rockchip官方GitHub拉下来的代码，目录结构大概是这样的：

u-boot/
├── arch/
│   └── arm/
│       ├── mach-rockchip/    # 瑞芯微平台相关代码
│       ├── dts/              # 设备树文件
│       └── include/          # 头文件
├── board/
│   └── rockchip/             # 板级代码
│       ├── evb_rk3288/       # 开发板
│       ├── evb_rk3399/
│       └── ...
├── configs/                  # defconfig配置文件
├── dts/                      # 设备树源文件
└── drivers/                  # 驱动代码

我记得第一次看这个目录结构时，最困惑的是board/rockchip/和arch/arm/mach-rockchip/的区别。后来才搞明白：

• mach-rockchip/：放的是SoC级别的代码，比如时钟、复位、DDR初始化
• board/rockchip/：放的是板级代码，比如GPIO配置、外设初始化

说白了，一个管芯片内部，一个管板子外部。

板级配置（defconfig）与设备树（dts）的关系

这是很多新手容易搞混的地方。defconfig和设备树到底谁管谁？

我打个比方：

• defconfig：像是一份菜单，告诉U-Boot「我要吃哪些菜」（启用哪些功能）
• 设备树：像是菜谱，告诉U-Boot「这些菜怎么做」（硬件怎么配置）

举个例子，RK3288的defconfig里有一行：

CONFIG_DM_MMC=y

这表示启用MMC驱动框架。但具体MMC控制器挂在哪根总线上、时钟频率多少、用的是哪个GPIO做检测，这些信息都在设备树里：

&dwmmc@ff0f0000 {
    compatible = "rockchip,rk3288-dw-mshc";
    reg = <0x0 0xff0f0000 0x0 0x4000>;
    clocks = <&cru HCLK_MMC>, <&cru SCLK_MMC>;
    bus-width = <8>;
    status = "okay";
};

你看，defconfig只管「要不要」，设备树管「怎么要」。两者缺一不可。

编译U-Boot

编译U-Boot其实不复杂，但有几个坑要注意。以RK3288为例，完整流程如下：

# 1. 设置交叉编译工具链
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

# 2. 清理之前的编译产物
make distclean

# 3. 加载板级配置
make evb-rk3288_defconfig

# 4. 编译
make -j4

编译完成后，你会得到几个关键文件：

文件	说明
u-boot.bin	完整的U-Boot镜像
u-boot-dtb.bin	U-Boot + 设备树合并后的镜像
spl/u-boot-spl.bin	SPL镜像
u-boot.itb	FIT格式镜像（用于较新芯片）

编译完成后，怎么烧录到板子上？常见方式有两种：

• SD卡启动：用dd命令把镜像写到SD卡指定偏移位置
• USB烧录：瑞芯微的板子支持RockUSB模式，用rkdeveloptool工具烧录

我个人更推荐先用SD卡调试。原因很简单：改错了换张卡就行，不用反复擦写eMMC。

SD卡烧录命令示例：

# 假设SD卡设备是/dev/sdb
sudo dd if=idbloader.img of=/dev/sdb seek=64
sudo dd if=u-boot.itb of=/dev/sdb seek=16384

这里的seek参数对应的是SD卡的扇区偏移量。不同芯片的偏移量不一样，RK3288和RK3399就不同。具体数值可以查芯片的TRM文档。