前言

本笔记以u-boot-2024.10-rc4代码、在arm64平台运行为例对uboot的介绍、编译、适配移植、运行过程的关键流程等；

一、下载地址

https://ftp.denx.de/pub/u-boot/
下载自己想要使用的版本即可

二、目录介绍

目录或文件	说明	备 注
api	api接口函数的封装，可以不用
arch	架构相关的目录，移植时在相应架构下添加架构下的具体芯片驱动目录mach-xxx，设备树文件也在此目录，芯片寄存器头文件也在此目录
board	板级驱动移植，对具体芯片的不同配置的板卡板载硬件的驱动
boot	相对旧版本如2018版本将common中的部分文件移到此目录，是关于uboot启动内核相关的处理
cmd	对uboot命令的支持实现
common	公共接口函数，main.c 位于此目录
configs	包含板级config文件
disk	对存储设备分区的管理
doc	说明文档
drivers	驱动的主要目录
dts	对dts编译的管理，实际编译arch下的dts文件
env	对环境变量读写、存储的管理
examples	一些demo
fs	文件系统的接口
include	公共头文件目录
Kbuild	顶层Kbuild
Kconfig	顶层Kconfig
lib	工具函数的目录如crc、md5计算等
Makefile	顶层Makefile，内部包含uboot版本信息
net	包括网络协议处理相关实现文件，如ping ，icmp，tcp，udp等
post	大概是powerpc架构相关的处理，可以不用
scripts	pc端对于编译过程的一些处理
test	测试程序
tools	x86下的一些工具函数实现文件

三、编译

1、以rk3308为例，配置文件configs/evb-rk3308_defconfig, 生成配置文件.config

解压 tar xvf u-boot-2024.10-rc4.tar.bz2
cd u-boot-2024.10-rc4
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- arch=arm64 evb-rk3308_defconfig

2、编译

make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- arch=arm64；
编译过程中会出现一些缺失工具等的报错，可以根据具体情况安装后编译；

四、移植/适配

移植、适配需要处理以下几方面内容，假设我们的芯片厂商为ideachip
1、arch目录处理

添加设备树文件：
arch/arm/dts/目录增加设备树文件ideachip-chipname-boardname.dts,从大到小范围命名，厂商到具体芯片到以此芯片设计的板卡；
对于可以抽象出的公共部分可以创建一个芯片名称.dtsi 文件；
uboot下的设备树命名字符串中间普遍使用中间划线-，可能是为了和内核设备树区分；
对于设备树文件的编译指定在configs/xxxx配置文件中会通过CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE=ideachip-chipname-boardname 指定；

添加寄存器头文件
arch/arm/include/asm/目录下增加arch-ideachip目录，并添加需要的外设寄存器头文件；
arch//arm/include/asm/mach-types.h，增加一个匹配id的宏，作为bdinfo成员的bi_arch_number的值；

修改支持厂商目录
修改arch/arm/Kconfig文件，添加配置项，config ARCH_厂商，及其它配置；
修改arch/arm/Makefile文件， 根据厂商配置增加厂商文件夹，文件中会自动加上前缀mach-去找mach-厂商目录；

添加驱动文件和目录
arch/arm/下增加mach-ideachip目录；
在mach-ideachip目录中增加Kconfig文件，根据配置source子目录的Kconfig；
在mach-ideachip目录中增加Makefile文件，根据配置控制子目录编译；
在mach-ideachip目录中增加芯片型号名目录，如chipname；
arch/arm/mach-ideachip/chipname/目录中增加Kconfig文件，根据配置source板级目录中的具体芯片下的Kconfig；
arch/arm/mach-ideachip/chipname/目录中增加Makefile文件,管理目录下的文件编译；
arch/arm/mach-ideachip/chipname/目录中增加具体的源文件、头文件，此部分文件可以选择性的初始化芯片的时钟实现board_postclk_init函数(由board_f.c 中调用)等；
Kconfig和Makefile的内核可以参考同级目录的写法，遵循架构到厂商到具体芯片型号的思路；

2、board目录处理

增加板级目录board/厂商/具体芯片/
board/厂商/具体芯片/,目录中增加Makefile文件；
board/厂商/具体芯片/,目录中增加Kconfig文件;
board/厂商/具体芯片/,目录中增加驱动文件，这里主要是实现ddr初始化的驱动，实现dram_init函数(由board_f.c中调用)；

3、configs目录处理

增加配置文件， 厂商芯片型号_板卡_defconfig，用于对各级Kconfig中的配置项进行赋值或者屏蔽；

4、include/configs目录处理

增加配置文件xxx.h，主要定义环境变量等；

5、drivers目录处理

对于设备树中添加的设备节点，此部分驱动要进行对应开发和适配；

五、启动流程

1、启动分为带spl和不带spl启动两种情况

uboot源码编译时，可以增加配置去编译spl或者不编译spl；

不带spl时由bootrom直接将uboot加载到sram中，uboot在sram中运行做ddr、其它硬件初始化等操作，代码重定向到ddr中，加载内核，启动内核等操作；
适用于芯片内部sram容量较大能放下uboot运行的情况；

带spl时由bootrom直接将spl加载到sram中运行，spl主要对ddr做初始化，随后加载uboot到ddr中，uboot在ddr中运行做除ddr初始化外的其它硬件初始化等操作，代码重定向，加载内核，启动内核等操作；
适用于芯片内部sram容量较小不能直接放下uboot运行的情况；

2、不带spl时启动流程示意图
略
3、带spl时启动流程示意图
略

4、启动流程差异
不同厂家的芯片在uboot启动细节上会有不同，比如有的为安全boot、对内存初始化的方式或者时机有所不同，具体情况具体分析；
整体必要的启动流程主要就是bootroom->uboot->内核->文件系统;