1. u-boot简介

1.1 u-boot功能

U-Boot 是为嵌入式平台提供的开放源代码的引导程序，可引导包括linux内核在内的多种嵌入式操作系统，支持诸如mips、arm、powerpc等多种处理器架构，它提供串行口、以太网等多种下载方式，提供 NOR 和 NAND 闪存和环境变量管理等功能，支持网络协议栈、JFFS2/EXT2/FAT文件系统，同时还支持多种设备驱动如MMC/SD 卡、USB 设备、LCD 驱动等。

注意:文中所提的Nor没有特殊说明，均指SPI Nor Flash；Nand 没有特殊说明，均指SPI Nand Flash。

1.2 u-boot引导流程

X26xx Halley平台u-boot引导流程如下图所示：

1. bootrom ---> spl ---> u-boot ---> kernel ---> rootfs，该方式需要u-boot引导kernel

2. bootrom ---> spl ---> kernel ---> rootfs，该方式不需要u-boot，由spl直接引导kernel

1.3 u-boot源码目录介绍

2. u-boot配置

当前X26XX平台，决定u-boot配置的文件主要有：

1. u-boot/boards.cfg

2. u-boot/include/configs/x2600_halley7.h

3. u-boot/include/configs/x2670_hare.h

两项文件共同作用决定最终生成的烧录镜像的配置。

2.1 boards.cfg文件说明

boards.cfg是u-boot中最基础的配置文件，用于区分不同厂家的不同板级的配置。该文件中每一行表示一个具体的板级配置，格式均相同，具体如下表所示：

其中每一个配置项说明如下：

1. Target：作为该种配置的一个标志；

2. ARCH、CPU、Board name、Vendor、SoC：主要用于Makefile编译时选择代码目录，比如u-boot/include/configs目录下有许多配置文件，选择x26xx_halley.h便是通过Board name确定的；

3. Options：每一种配置之间的主要区别，u-boot会为附加选项中的每个字段前面加上“CONFIG_”前缀并导出为全局可用的宏定义，这些宏定义会进一步决定其他的配置，目前主要是x26xx_halley.h中的配置。

2.1.1 默认配置

2.1.2 自定义配置

可根据实际需要，在每种板级配置中增删相应的字段或者新添加一个新的板级配置。

下面以添加一个新的板级配置X2660_halley_uImage_msc0为例进行介绍：

1. 在boards.cfg文件中新起一行，按照该文件的格式要求，先确定第一个配置项为 X2660_halley_uImage_msc0，第二到第六个配置项可参考现存的板级配置，一般都是比较固定的；

2. 主要是附加选项的配置，如果对X26xx Halley平台的u-boot整体配置不是很了解的话，可以 先参考现存配置，比如这里可以参考halley5_uImage_msc2，将JZ_MMC_MSC2改为JZ_MMC_MSC0， 这样会选择MSC0相关的配置，其他的保持一致即可；

3. 如果想更加细致的修改附加选项，建议先整体阅读一遍该文档，尤其是第二章关于配置的介绍， 在了解了X26xx Halley平台的u-boot整体配置后，再进行修改会更加游刃有余。

2.2 x26xx_halley.h配置文件说明

x26xx_halley.h为u-boot中针对X26xx Halley平台核心的配置文件，该配置文件主要包含以下内容：

• 系统时钟配置

• Cache大小配置

• DDR 配置

• SFC/MSC/GMAC/LCD等驱动相关配置

• u-boot built-in 命令

2.2.1 系统时钟配置

2.2.1.1 默认配置

当前系统时钟配置如下：

2.2.1.2 自定义配置

1. PLL锁相环频率配置，可根据需要进行配置

1. CPU、DDR的PLL选择，建议使用默认配置

1. CPU、DDR频率配置，其中CPU的频率需要与选择的PLL频率成倍数关系，并且最高支持 1.5GHz, 同时DDR的频率也需要与选择的PLL频率成倍数关系

1. AHB总线频率配置

1. 注意：修改完成之后，需要先清理uboot镜像，之后重新编译，清理操作可以参考3.1、3.2章节对应内容。

2.2.2 DDR 配置

2.2.3 SFC 驱动配置

2.2.3.1 spl阶段驱动

驱动文件位置：common/spl

2.2.3.2 uboot阶段驱动文件

位置： drivers/mtd/devices/jz_sfc_v2

2.2.3.3 配置说明

1. sfc控制器gpio引脚功能配置

2. sfc nand flash配置，如果定义CONFIG_SPL_SFC_NAND，则nand相关的配置会被打开：

3. sfc nor flash配置，如果定义CONFIG_SPL_SFC_NOR，则nor相关的配置会被打开：

2.2.3.4 默认配置

1. 使用nand flash启动，在boards.cfg文件的下X26xx_halley_uImage_sfc_nand配置和 X26xx_xImage_sfc_nand配置中导出了CONFIG_SPL_SFC_NAND。

2. 使用nor flash启动，在boards.cfg文件的X26xx_halley_uImage_sfc_nor配置中导出了 CONFIG_SPL_SFC_NOR。

2.2.3.5 自定义配置

1. sfc控制器gpio引脚，可根据硬件连接情况进行选择

2. nand flash配置

a.sfc控制器速率，注意最终的速率为该宏定义4分频之后的结果

b.数据传输线宽，定义该宏定义为4线，否则为1线

c.nand flash分区参数存储在nand flash中的偏移

d.nand flash页大小和块大小，根据具体的nand flash型号确定

e.是否使用内置分区参数，定义则使用，否则不使用

3. nor flash配置

a.SFC控制器时钟速率，注意最终的速率为该宏定义4分频之后的结果

b.数据传输线宽，定义该宏定义为4线，否则为1线

c.nor flash分区参数存储在nor flash中的偏移

d.nor flash硬件参数存储在nor flash中的偏移

e.是否使用内置分区参数，定义则使用，否则不使用

4. 注意：修改完成之后，需要清理uboot镜像，之后重新编译，清理操作可以参考3.1、3.2章节对应内容。

2.2.4 串口配置

2.2.4.1 Uboot串口配置

“CONFIG_SYS_UART_INDEX”对应的串口序号

“CONFIG_BAUDRATE”对应串口的波特率

2.2.4.2 bootargs串口配置(kernel串口)

“BOOTARGS_COMMON”宏定义的是通用的bootargs参数，其中“console”对应串口终端配置 的是kernel启动过程中的串口配置。

2.2.5 LCD驱动配置

2.2.5.1 驱动文件

位置：drivers/video/jz_lcd

2.2.5.2 驱动配置

屏幕驱动参考u-boot/drivers/video/jz_lcd/lcd_panel/lcd_fw050.c

1.在板级配置文件(u-boot/include/configs/x2600_halley7.h)中打开LCD配置

2.配置使用的驱动

3.定义屏幕需要使用的gpio 例如rst、vdd_en、背光等，根据需求定义，以fw050为例

4.如果是mipi屏，添加mipi配置，使其配置dsi和phy

5.如果使用pwm控制背光，使能pwm以及配置pwm参数

6.修改显示的logo (u-boot/tools/Makefile)

2.2.6 u-boot built-in命令配置

2.2.6.1 默认配置

当前默认支持如下命令：

2.2.6.2 自定义配置

下面以新建一个简单的hello命令为例介绍如何在u-boot中自定义命令。

1. 在common目录下，新建一个文件cmd_hello.c，输入如下代码：

上述代码中，U_BOOT_CMD为u-boot新建命令使用的宏定义，一共有6个参数，具体介绍如下：

a.第一个参数：该命令的名称 b.第二个参数：该命令的参数的个数 c.第三个参数：按下enter键后是否重复执行该命令 d.第四个参数：该命令对应的回调函数 e.第五个参数：该命令的短帮助信息 f.第六个参数：该命令的长帮助信息

2. 在common/Makefile中添加编译选项：

3. 重新编译u-boot即可

2.2.7 内核传参说明

参考u-boot内核传参说明

3. u-boot编译

本段内容针对SDK版本X2600-SDK-kernel-5.10_V4.0，发布日期为2025-4-16。

如需查看此前版本u-boot编译方法请参考文档

• 06_旧版uboot编译配置.md

u-boot的编译分为两种，两种的特点如下:

3.1 工程顶层目录编译

3.1.1 编译SFC Nand启动镜像

该启动镜像对应X26xx_halley_uImage_sfc_nand配置，以kernel5.10版本为例。

1. 在工程顶层目录下执行如下命令，导入编译X26xx Halley平台所需的环境变量：

2. 执行lunch命令选择需要编译镜像的类型：

• a. 如果是X2600 Halley7 v1.0开发板，根据需要在以下配置中进行选择：

• b.如果是X2670 Hare v1.0开发板，根据需要在以下配置中进行选择：

3. 执行make uboot-clean清除上次编译产生的中间产物：

4. 执行make uboot进行编译：

5. 等待编译完成，在工程out/product/x26xxhalley7(或者hare).v10_nand_5.10-eng/image目录 下便会生成uboot镜像文件，该镜像即可直接进行烧录。

3.1.2 编译SFC Nor启动镜像

该启动镜像对应X26xx_halley_uImage_sfc_nor配置，以kernel5.10版本为例。

1. 在工程顶层目录下执行如下命令，导入编译X26xx_halley平台所需的环境变量：

2. 执行lunch命令选择需要编译镜像的类型：

• a.如果是X2600 Halley7 v1.0开发板，根据需要在以下配置中进行选择：

• b.如果是X2670 Hare v1.0开发板，根据需要在以下配置中进行选择：

3. 执行make uboot-clean清除上次编译产生的中间产物：

4. 执行make uboot进行编译：

5. 等待编译完成，在工程out/product/x26xxhalley7(或者hare).v10_nor_5.10-eng/image目录下便会生成uboot镜像文件，该镜像即可直接进行烧录。

3.1.3 编译EMMC启动镜像

该启动镜像对应X26xx_halley_uImage_msc0配置，以kernel5.10版本为例。

1. 在工程顶层目录下执行如下命令，导入编译X26xx_halley平台所需的环境变量：

2. 执行lunch命令选择需要编译镜像的类型：

• a.如果是x2600 Halley7 v1.0开发板，根据需要在以下配置中进行选择：

3. 执行make uboot-clean清除上次编译产生的中间产物：

4. 执行make uboot进行编译：

5. 等待编译完成，在工程out/product/x2600halley7.v10_msc_5.10-eng/image目录下便会生成uboot镜像文件，该镜像即可直接进行烧录。

3.2 u-boot源码目录编译

1. 在工程顶层目录下执行如下命令，导入编译X26xx_halley平台所需的环境变量：

1. 执行lunch命令选择需要编译镜像的类型， 这里只是为了导入交叉编译工具环境，如果只编译u-boot可以随意选择：

2. 之后进入u-boot目录，执行make distclean清除上次编译产生的中间产物：

执行make xxxxxx -jN命令进行编译，xxxxxx为具体的板级配置名称，需要根据编译的启动 镜像来决定，详细介绍请参考2.1 boards.cfg文件说明。当前共支持4种板级配置，具体如下表 所示：

以x2600_halley7开发板为例，编译从nand flash启动uImage的启动镜像，执行如下命令：

其中-jN为使用多线程编译，可以加快编译速度，具体的N值需要根据使用的PC决定。

3. 编译好之后，会在u-boot工程顶层目录下生成u-boot-with-spl.bin，该文件便是最终生成的镜像文件，可以直接进行烧录。

4. u-boot应用与内核接口

4.1 u-boot常用命令

进入 uboot 的命令行模式以后输入“help”或者“？”，然后按下回车即可查看当前 uboot 所支持的命令。

现以sfc nand flash启动为例，支持的命令如下所示：

对于每一个命令，还可以执行“help 命令名称”获取该命令具体的使用说明，如下所示：

下面介绍一些常用的命令：

4.2 u-boot内核传参说明

linux内核在启动之前，需要知道当前硬件的一些必要的参数，比如可使用的内存大小、使用的串口设备、根文件系统所在的设备及分区等。关于以上的启动参数，linux内核已经定义好了一系列规则，负责启动它的bootloader需要遵守这些规则来传递启动参数。方便的是，u-boot已经帮我们做好了大部分工作，它提供了一个环境变量bootargs，我们只需要按照规定的格式将必要的启动参数设置给bootargs即可。

具体的，我们可以通过在x26xx_halley.h中将启动参数设置给宏定义CONFIG_BOOTARGS。

在x26xx_halley.h中，根据加载内核时挂载的文件系统的不同均有对应的启动参数，它们有一些共有的内容，以x2660为例，在x2660_halley.h中定义如下：

#define BOOTARGS_COMMON "console=ttyS0,115200 mem=128M@0x0 "

具体说明如下：

1. console=ttyS0,115200表示串口使用/dev/ttyS0这个设备，波特率为115200

2. mem=128M@0x0表示可使用的内存总大小为128MB，起始地址为0x0

启动参数中特有的部分请见下文。

4.2.1 u-boot加载内核挂载jffs2文件系统

以x2660为例，该启动参数对应x2660_halley_uImage_sfc_nor配置，当前在x2660_halley.h中的启动参数如下：

具体说明如下：

1. ip=off表示不使用网络文件系统

2. init=/linuxrc表示init进程使用的是根目录下的linuxrc

3. rootfstype=jffs2表示根文件系统格式为jffs2

4. root=/dev/mtdblock2表示存放根文件系统的设备为/dev/mtdblock2，对应着nor flash编号为2的分区

5. rw表示挂载的文件系统可读写

4.2.2 u-boot加载内核挂载ubifs文件系统

以x2660为例，该启动参数对应x2660_halley_uImage_sfc_nand配置，当前在x2660_halley.h中的启动参数如下：

具体说明如下：

1. ip=off表示不使用网络文件系统启动

2. init=/linuxrc表示init进程使用的是根目录下的linuxrc

3. ubi.mtd=2 root=ubi0:rootfs ubi.mtd=3 rootfstype=ubifs rw表示当前nand flash编号为2和3的分区使用的是ubifs文件系统，并且根文件系统以可读写的方式挂载在了编号为2的分区上。

4.2.3 u-boot加载内核挂载ext4文件系统

以x2600e为例，该启动参数对应x2600e_halley_uImage_msc0配置，当前在x2600e_halley.h中的启动参数如下：

#define CONFIG_BOOTARGS

BOOTARGS_COMMON " rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk0p7 rootdelay=3 rw"

具体说明如下：

1. rootfstype=ext4表示根文件系统格式为ext4

2. root=/dev/mmcblk0p7表示存放根文件系统的设备为/dev/mmcblk0p7，对应着当前系统第 一个emmc或sd设备的编号为7的分区

3. rootdelay=3表示等待3秒再挂载根文件系统

4. rw表示挂载的文件系统可读写

4.3 u-boot加载内核镜像

u-boot通过tftp或者fastboot方式加载内核镜像可省去烧录kernel镜像的过程，直接将内核镜像加载到内存，使用该方式在开发过程中非常便于调试使用。

4.3.1 uboot通过fastboot命令加载内核镜像

fastboot方式是使用usb端口把kernel镜像下载到内存并启动的命令，只用于调试使用,不支持android fastboot 其他功能。

1. PC端使用以下命令安装fastboot应用程序：

2. 进入uboot命令行模式，输入fastboot命令：

3. 在PC端存放kernel镜像的路径下执行以下命令：

4. 命令执行成功后，即可将kernel镜像下载到内存并启动。

4.3.2 u-boot通过串口加载内核镜像

串口方式是通过串口将kernel镜像直接下载到内存，注意该方式传输速度会较慢，请根据实际情 况选择。

1. 进入u-boot命令行模式，执行如下命令：

2. 先按住ctrl键不放，接着按住a键，再同时放开两个按键，最后按一下s键，可以看到如下图所示画面：

这里按↓键选择ymodem协议，然后回车；

3. 然后会出现如下图所示画面，这里可以选择需要传输的文件，↑↓键进行移动，双敲空格键进 入目录，单敲空格键选择文件，回车键确认选择。

我们选择需要传输的kernel镜像：

4. 选择完毕并回车确认后，会出现如下进行文件的传输的画面：

5. 等待传输完毕，便可以通过bootm命令启动写到内存0x80800000位置处的kernel镜像:

5. Ingenic tools介绍

Ingenic tools是君正厂商添加在u-boot内的工具集合。

5.1 DDR参数相关

源码位置：u-boot/tools/ingenic-tools/

这里主要用于生成相应的DDR参数，然后写到u-boot镜像的指定位置，以此进行区分。

5.2 MBR/GPT分区表

源码位置：u-boot/tools/ingenic-tools/

GPT和MBR均是关于硬盘分区的标准。

MBR：Master Boot Record，主分区引导记录，记录着硬盘本身的相关信息以及硬盘各个分区的大小及位置信息。

GPT：Globally Unique Identifier Partition Table，GUID分区表，是源自UEFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。与MBR分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。

这里文件的作用是按照GPT和MBR的标准生成对应的分区数据。

5.3 nand/nor flash相关

源码位置：u-boot/tools/ingenic-tools/

1. 保存有各种nand flash的硬件参数，用于spl中的sfc驱动使用

2. 保存nand flash和nor flash的分区参数，区别于由烧录工具写入分区参数，最终会由kernel中的sfc驱动读取并生成对应的mtd分区，如有需要可自行更改

3. 用于写入nand flash和nor flash的分区参数到u-boot镜像中的指定位置

5.4 其他

源码位置：u-boot/tools/ingenic-tools/

1. 用于生成sfc控制器的硬件timing参数

2. 用于sfc boot时生成spl前面的头部数据，为bootom加载spl作校验用

3. X26xx系列芯片快速启动时使用，用于生成spl env参数

参考文档

1. u-boot/README

2. kernel-4.4.94/Documentation/kernel-parameters.txt