在树莓派3b上如何运行uboot

# 在树莓派3B上如何运行U-Boot

## 前言

U-Boot（Universal Boot Loader）是一款开源的嵌入式系统引导加载程序，广泛应用于ARM架构的设备中。虽然树莓派3B默认使用专有的`bootcode.bin`和`start.elf`作为启动流程，但通过U-Boot可以实现更灵活的引导配置、自定义内核加载以及对多种文件系统的支持。本文将详细介绍在树莓派3B上编译、配置和运行U-Boot的完整流程。

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## 准备工作

### 硬件需求
- 树莓派3B（BCM2837 SoC）
- MicroSD卡（≥8GB，Class 10推荐）
- 读卡器
- 电脑（Linux环境或虚拟机）

### 软件依赖
- 交叉编译工具链（如`gcc-arm-linux-gnueabihf`）
- U-Boot源码（官方Git仓库）
- 树莓派官方固件（可选）

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## 步骤1：获取U-Boot源码

从官方Git仓库克隆最新版本的U-Boot（建议使用稳定分支）：
```bash
git clone https://github.com/u-boot/u-boot.git
cd u-boot
git checkout v2023.10  # 使用稳定版本

步骤2：配置交叉编译环境

在x86主机上安装ARM交叉编译工具链：

sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf

验证工具链是否生效：

arm-linux-gnueabihf-gcc --version

步骤3：编译U-Boot

配置树莓派3B的默认配置

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- rpi_3_defconfig

自定义配置（可选）

若需修改配置（如启用USB或网络支持）：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig

开始编译

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4

编译完成后，生成以下关键文件： - u-boot.bin：主二进制文件 - u-boot.img：带头部信息的镜像

步骤4：准备MicroSD卡

分区方案

1. 使用fdisk创建两个分区：
   • FAT32启动分区（≥256MB，标记为W95 FAT32 (LBA)）
   • EXT4根文件系统分区（剩余空间）

复制文件

1. 将树莓派官方固件（bootcode.bin、start.elf等）复制到FAT32分区。
2. 将编译的u-boot.bin复制到该分区，并重命名为kernel8.img（针对ARM64内核）。
3. 创建config.txt文件并添加以下内容：

   
   arm_64bit=1
   kernel=u-boot.bin
   enable_uart=1  # 启用串口调试
   

步骤5：启动树莓派3B

1. 插入MicroSD卡并通电。
2. 通过串口（UART）连接查看输出（波特率115200）：

   
   sudo screen /dev/ttyUSB0 115200
   

3. 若成功，将看到U-Boot的启动日志：

   
   U-Boot 2023.10 (Oct 05 2023 - 14:20:00 +0800)
   DRAM:  1 GiB
   ...
   Hit any key to stop autoboot:  3
   

高级配置

引导Linux内核

在U-Boot命令行中手动加载内核：

load mmc 0:1 ${kernel_addr_r} /boot/zImage
bootz ${kernel_addr_r}

使用bootcmd自动化

在U-Boot环境中设置自动启动命令：

setenv bootcmd "load mmc 0:1 ${kernel_addr_r} /boot/zImage; bootz ${kernel_addr_r}"
saveenv

网络引导（TFTP）

1. 配置U-Boot网络参数：

   
   setenv ipaddr 192.168.1.100
   setenv serverip 192.168.1.1
   

2. 通过TFTP加载内核：

   
   tftp ${kernel_addr_r} zImage
   bootz ${kernel_addr_r}
   

常见问题解决

1. 启动卡在Starting kernel...

• 检查内核镜像是否兼容（需未压缩的Image格式而非zImage）。
• 确认设备树文件（.dtb）已正确加载。

2. 串口无输出

• 确保config.txt中已启用enable_uart=1。
• 检查硬件连接（TX/RX引脚是否接反）。

3. U-Boot无法识别SD卡

• 尝试重新格式化SD卡为FAT32（簇大小32KB）。
• 更新U-Boot至最新版本修复可能的驱动问题。

结论

通过本文的步骤，您已成功在树莓派3B上运行U-Boot，并掌握了基础的配置方法。U-Boot为树莓派提供了更强大的引导灵活性，适用于嵌入式开发、自定义内核调试等场景。如需进一步探索，可参考U-Boot官方文档或社区资源。

延伸阅读
- U-Boot官方文档
- 树莓派硬件启动流程 “`