1. Introduction

iROM –> u-boot-spl.bin –> bl31.bin –> u-boot.bin –> zImage –> rootfs –> applications.

2. Allwinner SoC based boards

对于使用基于 Allwinner ARM 的 SoC（“sunxi”）的主板，U-Boot 构建系统会生成一个集成映像文件：u-boot-sunxi-with-spl.bin。 该文件可用于 SD 卡、eMMC 设备、SPI 闪存以及基于 USB-OTG 的启动方法 (FEL)。 要构建此文件：

• 对于 64 位 SoC，首先构建可信固件（TF-A，以前称为 ATF），您将需要它的 bl31.bin。 请参阅下面的更多细节。
• （可选）在 64 位 SoC 上构建 crust 管理处理器固件，您将需要其 scp.bin。 请参阅下面的更多细节。
• 构建 U-Boot:

$ export BL31=/path/to/bl31.bin               # required for 64-bit SoCs
$ export SCP=/path/to/scp.bin                 # optional for some 64-bit SoCs
$ make <yourboardname>_defconfig
$ make

• 传输到（微型）SD 卡（有关更多详细信息，请参阅下文）：

$ sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=8k seek=1

• 启动并享受吧！

Note

全志 BootROM 加载的传统 SD 卡位置为 8KB（扇区 16）。 这适用于旧的 MBR 分区方案，大多数 SD 卡都采用该方案进行格式化。 然而，这是在潜在的 GPT 分区表的中间，该分区表在此步骤中将变得无效。 较新的 SoC（从 2014 年底的 H3 开始）还支持从 128KB 启动，这甚至超出了 GPT，因此是一个更安全的位置。

有关更多详细信息以及替代引导位置或安装，请参阅下文。

3. Building Arm Trusted Firmware (TF-A)

使用 64 位 Soc（A64、H5、H6、H616、R329）的主板需要 Arm Trusted Firmware-A 固件的 BL31 阶段 。 这为 Armv8-A 提供了安全软件的参考实现，并提供 PSCI 和 SMCCC 服务。 全志支持已完全主流化。 构建 bl31.bin：

$ git clone https://git.trustedfirmware.org/TF-A/trusted-firmware-a.git
$ cd trusted-firmware-a
$ make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- PLAT=sun50i_a64 DEBUG=1
$ export BL31=$(pwd)/build/sun50i_a64/debug/bl31.bin

A64 和 H5 SoC 的目标平台 (PLAT=) 为 sun50i_a64，H6 sun50i_h6、H616 sun50i_h616 和 R329 sun50i_r329 的目标平台为 sun50i_a64。 使用：

$ find plat/allwinner -name platform.mk

查找所有支持的平台。 TF-A 的 docs/plat/allwinner.rst 包含更多信息并列出了一些构建选项。

4. Building the Crust management processor firmware

对于某些 SoC 和主板，集成的 OpenRISC 管理控制器可用于提供电源管理服务，最重要的是挂起到 RAM。 有一个社区支持的开源实现，称为 Crust，它在大多数具有管理控制器的 SoC 上运行。

该固件部分是可选的，将 SCP 环境变量设置为 /dev/null 可以避免在没有环境变量的情况下构建时出现警告消息。

为了构建crust的scp.bin，你需要一个OpenRISC（or1k）交叉编译器，然后：

$ git clone https://github.com/crust-firmware/crust.git
$ cd crust
$ make <yourboard>_defconfig
$ make CROSS_COMPILE=or1k-none-elf- scp
$ export SCP=$(pwd)/build/scp/scp.bin

在 configs/ 目录中查找支持的主板配置列表。 crust README 有有关构建过程的更多信息，包括有关在哪里获取 OpenRISC 交叉的信息 编译器。

5. Building the U-Boot image

首先找到您的主板的 U-Boot defconfig 文件。 这些文件位于 configs/ 目录中； 您可以 grep 查找 devicetree 文件的存根名称（如果您知道的话），或者查找 SoC 名称以找到正确的版本：

$ git grep -l MACH_SUN8I_H3 configs
$ git grep -l sun50i-h6-orangepi-3 configs

linux-sunxi wiki 还在相应的板页面中列出了 defconfig 文件的名称。 然后使用这个 defconfig 文件创建 .config 文件，并构建映像：

$ make <yourboard>_defconfig
$ make

对于 64 位板，这需要设置 BL31 环境变量（如上面 TF-A 构建示例中所示），或者在构建命令行上提供：

$ make BL31=/src/tf-a.git/build/sun50i_h616/debug/bl31.bin

这同样适用于（可选）SCP 固件。

包含您需要的所有内容的文件称为 u-boot-sunxi-with-spl.bin，您可以在 U-Boot（构建）树的根文件夹中找到它。 除了原始 NAND 闪存设备外，这个相同的文件可用于任何启动源。 它将包含 SPL 映像，配有 BROM 识别的正确签名以及所需的校验和。 此外，它将至少包含正确的 U-Boot，或者以传统 U-Boot 映像格式包装，或者以 FIT 映像包装。 该板的设备树也包含在内，要么附加到 U-Boot 适当的映像，要么包含在 FIT 映像中。 如果 SoC 需要，此 FIT 文件还将包含其他固件映像。

6. Installing U-Boot

6.1 Installing on a (micro-) SD card

所有 Allwinner SoC 都会尝试在连接到第一个 MMC 控制器的 SD 卡的第 16 扇区 (8KB) 处查找启动映像。 要将生成的图像传输到 SD 卡，请从任何带有（微型）SD 卡读卡器的 Linux 设备（包括开发板本身），输入：

$ sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdX bs=1k seek=8

/dev/sdx需要替换为SD卡读卡器的块设备名称。 在某些机器上，这可能是 /dev/mmcblkX。 较新的 SoC（从 2014 年的 H3 开始，包括所有 ARM64 SoC）也会查看扇区 256 (128KB) 的签名（在检查了 8KB 位置之后）。 在那里安装固件的优点是不与 GPT 分区表重叠。 只需将上面的“seek=8”替换为“seek=128”即可。

您还可以使用现有的（主线）U-Boot 写入 SD 卡。 将生成的 U-Boot 映像加载到 DRAM 中的某个位置（通过 ext4load、fatload 或 tftpboot），然后写入 MMC 设备 0：

=> fatload mmc 0:1 $kernel_addr_r u-boot-sunxi-with-spl.bin
=> mmc dev 0
=> mmc write $kernel_addr_r 0x10 0x7f0

要在较新的 SoC 上使用备用引导位置：

=> mmc write $kernel_addr_r 0x100 0x700

6.2 Installing on eMMC (on-board flash memory)

有些主板具有焊接的 eMMC 芯片，其他一些主板具有 eMMC 插槽以容纳可选的 eMMC 模块。 U-Boot可以安装到这些芯片上，无需插入SD卡即可启动。 Boot-ROM 可以从常规用户数据分区启动，也可以从单独的 eMMC 启动分区之一启动。 U-Boot 可以从设备上正在运行的 Linux 实例、正在运行的（主线）U-Boot 或通过（可移动）eMMC 模块的适配器安装。

6.3 Installing on an eMMC user data partition from Linux

如果您的设备上有正在运行的 Linux 实例，并且已以某种方式将映像文件复制到该设备，您可以从那里将映像直接写入 eMMC 设备。 首先找到块设备文件的名称，它是/dev/mmcblk设备之一。 eMMC 设备通常还会列出 /dev/mmcblkboot0 分区（见下文），这可以帮助您将其与 SD 卡设备区分开来。 要安装到用户数据分区：

$ sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/dev/mmcblkX bs=1k seek=8

与 SD 卡类似，较新的 SoC（H3 及更高版本）中的 BROM 也会检查 eMMC 的扇区 256，因此您也可以使用“seek=128”。 eMMC 设备上的 GPT 比 SD 卡上的可能性大得多，因此您应该坚持使用替代位置，或使用启动分区之一。

6.4 Installing on an eMMC boot partition from Linux

以下示例中的/dev/mmcblkX需要替换为eMMC设备的块设备名称。 eMMC 设备还可以通过在 /proc/partitions 中列出引导分区 (/dev/mmcblkXboot0) 来识别。

要允许从 eMMC 启动分区之一启动，需要首先启用该分区。 这只需要完成一次，因为此设置是持久的，即使启动分区可以在以后随时被禁用或再次更改：

# apt-get install mmc-utils
# mmc bootbus set single_hs x1 x4 /dev/mmcblkX
# mmc bootpart enable 1 1 /dev/mmcblkX

最后一个命令中的第一个“1”指向要使用的引导分区号，通常设备提供两个引导分区。

默认情况下，Linux 禁用对引导分区的写访问，以防止意外覆盖。 您需要禁用写保护（直到下次重新启动），然后才能将 U-Boot 映像写入所选启动分区的第一个扇区：

# echo 0 > /sys/block/mmcblkXboot0/force_ro
# dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/mmcblkXboot0 bs=1k

6.5 Installing on an eMMC user data partition from U-Boot

您还可以将生成的映像文件写入 SD 卡，从那里启动设备，然后从 U-Boot 将相同的映像刻录到 eMMC 设备。 以下命令将图像从 SD 卡复制到 eMMC 设备：

=> mmc dev 0
=> mmc read $kernel_addr_r 0x10 0x7f0
=> mmc dev 1
=> mmc write $kernel_addr_r 0x10 0x7f0

您还可以将图像从 SD 卡的 8K 偏移量复制到 eMMC 的 128K 偏移量（或任意组合），只需将上面的“0x10 0x7f0”分别更改为“0x100 0x700”即可。 当然，可以通过任何其他加载方式加载镜像文件，包括fatload、ext4load、tftpboot。

6.6 Installing on an eMMC boot partition from U-Boot

所选的 eMMC 启动分区需要首先启用（与上面的 Linux 中相同），您可以通过 U-Boot 执行此操作：

=> mmc dev 1
=> mmc bootbus 1 1 0 0
=> mmc partconf 1 1 1 1

两个命令中的第一个“1”表示 MMC 设备编号。 partconf命令中的第二个“1”设置所需的BOOT_ACK选项，最后两个“1”分别选择活动引导分区和下一次数据访问的目标。 因此，对于下一个寻址引导分区之一的“mmc write”命令，最后一个数字必须是“1”或“2”，“0”将切换（返回）到正常用户数据分区。

然后将 u-boot-sunxi-with-spl.bin 映像文件加载到 DRAM 中，方法是直接从 SD 卡或 eMMC 用户数据分区读取，或者从文件系统或 TFTP（见上文）读取，并将其传输到 启动分区：

=> tftpboot $kernel_addr_r u-boot-sunxi-with-spl.bin
=> mmc write $kernel_addr_r 0 0x7f0

之后，设备应从选定的启动分区启动，这优先于从用户数据分区启动。

6.7 Installing on SPI flash

有些设备的板上焊接有 SPI NOR 闪存芯片。 如果它连接到 PortC 上的 SPI0 引脚，BROM 也可以从那里启动。 通常，SPI 闪存的启动优先级最低，因此将首先考虑 SD 卡和 eMMC 设备。

6.8 Installing on SPI flash from Linux

如果设备树启用并描述了 SPI 闪存设备，您可以使用 MTD utils 从 Linux 访问 SPI 闪存内容：

# apt-get install mtd-utils
# mtdinfo
# flashcp -v u-boot-sunxi-with-spl.bin /dev/mtdX

/dev/mtdX 需要替换为相应的设备名称，如 mtdinfo 的输出中列出的。

6.9 Installing on SPI flash from U-Boot

如果在 U-Boot 配置中启用了 SPI 闪存驱动程序和命令支持 (CONFIG_CMD_SF)，则也可以通过 U-Boot 安装映像文件：

=> tftpboot $kernel_addr_r u-boot-sunxi-with-spl.bin
=> sf probe
=> sf erase 0 +0xf0000
=> sf write $kernel_addr_r 0 $filesize

6.10 Installing on SPI flash via USB in FEL mode

如果设备处于 FEL 模式（见下文），则还可以使用 sunxi-fel 实用程序通过 USB(-OTG) 电缆从任何 USB 主机写入 SPI 闪存：

$ sunxi-fel spiflash-write 0 u-boot-sunxi-with-spl.bin

7. Booting via the USB(-OTG) FEL mode

如果 BROM 检查的启动位置均不包含介质或有效签名，则 BROM 将进入所谓的 FEL 模式，在该模式下，它将在 SoC 的 USB-OTG 接口上侦听来自主机的命令。 这些命令允许读取和写入任意内存位置，还可以在任何地址开始执行，从而允许仅通过 USB 电缆引导开发板。 某些主板具有“FEL”或“U-Boot”按钮，尽管存在有效的引导位置，但仍会强制进入 FEL 模式。 通过 SD 卡上的 magic binary 也可以实现同样的效果，它允许进入 FEL 任何板上的模式。

要使用 FEL 启动，请通过上述任何方法（无启动介质、FEL 按钮、带有 FEL 二进制文件的 SD 卡）让开发板进入 FEL 模式，然后将 USB 电缆连接到开发板的 USB OTG 端口。 有些板（Pine64、电视盒）没有单独的 OTG 端口。 在这种情况下，大多数 USB-A 端口之一连接到 USB0，并且可以通过非标准 USB-A 到 USB-A 电缆使用。

通常，除了连接的主机上出现新的 USB 设备外，板上没有 FEL 模式指示。 USB 供应商/设备 ID 为 1f3a:efe8。 大多数情况下，这将被识别为“处于 FEL/闪烁模式的 sunxi SoC OTG 连接器”，但较旧的发行版可能仍会报告“处于闪烁模式的昂达（未经验证）V972 平板电脑”。

sunxi_fel 工具实现了专有的 BROM 协议，并且允许通过提供我们古老的 u-boot-sunxi-with-spl 来引导 U-Boot。 垃圾桶：

$ sudo apt-get install sunxi-tools
$ sunxi-fel uboot u-boot-sunxi-with-spl.bin

其他二进制文件（如内核、初始 ramdisk 或启动脚本）也可以通过 FEL 上传，请查看 Wiki 的 FEL 页面 了解更多详细信息。