迅为iTOP-4412开发板采用的CPU芯片为三星的exynos4412，开发板分为三种：（1）POP封装+1GB内存（2）SCP封装+1GB内存（3）SCP封装+2GB内存。笔者用的是SCP 1GB精英版（elite）。

迅为开发板自带的光盘里面，有Android系统、QT系统、Qtopia系统和Ubuntu系统的源代码和镜像，但是却唯独没有Linux最小系统的源码和镜像！

迅为的百度网盘资料里面倒是有一个文件夹叫做搭建最小linux系统，他搭建的是根文件系统，但是他说uboot和linux内核使用和QT系统一样的uboot和内核即可。而QT系统用的uboot是Android4.0.3的uboot。所以这个搭建出来的所谓的linux最小系统就是个“四不像”。uboot是for android的，linux内核是QT系统的（而且是老版本，不支持设备树），只有根文件系统是用busybox原生编译出来的，只能暂且称他为最小QT系统！ 另外，迅为uboot里面启动linux内核时，读存储器用的不是mmc read命令，而是movi read命令。movi read命令后面接的参数是数据名称和目标内存地址，如movi read kernel 30008000，参数中写的不是存储器的扇区号和数据大小，而是数据的名称！那这个movi命令到底是从哪个扇区读取多大的数据呢？ 笔者打开uboot官网下载的2010.3版本发现，里面并没有movi命令。后面又下载了几个其他的uboot版本，也没有发现movi命令。倒是在迅为提供的uboot源码包iTop4412_uboot_20180320.tar里面发现了iTop4412_uboot/common/cmd_movi.c，里面都是跟4212 4412相关的代码，用了一个image数组表示了数据名称和起始扇区号、数据大小的对应关系。 根据代码风格，笔者现在严重怀疑movi命令是迅为自创的命令，而非uboot官方的命令！

因此，笔者特意写了本教程，教大家如何在迅为exynos4412开发板上搭建原生uboot+linux内核+busybox根文件系统。如何在开发板上的eMMC Flash为空的情况下，用linux系统的dd命令将uboot、linux内核和根文件系统烧写到开发板中，烧写的文件名和目标扇区是什么。最小linux系统运行起来后，笔者还会教大家如何运行hello world C程序，如何操作GPIO点亮开发板上的两个LED灯，读取按键的状态，以及读取ADC转换结果，如何移植电脑linux系统里面的软件包到开发板上运行，如何让我们的最小linux系统利用板上的有线网口连上网络。

 注： （1）SD卡每个扇区的大小为512字节，起始扇区为0。 （2）迅为提供的linux内核为3.0版本，是不支持设备树的版本，所以只需要烧写uboot+linux内核+文件系统即可。          我们这里用的linux内核为4.14版本，是支持设备树的，所以需要烧写uboot+linux内核+linux设备树+文件系统这四样东西。 （3）内核镜像既可以选择烧写uImage，也可以选择烧写zImage。若选择了uImage，那么uboot的内核启动命令是bootm；若选择了zImage，那么uboot的内核启动命令是bootz。

迅为教程里面是用fastboot工具，插micro USB线，在线烧写uboot、linux内核和根文件系统。由于fastboot是安卓里面的工具，一旦我们擦除了安卓系统内核，安装了linux最小系统，fastboot工具就没了。并且本文讨论的是如何搭建最小linux系统，不能跟安卓扯上关系，所以本文不使用fastboot作为烧写工具。迅为给SD卡分区，是要板子成功启动linux内核后，在命令行里面执行fdisk命令。

一开始，我们板子上的eMMC是空白的，没有任何内容，板子是无法启动的。eMMC为空，就没有fastboot，现在micro USB线插上去也用不了。我们可以准备一张SD卡，事先在电脑上分好区，烧写好uboot、linux内核、linux设备树和busybox文件系统，然后插到板子上，让板子从SD卡启动。

笔者电脑虚拟机里面装的是Fedora 34系统，用的是GNOME桌面环境。现在最新版本的Ubuntu也是用的GNOME桌面环境。Ubuntu和Fedora用的软件包管理工具是不一样的。Ubuntu用的是apt-get，而Fedora用的是dnf。除了这一点，其他方面都差不多，笔者比较习惯用Fedora系统。 笔者用的SD卡的容量为32GB。用一个USB读卡器，将SD卡插在电脑上，然后插入虚拟机。在GNOME桌面环境里面有一个名叫Disks的分区软件，如下图所示。

打开软件后，找到我们的32GB的内存卡，如下图所示，是31 GB Drive，Generic STORAGE DEVICE。这张内存卡整个被一个31GB的FAT32分区占据。确保这里面没有重要的资料，点击减号按钮，将这个分区删除。 为什么要删除这个分区呢？这是因为，exynos4412选择SD卡启动后，一开机，他读的就是SD卡的1号扇区，这是我们无法改变的。因此我们必须把uboot烧写到1号扇区这里。为了使用1号扇区，以及后面的空间，我们只好把这个最大的分区删除掉。

确认删除最大的那个分区：

现在整张内存卡没有分区了，变成了Free Space。我们点击加号按钮，新建分区：

建立一个1.5GB的分区（大小可以根据自己的需要调整）。这个分区要用来保存uboot（1号扇区处）、linux设备树（2048号扇区处）和linux内核（4096号扇区处），所以我们不要格式化这个分区，文件系统要选择No Filesystem：

然后，在后面建立一个ext4分区，用于挂载根文件系统，最后再添加一个FAT32分区。这两个分区的容量可以根据自己的需要随意调整。FAT32分区是供Windows系统使用的，可要可不要。

这里的FAT其实指的是FAT32：

最终分好区后是这样的：

三个分区的设备名分别为/dev/sdb1、/dev/sdb2和/dev/sdb3，所以这张SD卡在这个Linux虚拟机里面的名称就叫/dev/sdb。

我们创建FAT分区的目的就是为了给Windows系统使用。 这样分完区后，Win10系统下倒是没问题，插上读卡器后会有U盘盘符出现。但是Win7和WinXP系统下却不行，系统无法识别第一个分区的内容，尽管第三个分区是可识别的，但是“我的电脑”中不会显示出盘符。 为了解决这个问题，FAT分区必须调整到Partition 2的位置，所有分区创建完之后，必须把Partition 1删掉，变成Free Space，如下图所示。这样修改之后，Win7下就能使用FAT32分区了。

下载交叉编译器的网站有两个： （1）GNU Toolchain | GNU-A Downloads – Arm Developer （2）Linaro Releases

通常，交叉编译器是在arm的网站里面下载。如果这个网站里面找不到自己CPU的编译器，那么就去第二个网站linaro里面下载。linaro里面的编译器种类比较全，而且近几年所有的版本都在里面，如下图所示。

经过笔者测试，arm网站和linaro网站都有能用于exynos4412的编译器。linaro网站里面的gcc-linaro-7.5.0-2019.12-i686_arm-eabi.tar.gz是可以用于编译exynos4412的uboot和linux内核的。 我们优先选择arm网站里面的编译器，打开arm网站后，出现的画面如下：

请大家一定要看仔细了，上面一定要选择GNU-A，不要选到GNU-RM那里去了。我们的exynos4412芯片是ARM-A系列的芯片，像stm32那种单片机才是ARM-M类型的芯片。 目前最新的编译器版本是10.3-2021.07。对于不同的编译环境，运行环境，网站里面都有相应的编译器可供选择。 Windows (mingw-w64-i686) hosted cross compilers栏目里面的编译器适用于Windows 64位编译环境，也就是电脑是Windows 64位的。 x86_64 Linux hosted cross compilers栏目里面的编译器适用于Linux 64位编译环境。 AArch64 Linux hosted cross compilers栏目里面的编译器适用于直接在ARM芯片上编译的编译环境，也就是直接在板子上编译程序，这就很神奇了。 Sources栏目是编译器的源码。

可以看到，这里面是没有适用于32位编译环境的编译器的。如果电脑是32位的话，那就只有去linaro的网站里面看看了。 对于Windows电脑，其实不用安装虚拟机，就可以使用Windows (mingw-w64-i686) hosted cross compilers栏目里面的编译器，在命令行里面直接编译exynos4412的程序，如下图所示。然后把程序复制到SD卡里面，板子插好SD卡后开机，就能运行程序。 （笔者试过了，32位的Windows 7电脑上，也能使用这个编译器）

不过我们通常的做法是在Windows的电脑里装一个Linux的虚拟机，然后选择Linux的编译器来编译代码。 笔者安装的Linux虚拟机是64位的Fedora 34，于是去x86_64 Linux hosted cross compilers栏目里面寻找，如下图所示。

hosted表示的是在哪个系统下编译程序，x86_64 Linux hosted cross compilers的中文意思是：编译环境为64位Linux系统的交叉编译器。 target表示的是编译出来的程序要在哪个平台下运行。 AArch32 bare-metal target (arm-none-eabi) 是说运行环境是32位的ARM芯片，且编译的是裸机（bare-metal）程序。 AArch32 target with hard float (arm-linux-none-gnueabihf) 同样是运行环境为32位的ARM芯片，但他带了linux字样，说明是用于编译linux下的应用程序的。 AArch64 ELF bare-metal target (aarch64-none-elf) 是编译64位ARM芯片的裸机程序的。 AArch64 GNU/Linux target (aarch64-none-linux-gnu) 是编译64位ARM芯片的Linux应用程序的。 AArch64 GNU/Linux target (aarch64_be-none-linux-gnu) 也是编译64位ARM芯片的Linux应用程序的，但是程序采用的字节序为大端序（be是big endian的缩写）。

上面所说的编译器里面，不带linux字样的，只能编译裸机程序。uboot、linux内核、linux模块属于裸机程序。 带linux字样的，既可以编译裸机程序，又可以编译linux应用程序。也就是说uboot、linux内核、linux驱动、busybox文件系统里面的程序，都能编译。

exynos4412是32位小端序（little endian）的CPU，所以我们最终选择了gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz这个编译器。下面那个asc文件大小只有几十字节，只是一个校验和，不用下载。 下载下来后解压，我们后面要用到的就是bin文件夹下的arm-none-linux-gnueabihf-gcc。

uboot的移植过程比较复杂，要修改很多代码，我们直接采用这位CSDN博主的成果：iTop-4412精英版的u-boot-2017.11移植教程（一）_hyyoxhk的博客-CSDN博客

下载下来后的文件名是u-boot-2017.11-itop4412-2.0.0.tar.gz，解压，然后打开u-boot-2017.11/Makefile文件，将我们用的编译器的路径填到CROSS_COMPILE上面去： CROSS_COMPILE := /home/oct1158/Downloads/gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf/bin/arm-none-linux-gnueabihf-

然后用u-boot文件夹下的build.sh脚本编译uboot：

提示multiple definition of `yylloc'。解决方案是在刚才的Makefile里面添加一句HOSTCFLAGS  += -fcommon，如下图所示。

现在就能编译成功了：

然后，执行sudo ./mkuboot.sh /dev/sdb命令，将uboot烧写到SD卡的一号扇区。/dev/sdb就是我们的SD卡的设备名称。

在Linux系统中安全弹出SD卡，然后拔掉读卡器，将SD卡插到开发板上。

请注意板上的红色拨码开关的设置。1和2设置的是启动方式，3和4选择的是屏幕接口。 当1拨到上面，2拨到下面时是从SD卡启动。当1拨到下面，2拨到上面时是从eMMC启动。我们现在是要从SD卡启动。

打开开发板电源后，我们可以从UART2看到uboot输出的调试信息：

备注：Tera Term的字体设置是SimSun-ExtB Regular 12。

我们来讲一下exynos4412的内存编址。 exynos4412芯片内有一个64KB的iROM（只读）和一个256KB的iRAM，芯片外可以扩展两个DRAM，每个DRAM容量不能超过1.5GB。如下表所示。 SCP 1G板子上，只插了DRAM0，内存类型为DDR3，容量为1GB。

exynos4412芯片的启动过程（假设OM引脚选的是SD卡）： (1) 运行iROM中的BL0程序：将SD卡的第1~16扇区（共8KB）存放的BL1程序（E4412_N.bl1.bin）复制到iRAM中（0x02021400~0x020233ff）。BL1是三星公司提供的，无源码。 (2) 运行iRAM中的BL1程序：将SD卡的第17~48扇区（共16KB）存放的BL2_SPL程序（itop4412-spl.bin）复制到iRAM中（0x02023400~0x020273ff）。BL2_SPL是我们自己的uboot程序的SPL部分。然后，检查BL2_SPL程序第14332字节（14KB-4）处的4字节校验和是否正确（见Android_Exynos4412_iROM_Secure_Booting_Guide_Ver.1.00.01.pdf的3 INTERNAL MEMORY MAP那一节说明）。也就是说，BL2_SPL程序不能超过14332字节。 (3) 运行iRAM中的BL2_SPL程序（即uboot spl，全称是Secondary Program Loader）：      程序入口为arch/arm/cpu/armv7/vectors.S的_start标号。      通过“b reset"指令跳转到arch/arm/cpu/armv7/start.S的reset标号。      再通过“bl _main”指令跳转到arch/arm/lib/crt0.S的_main标号。      接着通过“mov r0, #0”和“bl board_init_f”调用C语言函数board_init_f(0)，board_init_f函数位于arch/arm/mach-exynos/spl_boot.c。      调用copy_uboot_to_ram()函数，将uboot的完整版内容（完整的BL2程序：u-boot.bin）从SD卡复制到DDR3内存的0x43e00000地址处，然后跳转到DDR3内存中执行完整的uboot程序：(*uboot)() (4) 运行DDR3内存中的BL2程序：      程序入口为arch/arm/cpu/armv7/vectors.S的_start标号。      通过“b reset"指令跳转到arch/arm/cpu/armv7/start.S的reset标号。      再通过“bl _main”指令跳转到arch/arm/lib/crt0.S的_main标号。      接着通过“mov r0, #0”和“bl board_init_f”指令调用C语言函数board_init_f(0)，board_init_f函数位于common/board_f.c。在board_init_f函数中通过initcall_run_list(init_sequence_f)语句调用了init_sequence_f函数指针数组里面的所有函数。（最后board_init_f函数会返回，不会hang()，不要被代码迷惑了）      接下来，将uboot代码从DDR3内存的低地址拷贝到顶端地址，然后跳转到拷贝后的位置继续运行uboot。这个过程叫做relocation。（也就是换个地方继续运行剩余的代码）      最后通过“ldr pc, =board_init_r”指令调用C语言函数board_init_r函数，board_init_r函数位于common/board_r.c。在board_init_r函数中通过initcall_run_list(init_sequence_r)语句调用了init_sequence_r函数指针数组里面的所有函数，其中最后一个函数就是run_main_loop（进入uboot命令行）。 (5) uboot的5秒倒计时完毕后，执行uboot bootcmd环境变量中存储的命令：使用mmc read命令将SD卡的第4096扇区存放的Linux内核、以及第2048扇区存放的Linux设备树复制到DDR3内存中，然后用bootm或bootz命令运行内核。

其中，BL0和BL1是三星公司提供的两段不开放源代码的程序，BL2_SPL就是我们的uboot的spl部分。我们编译出来的u-boot-iTOP-4412.bin文件是“BL1+BL2_SPL+uboot环境变量存储区+BL2”的组合，所以，我们必须将这个文件烧写到SD卡的第一个扇区处。Linux内核和设备树的存放位置分别为第4096和第2048扇区，这两个位置是由uboot的bootcmd环境变量决定的，是可以修改的。

build.sh脚本的内容如下：

其中最重要的两条命令，就是make itop4412_defconfig和make -j4（四线程编译）。

mkuboot.sh脚本的内容如下：

脚本中先用cat命令将几个bin文件（BL1和BL2_SPL，以及env.bin和BL2）合并成一个文件，然后用dd命令烧写到SD卡的1号扇区（请注意SD卡的起始扇区是0号扇区，不是1号扇区）。 dd命令的if参数是要烧写的文件名，of参数是目标设备，seek参数表示从哪一个扇区开始烧写。我们的u-boot-iTOP-4412.bin文件大小为400864字节，占了783个扇区，所以dd命令实际烧写是扇区1~783。 env.bin的内容为全0，大小为8192字节（8KB），这个区域是用来存放uboot环境变量的。只要这些数据不能通过CRC校验，uboot就会采用源码头文件include/configs/itop4412.h里面的环境变量值。若能通过CRC校验，就采用env.bin里面的环境变量值。

在uboot中，可以使用help命令查看uboot支持的所有命令：

这个uboot比迅为提供的那个for android的uboot支持的命令多得多。迅为那个for android的uboot只有零星几个命令，连mmc read这么重要的命令都不支持的。

用version命令可以看到编译uboot的编译器的版本，以及编译时间：

用printenv命令可以打印出所有的环境变量的值，其中bootcmd是最重要的环境变量，他决定了开机5秒倒计时过去后要执行怎样的命令启动Linux内核。

[下一篇]

笔者推荐一下xhr_embedded这位csdn大佬，他移植了2020年新版本的u-boot-2020.07、linux-5.8.5和BusyBox-1.31.1，比笔者用的版本新的多。 他移植的uboot还支持emmc启动。[2020.09.12 - xhr4412] 移植 u-boot-2020.07 & linux-5.8.5 & BusyBox-1.31.1 到 iTOP-4412 汇总