4. U-Boot移植与启动流程

在 TI Sitara（如 AM335x、AM437x、AM57x）这类工业 Linux 平台上，U-Boot 并不是一个“上电就直接运行”的单一程序，而是由芯片内部固化的 ROM Code 逐级引导出来的。理解这条启动链路，是后续裁剪 SPL、配置 DDR 参数、切换网络启动与存储启动的前提。本节以 AM335x 为例展开，其他 Sitara 器件的阶段划分类似，只是镜像格式与偏移地址不同。

一、Sitara 启动链路：从 ROM Code 到内核

AM335x 上电后，CPU 首先执行芯片内部 ROM 中的固化代码（ROM Code）。ROM Code 会按 启动顺序 依次探测各启动介质：先检查 SYSBOOT 引脚决定的启动模式列表，例如 MMC0、MMC1、NAND、SPI、UART、USB 等。找到可引导介质后，ROM Code 从该介质的固定位置读取一个很小的头部（TI 称为 boot header，包含镜像大小、加载地址等信息），然后把紧随其后的 SPL（Secondary Program Loader，二级程序加载器） 搬入芯片内部的 SRAM（AM335x 约 128 KB）并跳转执行。

SPL 运行在 SRAM 中，空间极其有限，因此它只做最关键的几件事：初始化时钟与 DDR 控制器、配置引脚复用（PinMux）、把完整的 U-Boot 从启动介质搬到 DDR 中，最后跳转到 U-Boot 的入口。U-Boot 运行在 DDR 中，具备完整驱动与命令环境，负责加载内核、设备树与根文件系统，最终把控制权交给 Linux。整条链路可概括为：ROM Code → SPL → U-Boot → Linux Kernel。

二、SPL 与 U-Boot 的配置要点

在 U-Boot 源码中，Sitara 平台的配置通常通过 include/configs/am335x_evm.h 与设备树 arch/arm/dts/am335x-*.dts 共同完成。SPL 阶段最关键的配置是 DDR 参数与启动介质。以 AM335x 为例，DDR 初始化由 board/ti/am335x/board.c 中的 sdram_init() 完成，参数来自 EMIF 寄存器配置，必须与硬件上实际使用的 DDR 颗粒（容量、位宽、时序）匹配，否则 SPL 会在 DDR 初始化后挂死，串口只打印到 SPL: 便无输出。

编译时通常使用 am335x_evm_defconfig，再通过 make menuconfig 调整。需要重点确认的选项包括：CONFIG_SPL=y、CONFIG_SPL_MMC_SUPPORT、CONFIG_SPL_NAND_SUPPORT、CONFIG_SPL_SERIAL_SUPPORT，以及 CONFIG_SYS_MMCSD_RAW_MODE_U_BOOT_SECTOR（U-Boot 在 MMC 中的扇区偏移）。若使用 NAND，还需配置 CONFIG_SPL_NAND_BASE 与 ECC 模式。编译产物中，MLO 即 SPL 镜像，u-boot.img 为完整 U-Boot，二者需按介质要求分别烧写。

# 典型编译流程（示例）
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- am335x_evm_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8
# 产物：MLO（SPL）、u-boot.img（U-Boot）、u-boot.dtb

三、环境变量：启动行为的“软配置”

U-Boot 的环境变量保存在 env 分区或 uEnv.txt 中，是切换启动方式最灵活的手段。常用变量包括 bootcmd（自动启动命令）、bootargs（传给内核的启动参数）、ipaddr、serverip、gatewayip、netmask、ethaddr 等。例如，网络启动时典型配置为：

setenv ipaddr 192.168.1.100
setenv serverip 192.168.1.10
setenv bootargs 'console=ttyO0,115200n8 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.10:/nfsroot ip=192.168.1.100'
setenv bootcmd 'tftp 0x82000000 zImage; tftp 0x88000000 am335x-evm.dtb; bootz 0x82000000 - 0x88000000'
saveenv

存储启动则把 bootcmd 改为从 MMC 或 NAND 读取，例如 mmc rescan; fatload mmc 0:1 0x82000000 zImage; fatload mmc 0:1 0x88000000 am335x-evm.dtb; bootz ...。环境变量修改后必须 saveenv 才会写入持久存储，否则仅当前会话有效。若环境变量损坏，可在串口下按住启动键进入 U-Boot 命令行，用 env default -a 恢复默认值。

四、网络启动与存储启动的对比与选择

网络启动（TFTP + NFS）适合开发调试阶段：内核、设备树、根文件系统都放在主机上，修改后无需重新烧写，重启即可生效。但它依赖网络环境与 TFTP/NFS 服务，现场部署时可靠性不足。存储启动（MMC/NAND/SPI）适合量产与工业现场：镜像固化在板载介质中，上电即启动，不依赖外部服务器。实际项目中常见做法是：开发阶段用网络启动快速迭代，量产阶段切换到 MMC 或 NAND 启动，并通过 bootargs 指定 root=/dev/mmcblk0p2 或 root=ubi0:rootfs。

掌握这条链路后，后续裁剪内核、制作根文件系统、配置设备树时，就能清楚每个镜像该放在哪里、由谁加载、失败时该从哪一级排查。启动链路是 Sitara 平台系统集成的“地基”，值得在项目初期就反复验证。