U-Boot
Como mencionado anteriormente, o U-Boot é o bootloader mais utilizado, sendo adotado por diversos fabricantes de SoC.
O projeto é open-source e fornecido pela DENX, empresa de software alemã, através do repositório oficial. Além disso, o mesmo possui uma comunidade muito ativa de desenvolvedores e também uma vasta documentação.
Tanto a comunicação, como o suporte, são feitos através de uma lista de emails, assim como outras ferramentas open-source. Desde 2008, mantém um intervalo fixo de releases, sendo nos períodos de dois ou três meses uma nova versão é lançada, normalmente identificados com a cada (YYYY.MM).
Funcionalidades
As principais funcionalidades do U-Boot podem ser listadas de forma resumida, como:
Listar informações de hardware;
Manipulação da RAM (leitura, escrita, comparação, testes);
Manipulação de memórias FLASH (leitura, escrita);
Boot via flash;
Boot via rede (bootp, tftp, dhcp)
Boot via SD/MMC ou USB;
Suporta vários sistemas de arquivo (fat, ext2/3, ubifs, jffs2, etc);
Suporta scripts e variáveis de ambiente;
Capaz de executar código bare-metal;
Fornece linha de comando para o usuário;
Carrega e executa o kernel (parametrização).
Configuração e Instalação
Normalmente, o fabricante fornece os fontes do U-Boot para a sua placa, quando esta utiliza o U-Boot como bootloader. No entanto, quando o fabricante não fornece os códigos, assim como no caso da RPi3, os fontes genéricos podem ser baixados via repositório ftp ou pelo repositório oficial do git.
Assim como o Crosstool-ng e quase todas as ferramentas que vamos estudar no treinamento, o U-Boot também fornece alguns arquivos de configuração pré-definidos, sendo disponibilizados pra algumas placas. Esses arquivos podem ser visualizados no diretório configs presente dentro do diretório da ferramenta, isto é, o diretório gerado na extração do download.
É comum que esses arquivos de configurações sejam mantidos pelo próprio fabricante, sendo ele o responsável por atualizar a árvore principal do projeto (u-boot) no caso.
Caso a sua plataforma que estamos utilizando tenha as configurações já definidas no arquivo de configuração, é altamente recomendado utiliza-lo. Isto, principalmente, pois o U-Boot utiliza-se de drivers para interagir com o hardware da placa embarcada, assim, utilizando o arquivo de configuração já estabelecido, será um caminho mais simples, rápido e estável.
Para carregar uma configuração, basta executar o comando make seguido do nome do arquivo de configuração, no caso da plataforma do nosso treinamento:
Além disso, é necessário especificar o toolchain de cross-compilação, uma vez que estamos na plataforma host e o código deve rodar na plataforma target. Desta forma, para que ele gere um binário para a arquitetura do target é necessário relacionar o compilador específico.
Para compilar o U-Boot, é preciso fornecer o cross-compilador por meio da variável de ambiente CROSS_COMPILE:
Ao final do processo, após carregar a arquitetura e configurar o cross-compiling toolchain, é só dar um make novamente, como saída, será gerado o binario u-boot.bin.
Gravação no target
O processo de gravação do binário gerado para o target, é normalmente dependente do hardware utilizado.
Se o target permitir carregar o bootloader de uma mídia removivel por exemplo, então esse binario pode ser gravado numa mídia deste tipo, como por exemplo: SD Card, MMC, HDD e etc.
Porém, para targets baseados em memória Flash ou targets que requerem que o bootloader esteja na Flash normalmente fornecem uma ou mais das seguintes opções:
O bootloader de primeiro estágio pode fornecer algum mecânismo de escrita na Flash;
O processador pode fornecer um tipo de monitor de boot (uma espécie de shell básico) que se comunica via Serial ou USB;
É fornecido pinos para a gravação via JTAG, como feito em outro micros que possibilitam o update de bootloader;
Se o U-Boot já for o bootloader de segundo estágio, é possível gravar uma nova versão.
Se o U-Boot for utilizado para gravar uma norva imagem, é necessário um certo cuidado, pois caso envie um arquivo com erro ou corrompido e ele sobreescrever, não há o que fazer, a placa fica inutilizável, pois o processo de boot foi corrompido.
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