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RPi用U-Bootをビルド

Raspberry PiでNetworkブートする場合，ブートローダーにU-Bootを使用する方法がある。

U-Bootをソースコードからビルドする場合，Raspberry Piでセルフビルドすると時間がかなり掛かってしまうので，PCでクロスコンパイルしてみる。

Windowsマシン上でクロスコンパイラを使用しても，他のビルドツールの問題からかうまくビルド出来なかった。
なので，Ubuntuマシンで作業を行った。

U-Bootをビルドする

U-Bootをビルドするためのクロスコンパイラ（GCC）はいくつかあるようだ。

パッケージでインストール出来るクロスコンパイラを使ってみた。

クロスコンパイラのインストール

ARM用クロスコンパイラを以下のようにしてインストールした。

32bit ARM用のコンパイラの場合は，

$ sudo apt install g++-arm-linux-gnueabi device-tree-compiler u-boot-tools

のようにしてインストール。

64bit ARM用コンパイラの場合は，

$ sudo apt install g++-aarch64-linux-gnu device-tree-compiler u-boot-tools

のようにしてインストール。

両方インストールしても切り替えて使用できる。

インストール出来ているかの確認。（32bitコンパイラの場合）

$ arm-linux-gnueabi-gcc --version

として，バージョン表示されればインストールは出来ている。

U-Bootのソースコード取得

ソースコードを取得する。

$ mkdir ~/rpi
$ cd ~/rpi
$ git clone git://github.com/swarren/u-boot.git（本家の場合：git clone git://git.denx.de/u-boot.git）
$ cd ~/rpi/u-boot

U－Bootのビルド

環境変数CROSS_COMPILEをセットする。

$ export CROSS_COMPILE="arm-linux-gnueabi-"   （32bit u-boot作成の場合）
  or
$ export CROSS_COMPILE="aarch64-linux-gnu-"   （64bit u-boot作成の場合）

それと，

export USE_PRIVATE_LIBGCC=yes

をセットしておく。これしないと，U-BootがRaspberry Piで動かない。

Raspberry Pi用のU-Bootをビルドする場合，makeにモデルを指定してビルドするようにする。

Raspberry Pi,zero用をビルドする場合は，

$ make clean
$ make distclean
$ make rpi_defconfig
$ make all

とすると，Raspberry Pi,zero用のu-boot.binが作成される。

Raspberry Pi2用をビルドする場合は，

$ make clean
$ make distclean
$ make rpi_2_defconfig
$ make all

とすると，Raspberry Pi2用のu-boot.binが作成される。

Raspberry Pi3用をビルドする場合は，

$ make clean
$ make distclean
$ make rpi_3_32b_defconfig
$ make all

とすると，Raspberry Pi3用のu-boot.binが作成される。

この時指定する機種は，configsフォルダに定義ファイルが準備してある。Raspberry Piシリーズだと以下のようなファイルがあった。

• rpi_defconfig Raspberry Pi, Zero
  
• rpi_2_defconfig Raspberry Pi2
  
• rpi_3_32b_defconfig Raspberry Pi3（32bit）
  
• rpi_3_defconfig Raspberry Pi3（64bit）
  
• rpi_0_w_defconfig Raspberry Pi zero W
  

U-BootでSDカードのRaspbianを起動してみる

作成したU-Bootを使って，デフォルトのブートローダーの代わりに使ってみます。（SDカードのカーネルとルートファイルシステムを使う）

使用しているRaspbianが入ったSDカードのFAT/FAT32パーテーション（/boot）に，ビルドしたu-boot.binをコピーする。

/boot/config.txtで，u-boot.binを使うように変更します。

kernel=u-boot.bin

これでリブートすると，U-Bootがブートローダーとして起動するようになる。

U-Bootで起動した後，コマンドを自動実行するスクリプトファイルを作成します。
boot.txtを作成する。

mmc dev 0
setenv bootargs "earlyprintk console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait"
fatload mmc 0:1 ${kernel_addr_r} kernel.img
fatload mmc 0:1 ${fdt_addr_r} bcm2708-rpi-b.dtb
bootz ${kernel_addr_r} - ${fdt_addr_r}

boot.txtをU-Bootが認識できるファイルに変換します。
これには，mkimageコマンドを使います。（U-Bootをビルドした時にも，このコマンドもビルドされている。）

$ mkimage -A arm -O linux -T script -C none -a 0 -e 0 -n "SD Boot" -d boot.txt boot.scr.uimg

boot.scr.uimgが作成されます。 作成されたboot.scr.uimgをSDカードの/bootにコピーする。

これで，Raspberry PiをリブートするとU-Bootを使ってRaspbianが起動するようになる。