6ull--系统移植（U-Boot、内核kernel、根文件系统rootfs）

  • 开发
  • 24

1、摘要

  1. 版本型号：ubuntu18.04        ARM板型号：imx6ull-emmc-8g核心板

  2. 要在Linux内核中进行驱动的编写，因此要找到kernel源码，适配内核kernel到板子上。

  3. 本文主要记录对imx6ull进行系统移植

    1. U-Boot是官方自带的，没有再重新烧录。里面也有如何移植正点原子的U-Boot

    2. 内核kernel是正点原子配置好的，不是由出厂源码NXP改的。

    3. 根文件系统rootfs需要自己配置搭建，没有现成的

  4. 配置移植前提：配置好网络、IP、nfs以及tftp等其他

  5. 本文参照【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.81、以及正点原子6ull教学视频，内容都能在文档中找到只是提取了我用到的，会将链接附在后面。

2、说明流程

正点原子驱动开发指南里第一次看是会一头懵， 里面有两类。

  1. 如果你想直接使用只是为了编写驱动，那么就移植正点原子配置好的U-boot以及kernel，就是本文的顺序。
  2. 如果想要由NXP提供的 Linux 源码开始配置，就按照教程中第三十七章步骤配置

移植顺序：

  1. 要先移植一个 bootloader 代码，这个 bootloader 代码用于启动 Linux 内核，bootloader 有很多，常用的就是 U-Boot。
  2. 移植好 U-Boot 以后再移植 Linux 内核，移植完 Linux 内核以后Linux 还不能正常启动。
  3. 还需要再移植一个根文件系统(rootfs)，根文件系统里面包含了一些最常用的命令和文件。
U-Boot 、 Linux kernel 和 rootfs 这三者一起构成了一个完整的 Linux 系统，一个可以正常使用、功能完善的 Linux 系统。

3、移植U-Boot

其实并不用移植U-Boot，因为板子自带的U-Boot就可以使用，如果想要学如何配置U-Boot，就看一下这节或者看视频，如果不用就可以跳过此节。

3.1 参照视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1DK411P775/?p=100&vd_source=4b1e60ea63d719404f67042d7e6c32d1

 3.2 正点原子有可以直接使用的uboot

uboot-imx-2016.03-2.1.0-g0ae7e33-v1.7.tar.bz2

 

创建一个uboot文件夹。将压缩包解压

3.3 修改部分内容

如果是第一次编译，需要输入指令sudo apt-get install libncurses5-dev安装ncurses 库。

输入命令，将内容写进入。

vi mx6ull_alientek_emmc.sh

#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr256_nand_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j12
  1. 修改权限：chmod 777 mx6ull_alientek_emmc.sh

  2. 运行./mx6ull_alientek_emmc.sh，此时会生成u-boot.bin

3.3 使用SD卡烧录

  • 将SD卡插到电脑上，先格式化，随后连接到Ubuntu

  • 将imxdownload移动到.bin目录下

  • 终端指令ls /dev/sd* -l查看是哪个区，可以看到是/dev/sdb

  • 输入指令：./imxdownload u-boot.bin /dev/sdb

  • 将板子的启动BOOT拨码拨到SD卡启动模式（板子上有标记）

  • 将卡入重新启动复位。此时是烧录进去了。但是启动的时候修改环境变量使用saveenv 保存后，下次再重启的时候之前保存的都没了。看他提示保存到NAND里面，没有保存到 Flash 里面

 4、移植Linux内核

移植Linux内核使用的是正点原子配置好的，因此只需要修改部分内容就可以用了。

4.1 参考视频

https://www.bilibili.com/video/BV1DK411P775?p=129&vd_source=4b1e60ea63d719404f67042d7e6c32d1

4.2 修改文件

  1. 编译内核之前需要先在 ubuntu 上安装 lzop 库 ：sudo apt-get install lzop

  2. 新建文件alientek_linux，将内核复制到该文件夹中linux-imx-4.1.15-2.1.0-g8a006db.tar.bz2解压

  3. 创建脚本文件：vi mx6ull_alientek_emmc.sh，填写下面内容

  4. #!/bin/sh
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j12

  5. 修改权限chmod 777 mx6ull_alientek_emmc.sh ./mx6ull_alientek_emmc.sh

  6. 将生成好的zImage复制到tftp目录下：cp ./arch/arm/boot/zImage ~/nfs/tftpboot/ -f

  7. 修改顶层Makefile

  8. 在顶层目录下运行：make imx6ull-14x14-emmc-7-1024x600-c.dtb

  9. 将该文件也复制到tftp目录下。

4.3 配置板子

  1. 启动模式选用默认的EMMC启动模式

  2. 配置板子的ip：setenv ipaddr 192.168.1.203

  3. 配置主机的ip：setenv serverip 192.168.1.200

  4. 保存一下ethaddr：setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35

  5. saveenv

  6. tftp 80800000 zImage

  7. tftp 83000000 imx6ull-14x14-emmc-7-1024x600-c.dtb

  8. bootz 0x80800000 - 0x83000000

可以看到这里下载的内核时间是正确的，代表烧录进去了。

 

最后这里是提示没有根文件系统。属于正常的，因为还没有配根文件 。

可以将上面6、7、8三个命令存储到环境变量中，尽量自己手打，否则很容易出错，这样就可以保证复位之后自动下载进去了，而不是手动敲命令。

至此内核移植成功。 

 5、移植根文件系统rootfs 

对应【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.81 第三十八章 根文件系统构建

根文件系统正点原子没有提供现成的，因此需要自己配置一个根文件系统。

构建根文件系统，可以构建的软件：busybox（用于学习）、buildroot（用于做产品，更加集成方便）、yocto。这里用的busybox

5.1 修改内容

  • 复制压缩包busybox到目录下，解压

  • 修改顶层Makefile

    • 这个在安装的交叉编译环境中，可以进入根目录查找：cd /user/local/arm/，注意替换的内容

    • 以及

  • 修改busybox，使其支持中文字符

    • 打开文件busybox-1.29.0/libbb/printable_string.c，找到函数printable_string，修改两处内容

    • 打开文件 busybox-1.29.0/libbb/unicode.c，找到函数unicode_conv_to_printable2，修改两处内容

 5.2 配置busybox

  • 使用默认配置，输入命令：make defconfig，有.config表示成功

  • 打开图形化界面修改部分配置命令：make menuconfig

    • ​Location: -> Settings -> Build static binary (no shared libs)不选中，这个是来决定是静态编译 busybox 还是动态编译，这里要动态编译所以不勾选。

    • Location: -> Settings -> vi-style line editing commands选中

    • Location: -> Linux Module Utilities -> Simplified modutils不选中

    • Location: -> Linux System Utilities -> mdev (16 kb)确保下面的全部选中，默认都是选中的

    • Location: -> Settings -> Support Unicode 选中 -> Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables 选中

5.3 编译busybox

  • 将编译的结果存放到创建的nfs目录下的rootfs目录中：

      make install CONFIG_PREFIX=/home/linux/nfs/rootfs

此时可以看到创建成功了，在自己的nfs目录下的rootfs中。 

5.4 增加lib文件

  • 根文件系统中添加动态库：mkdir lib

  • 进入到/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib

  • 将此目录下所有的*so*和.a文件都拷贝到 rootfs/lib 目录中

      cp *so* *.a ~/nfs/rootfs/lib/ -d（-d不要省略）

  • 切换到nfs/rootfs/lib中，可以看到已经复制过来了，但是还要修改

  • 输入命令ls ld-linux-armhf.so.3 -l查看此文件详细信息，可以看到是软连接文件，相当于快捷方式。

  • 删除nfs/rootfs/lib目录下的ld-linux-armhf.so.3：rm ld-linux-armhf.so.3

  • 进入到/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib，输入指令：cp ld-linux-armhf.so.3 ~/nfs/rootfs/lib/

    • 此时在rootfs下可以看到ld-linux-armhf.so.3不是软链接

  • 进入目录：/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib

  • cp *so* *.a ~/nfs/rootfs/lib/ -d

  • 成功

 5.5 向 rootfs 的“usr/lib”目录添加库文件

  • 在rootfs/usr/下创建一个lib目录：mkdir lib

  • 进入到/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib

cp *so* *.a ~/nfs/rootfs/usr/lib/ -d

  • 此时可以看到成功了

  •   可以查看大小：du ./lib ./usr/lib/ -sh

5.6 创建其他的文件夹

mkdir dev proc mnt sys tmp root

5.7 板子修改环境变量绑定

这个命令要自己去看一下是什么意思，要自己手敲，注意空格和符号不能错

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.200:/home/linux/nfs/rootfs,proto=tcp rw ip=192.168.1.203:192.168.1.200:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off'

saveenv

5.8 完善根文件系统

在rootfs目录下，创建/etc/init.d/rcS 文件 ，输入以下内容，再修改权限chmod 777 rcS，这里rcS文件是一个shell脚本，可以在最后一行将想要开机自启动的程序的可执行文件写进去，就可以实现开机自动执行该程序。

#!/bin/sh

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
export PATH LD_LIBRARY_PATH

mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

#开机自启动，这个是自己想要启动的程序，可以删掉不要
cd /driver
./hello &
cd /

在 rootfs 中创建/etc/fstab 文件，输入以下内容

#<file system> <mount point> <type>   <options> <dump> <pass>
proc            /proc         proc     defaults  0      0
tmpfs           /tmp          tmpfs    defaults  0      0
sysfs           /sys          sysfs    defaults  0      0

在 rootfs 中创建/etc/inittab 文件，输入以下内容

#etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

可以创建一个driver文件夹用来存放自己的文件

5.9 根文件报错

[    8.670640] gpio_dvfs: disabling 
[    8.673955] VSD_3V3: disabling 
[    8.677024] can-3v3: disabling 
[    8.680346] ALSA device list: 
[    8.683327]   #0: wm8960-audio

解决方案：https://blog.csdn.net/HuangChen666/article/details/132273615

6、效果

这个是最终配置好的效果，佛祖这个代码是在rcS文件中最后一行可执行程序hello运行结果

7、总结

该文件用到的所有资料都是在正点原子官网上下载的，叫：【正点原子】阿尔法Linux开发板（A盘）-基础资料

配置根文件系统是比较麻烦的，如果有不理解的地方还是建议看一下驱动开发文档，里面说明很详细，我这里只是自己做的一个总结。

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