LINUX-I.MX6U从零开始之2.0--移植Linux操作系统

个人学习笔记，仅供参考。
硬件是正点原子的imx6ull的开发板。

一，概述

1.用NXP提供的MfgTool工具烧写，通过 USB OTG 口来烧写系统。
2.烧写需要准备四个文件：
2.1 uboot 可执行文件：u-boot-imx6ull14x14evk_emmc.imx
2.2 zImage 镜像文件：zImage（LINUX系统镜像）
2.3 开发板对应的.dtb(设备树)：zImage-imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb
2.4 根文件系统 rootfs：rootfs_nogpu.tar.bz2（压缩文件）

二，uboot制作

Linux 系统要启动就必须需要一个 bootloader 启动程序，其中有 U-Boot、vivi、RedBoot 等，其中以 U-Boot 使用最为广泛。

2.1 uboot下载

uboot有三种下载方式：

1. uboot 官网下载
   http://www.denx.de/wiki/U-Boot/
   一般不会直接用 uboot 官方的 U-Boot 源码的，uboot 官方的 uboot 源码是给半导体厂商准备的。
2. 半导体厂商维护的 uboot（imx6ull是NXP）
   http://git.freescale.com/git/cgit.cgi/imx/uboot-imx.git/tag/?h=imx_v2016.03_4.1.15_2.0.0_ga&id=rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
3. 开发板厂家提供 （如正点原子）

2.2 uboot测试

用NXP官方的 uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

2.2.1 安装 ncurses 库

Ubuntu 中安装 ncurses 库，否则编译会报错。

sudo apt-get install libncurses5-dev

2.2.2 改顶层Makefile（和2.2.3二选一即可）

249-250行插入这个，省的每次编译 uboot 的时候都要在 make 命令后面设置ARCH 和 CROS_COMPILE

ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?=arm-linux-gnueabihf-

2.2.3 创建shell 脚本（和2.2.2二选一即可）

新建名为 mx6ull_alientek_emmc.sh 的 shell 脚本文件。

#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j16

编译：

chmod 777 mx6ull_alientek_emmc.sh
./mx6ull_alientek_nand.sh

然后可以烧到SD卡中看看，附录一 1.2 有几个检测指令（boot）可以试试。

2.3 uboot中添加自己的开发板

2.3.1 configs 目录下

复制 mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig,然后重命名为 mx6ull_alientek_emmc_defconfig。

//第一行第四行改一下
CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="IMX_CONFIG=board/freescale/mx6ull_alientek_emmc/imximage.cfg,MX6ULL_EVK_EMMC_REWORK"
CONFIG_ARM=y
CONFIG_ARCH_MX6=y
CONFIG_TARGET_MX6ULL_ALIENTEK_EMMC=y
CONFIG_CMD_GPIO=y

2.3.2. include/configs 目录下

复 制include/configs/mx6ullevk.h,并重命名为 mx6ull_alientek_emmc.h
将:
#ifndef __MX6ULLEVK_CONFIG_H
#define __MX6ULLEVK_CONFIG_H
改为:
#ifndef __MX6ULL_ALIENTEK_EMMC_CONFIG_H
#define __MX6ULL_ALIENTEK_EMMC_CONFIG_H

2.3.3 board/freescale 目录下

复制 mx6ullevk,将其重命名为 mx6ull_alientek_emmc
将 其 中 的 mx6ullevk.c 文 件 重 命 名 为mx6ull_alientek_emmc.c
将 mx6ull_alientek_emmc 下的 Makefile 文件:

obj-y := mx6ull_alientek_emmc.o//第六行改一下

imximage.cfg 文件：

PLUGIN board/freescale/mx6ull_alientek_emmc /plugin.bin 0x00907000

Kconfig 文件：

if TARGET_MX6ULL_ALIENTEK_EMMC

config SYS_BOARD
	default "mx6ull_alientek_emmc"

config SYS_VENDOR
	default "freescale"

config SYS_SOC
	default "mx6"

config SYS_CONFIG_NAME
	default "mx6ull_alientek_emmc"

endif

MAINTAINERS 文件：

MX6ULL_ALIENTEK_EMMC BOARD
M:	Peng Fan <peng.fan@nxp.com>
S:	Maintained
F:	board/freescale/mx6ull_alientek_emmc/
F:	include/configs/mx6ull_alientek_emmc.h

2.4 U-Boot 图形界面

arch/arm/cpu/armv7/mx6/Kconfig

//在 207 行加入如下内容:
config TARGET_MX6ULL_ALIENTEK_EMMC
	bool "Support mx6ull_alientek_emmc"
	select MX6ULL
	select DM
	select DM_THERMAL
//在最后一行的 endif 的前一行添加
source "board/freescale/mx6ull_alientek_emmc/Kconfig"

grep -nR “mx6ull_alientek_emmc.h”
如果编译后执行这个指令会出现很多mx6ull_alientek_emmc.h，那就算是添加成功了

2.4.1 配置LCD屏

我买的屏是原子的４．３寸屏，以此举例：

1. 打开board/freescale/mx6ull_alientek_emmc/mx6ull_alientek_emmc.c

struct display_info_t const displays[] = {{
	.bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
	.addr = 0,
	.pixfmt = 24,
	.detect = NULL,
	.enable	= do_enable_parallel_lcd,
	.mode	= {
		.name			= "TFT4342",
		.xres           = 480,
		.yres           = 272,
		.pixclock       = 108695,//这个我没改，但是显示屏能用。。。
		.left_margin    = 40,	//HBPD
		.right_margin   = 5,	//HFPD
		.upper_margin   = 8,	//VBPD
		.lower_margin   = 8,	//VFBD
		.hsync_len      = 1,	//HSPW
		.vsync_len      = 1,	//VSPW
		.sync           = 0,
		.vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };

参照着改吧。


顺便把板子名字改一下

int checkboard(void)
{
	if (is_mx6ull_9x9_evk())
		puts("Board: MX6ULL 9x9 EVK\n");
	else
		puts("Board: MX6ULL ALIENTEK EMMC\n");
	return 0;
}

2. 打开include/configs/mx6ull_alientek_emmc.h

panel=TFT43AB
//将其改为:
panel=TFT7016  //有两行

3. 修改uboot
   烧到内存卡卡，启动uboot

setenv panel TFT7016
saveenv

然后重启，ＯＫ。

2.4.2 配置网络驱动

呵，没网线，下次一定。

2.4.3 U-Boot 图形化配置

需要 ncurses 库支持

sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install libncurses5-dev

.config 文件保存着 uboot 的配置项。Kconfig文件是图形界面的描述文件。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_alientek_emmc_defconfig//清一下工程
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig//打开图像配置界面

注意！！！
图形化配置的话不要使用./mx6ull_alientek_emmc.sh，会删掉.config 文件!
用这个：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j16

三，移植linux系统

启动 Linux 内核的方法，一种是直接从 EMMC 启动，一种是从网络启动。
网络没配，下次一定。
用emmc吧，先查一下emmc里有没有zImage 文件和设备树文件。

ls mmc 1:1

有的话可以尝试启动，没有就去移植一个。

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw'//不行的话看看是不是有空格
setenv bootcmd 'mmc dev 1; fatload mmc 1:1 80800000 zImage; fatload mmc 1:1 83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb; bootz 80800000 - 83000000;'//我的是imx6ull-14x14-evk.dtb，看着改
saveenv//记得保存参数
boot//启动

ubuntu安装库：
sudo apt-get install lzop

3.1 Linux 内核获取

Linux 官网为 https://www.kernel.org
NXP从linux官网下载内核后移植版本也有，要自己去找，我用的就是NXP移植版linux-imx-4.1.15-2.1.0-g8a006db.tar.bz2。

3.2 Linux 修改

3.2.1 编译内核

1.先清一下内核：make clean
2.再配置一下内核：make imx_v7_mfg_defconfig
3.编译一下内核：make -j16
zImage 镜像文件：arch/arm/boot/zImage
.dtb(设备树)文件：arch/arm/boot/dts/mx6ull-14x14-evk.dtb

3.2.2 添加开发板

1. 配置内核
   arch/arm/configs 目录：imx_v7_mfg_defconfig复制重命名为imx_alientek_emmc_defconfig
   以后配置内核就：
   make imx_alientek_emmc_defconfig
2. 添加设备树
   arch/arm/boot/dts目录：
   imx6ull-14x14-evk.dts复制重命名imx6ull-alientek-emmc.dts
3. makefile
   arch/arm/boot/dts目录：
   打开makefile
   “ dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)”配置项,在此配置项中加入“imx6ull-alientek-emmc.dtb”
4. mx6ull_alientek_emmc.sh

#!/bin/bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_alientek_emmc_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

3.2.3 开发板配置

是把系统烧到板子上，在终端配置，不会烧往下看，再回来配置。

四，根文件系统构建

BusyBox官网地址为:https://busybox.net/
自用1.29.0 版本的 BusyBox，busybox-1.29.0.tar.bz2

4.1 修改

建个文件夹 解压。

4.1.1 配置makefile

顶层 Makefile：

CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-
ARCH ?= arm

4.1.2 中文字符支持

busybox中的 shell 命令对中文输入即显示做了限制，修改 busybox 源码,取消限制。

1. libbb/printable_string.c
   第 31 和 32 行,当字符大于 0X7F 以后就跳出去了。
   第 45 和 46 行,如果支持 UNICODE 码的话,当字符大于 0X7F 就直接输出‘?’。

				/* 注释掉下面这个两行代码 */
				/* if (c >= 0x7f)
					break; */
				...
				/* 修改下面代码 */
				/* if (c < ' ' || c >= 0x7f) */
				if( c < ' ')
 					*d = '?';

2. libbb/unicode.c
   第 1022 行,当字符大于 0X7F 以后,*d++就为‘?’。
   第 1030 和 1031 行,当字符大于 0X7F 以后,*d 也为‘?’。

				/* 修改下面一行代码 */
				/**d++ = (c >= ' ' && c < 0x7f) ? c : '?';*/
				*d++ = (c >= ' ') ? c : '?';
				...
				/* 修改下面一行代码 */
				/*if (c < ' ' || c >= 0x7f)*/
				if(c < ' ')
					*d = '?';

4.1.3 配置 busybox

//执行
make defconfig
make menuconfig

1. Build static binary (no shared libs)（不要勾选）
   Location:-> Settings-> Build static binary (no shared libs)
   
2. vi-style line editing commands(勾选)
   Location:-> Settings-> vi-style line editing commands
   
3. Simplified modutils（不要勾选）
   Location:-> Linux Module Utilities-> Simplified modutils
   
4. mdev (16 kb)（勾选）
   Location:-> Linux System Utilities-> mdev (16 kb) //确保下面的全部选中，默认都是选中的
   
5. Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables（勾选）
   Location:-> Settings-> Support Unicode //选中-> Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables //选中
   

主目录下新建文件夹rootfs
执行命令 make install CONFIG_PREFIX=/home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs

如果有问题，反思一下是不是路径错了

4.1.4 向 rootfs 添加库文件

1. rootfs/lib

mkdir lib //新建文件夹
//然后复制交叉编译器库文件
//要看你安装的在哪
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib //进入文件夹
//*so*(*是通配符)和.a 文件,这些就是库文件
cp *so* *.a /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/lib/ -d //复制到新建的文件夹lib下
cd /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/lib/ //进入文件夹
ls ld-linux-armhf.so.3 -l //查看ld-linux-armhf.so.3的信息
//ld-linux-armhf.so.3有个->标识，代表这个东西是个快捷键
rm ld-linux-armhf.so.3 //删了
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib //进入文件夹
cp ld-linux-armhf.so.3 /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/lib/ //把ld-linux-armhf.so.3复制过去
//有兴趣可以回去看看,->标识没了，大小724392B，这里就不写了
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib  //换个文件夹继续复制
cp *so* *.a /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/lib/ -d //继续复制*so*和.a
//复制完了

效果图：

2. rootfs/usr/lib

cd /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/usr/  //在这个文件夹里
mkdir lib //新建文件夹
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib //打开文件夹
cp *so* *.a /home/weser/Desktop/linux/rootfs_linux/busybox-1.29.0/rootfs/usr/lib/ -d  //复制
//进入rootfs根目录
du ./lib ./usr/lib/ -sh  //查看 lib 和 usr/lib 这两个目录的大小

rootfs/usr/lib文件夹：
目录大小：

3. rootfs/其它文件夹

mkdir dev proc mnt sys tmp root etc

4. /etc/init.d/rcS
   在 rootfs 中创建/etc/init.d/rcS 文件
   rcS 是个 shell 脚本, Linux 内核启动以后需要启动一些服务,而 rcS 就是规定启动哪些文件的脚本文件。

#!/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
runlevel=S
umask 022
export PATH LD_LIBRARY_PATH runlevel

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
cd /weser
./hello &
cd /

赋予执行权限：chmod 777 rcS

5. /etc/fstab
   rootfs 中创建/etc/fstab 文件
   fstab 在 Linux 开机以后自动配置哪些需要自动挂载的分区

#     
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0

6. /etc/inittab
   rootfs 中创建/etc/inittab 文件
   启动进程的控制 tty

#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

7. hello.c
   在rootfs 中创建weser文件夹，自己程序可以放这里
   rootfs 中创建/weser/hello.c 文件

#include 

int main(void)
{
	while(1){
		printf("hello word!!\r\n");
		sleep(2);
	}
	return 0;
}

编译：arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello

8. 打包文件系统

cd rootfs/
tar -vcjf rootfs.tar.bz2 *

到这来就可以了。

4.2 烧录

4.2.1 MfgTool 工具烧录

MfgTool 工具是 NXP 提供的专门用于给 I.MX 系列 CPU 烧写系统的软件,可以在 NXP 官网下载到。
解压L4.1.15_2.0.0-ga_mfg-tools.tar.gz
解压后打开 L4.1.15_2.0.0-ga_mfg-tools。
解压： mfgtools-with-rootfs.tar.gz（不带 rootfs）
常用的VBS就这几个，其他可以删了。
把前面配置好的四个文件拷到windows环境下，并改名
firmware，files目录原本有的全部删掉，然后：

1. zImage、u-boot-imx6ull14x14evk_emmc.imx 和 zImage-imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb 这三个文件拷贝到 mfgtools-with-rootfs/mfgtools/Profiles/Linux/OS Firmware/firmware 目录中。
2. 上面四个文件都拷贝到mfgtools-with-rootfs/mfgtools/Profiles/Linux/OS Firmware/files目录中。

我用的是emmc，所以点击mfgtool2-yocto-mx-evk-emmc.vbs
开发板是usb模式，读到设备后烧写。
然后开发板切换到emmc模式。
打开串口：

到这就移植完了。下面是MfgTool 优化。
对了，想要停止hello word任务的话，输入ps
然后看看是哪个进程
然后： kill -9 61（我的进程是61）

4.2.2 MfgTool 改造

看了一下发现没什么必要，算了，回头找个网线再把网络配置补上吧。。

附录一

1.1 uboot指令

1.1.1 ？ 查询指令
1.1.2 bdinfo 查看板子信息
1.1.3 printenv 输出环境变量信息
1.1.4 version 查看 uboot 的版本号
1.1.5 setenv 用于设置或者修改环境变量的值
1.1.6 saveenv 用于保存修改后的环境变量
将环境变量 bootdelay 改为 5

//boot切换linux的时间延时：
setenv bootdelay 5 
saveenv
//环境变量值有空格：
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw'
saveenv
//新建环境变量
setenv author zuozhongkai
saveenv
//删除环境变量
setenv author
saveenv

1.1.7 内存操作命令
直接对 DRAM 进行读写操作的： md、nm、mm、mw、cp 和 cmp。
1.1.8 网络操作命令

setenv ipaddr 192.168.1.50
setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35
setenv gatewayip 192.168.1.1
setenv netmask 255.255.255.0
setenv serverip 192.168.1.250
saveenv

1.1.9 EMMC 和 和 SD 卡操作命令
MMC 设备的命令为“mmc”
1.1.10 FAT 格式文件系统操作命令
fatinfo、fatls、fstype、fatload 和 fatwrite 只支持 FAT 格式的文件系统！ ！
1.1.11 EXT 格式文件系统操作命令
uboot 有 ext2 和 ext4 这两种格式的文件系统的操作命令，常用的就四个命令，分别为：ext2load、ext2ls、ext4load、ext4ls 和 ext4write。
1.1.12 NAND 操作命令
？ nand 自己去看
1.1.13 BOOT 操作命令
bootz、bootm 和 boot
其他，比如 reset、go、run 和 mtest 等。

1.2 检查

检查一下 SD 卡和 EMMC 驱动是否正常：mmc list
//检查设备0 设备1
mmc dev 0
mmc info
mmc dev 1
mmc info