i.MX6ULL终结者内核的编译及移植Linux 5.4.3系统移植

1 获取Linux内核源码

NXP官方提供了I.MX6ULL的Linux内核源码，我们可以使用git来获取Linux 5.4.3的内核源码（为了大家学习方便我们给大家提供了下载好的内核源码，保存在光盘资料的“i.MX6UL终结者光盘资料\05_uboot linux源码”目录下“i.MX6ULL_Kernel_5.4.3.tar.bz2”），下面我们讲解一下通过git下载5.4.3内核源码。首先我们使用SecureCRT连接到虚拟机的UBuntu系统，如图 1.1所示：

图 1.1

然后，我们使用mkdir命令创建“imx6ull_kernel_5.4”的文件夹用来保存Linux 5.4.3的内核源码，如图 1.2所示：

图 1.2

然后使用cd命令进入到创建的“imx6ull_kernel_5.4”文件夹，如图 1.3所示：

图 1.3

然后我们输入“git clone https://source.codeaurora.org/external/imx/linux-imx”命令，开始下载Limux 5.4.3源码，如图 1.4所示：

图 1.4

由于文件比较大（全部下载完，大概有1个多G），所以我们需要耐心的等待，下载过程如图 1.5所示：

图 1.5

下载速度与使用的网络环境有关，笔者遇到下载了一部分中断的情况，然后又重新下载。（经过测试发现早上的下载速度会很快）。下载完成会在当前目录下生成“linux-imx”文件，如图 1.6所示：

图 1.6

然后我们使用“cd linux-imx”命令进入到下载的内核目录下，我们可以打开当前目录下的“Makefile“文件，查看下现在的内核版本，运行结果如图 1.7所示：

图 1.7

从上图我们可以看到下载的内核版本并不是5.4.3，那么我们是不是下载错了呢？答案是：我们没有下载错的。因为我们下载的NXP提供的这套Linux源码，里面包含了所有版本的分支，我们需要使用命令检索出对应的版本。下面我们开始讲解如何检索出我们想要的版本。首先我们可以使用git命令查看都有哪些分支，我们可以输入“git branch -a”查看所有的分支，运行结果如图 1.8所示（由于分支过多，我这里只是截取一部分）：

图 1.8

从列出的分支中我们可以看到有我们默认提供给用户的“4.1.15”版本的内核，如图 1.9所示：

图 1.9

本套教程我们是基于“5.4.3”版本来讲解，我们可以从列出的分支中找到“5.4.3”的分支，如图 1.10所示：

图 1.10

然后我们需要检索出“5.4.3”版本的内核源码，我们可以输入命令“git checkout origin/imx_5.4.3_2.0.0”（其中的origin/imx_5.4.3_2.0.0是我们要检索出的分支，大家如果想要检索出其它分支，只需要把这个名字改成对应的分支名字就可以），运行结果如图 1.11所示：

图 1.11

从上图我们可以看到已经检索出了“5.4.3”的分支，我们再次打开内核源码目录下的“Makefile”文件，如图 1.12所示：

图 1.12

从上图我们可以看到当前的内核版本是“5.4.3”了。

2 搭建编译环境

Linux 5.4.3的编译环境和4.1.15用的交叉编译器一样，也是“gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz”，交叉编译器在光盘资料的“i.MX6UL终结者光盘资料\01_开发及烧写工具\1.交叉编译器”目录下，如图 2.1所示：

图 2.1

关于交叉编译器的搭建，可以参考“i.mx6ull终结者开发板使用手册”的4.3章节“搭建交叉编译环境”和29.1章节 安装第三方库。

3 编译内核

搭建好了交叉编译环境，接下来我们开始编译LInux内核，为了编译方便，我们可以创建一个脚本，我们在命令行输入“vi create.sh”，如图 3.1所示：

图 3.1

然后输入下面的脚本：

#!/bin/bash

export ARCH=arm

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

make imx_v7_defconfig

make zImage -j8

输入完成后，如图 3.2所示：

图 3.2

然后保存并退出。接着我们输入“chmod 777 create.sh”给cretae.sh可执行权限，运行结果如图 3.3所示：

图 3.3

然后我们运行“./create.sh”脚本，开始编译Linux内核，如图 3.4所示：

图 3.4

编译完成，会在“arch/arm/boot”目录下生成“zImage”镜像文件，如图 3.5所示：

图 3.5

编译生成了镜像文件以后，接下来我们需要编译设备树文件。
首先我们进到“arch/arm/boot/dts”目录，这里面保存着imx6ull的默认设备树配置文件。我们使用“cd arch/arm/boot/dts”如图 3.6所示：

图 3.6

然后我们输入“ls imx6ull*”命令，查看与i.MX6ULL处理器相关的设备树文件，运行结果如图 30.2.3.7所示：

图 3.7

在上图中列出的所有与i.MX6ULL处理器相关的设备树文件，我们只需要关注其中的四个，分别是“imx6ull.dtsi”，“imx6ul-14x14-evk.dtsi”，“imx6ull-14x14-evk.dts”，“imx6ull-14x14-evk-emmc.dts”和“imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts”。
其中的“imx6ull.dtsi”文件是i.MX6ULL处理器的核心配置文件，里面定义了i.MX6ULL处理器所有的内部资源。
文件“imx6ul-14x14-evk.dtsi”里面定义了一些与外设相关的驱动。
文件“imx6ull-14x14-evk.dts”会包含“imx6ull.dtsi”和“imx6ul-14x14-evk.dtsi”这两个文件。
文件“imx6ull-14x14-evk-emmc.dts”会包含“imx6ull-14x14-evk.dts”，该文件是针对EMMC存储的。
文件“imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts”会包含“imx6ull-14x14-evk.dts”，该文件是针对NAND FLASH存储的。
通过上面的分析，实际我们最终需要编译的就两个文件“imx6ull-14x14-evk-emmc.dts”（EMMC存储）和“imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts”（NAND FLASH存储）。

使用过迅为电子提供的4.1.15内核的朋友可能会注意到我们的烧写工具在烧写镜象的时候设备树文件会有好几个（针对不同屏幕的）。如果这些文件缺少任意一个，烧写工具打开就会失败。同时这几个文件的名字在uboot里面也会用到（uboot里面这几个文件的名字也是固定的），所以为了能够继续使用4.1.15的烧写工具，我们需要在5.4.3内核里面创建对应的这几个设备树名字：
topeet_emmc_10_1.dts
topeet_emmc_1024x600.dts
topeet_emmc_4_3.dts
topeet_emmc_5_0.dts
topeet_emmc_7_0.dts
topeet_emmc_9_7.dts
topeet_emmc_hdmi.dts
topeet_nand_10_1.dts
topeet_nand_1024x600.dts
topeet_nand_4_3.dts
topeet_nand_5_0.dts
topeet_nand_7_0.dts
topeet_nand_9_7.dts
topeet_nand_hdmi.dts
在上面的这些设备树文件中，以“topeet_emmc”开头的是支持商业级核心板（EMMC存储）的，以“topeet_nand”开头的是支持工业级核心板（NAND FLASH存储）的。

我先们创建商业级核心板（EMMC存储）的这几个设备述文件，上面我们讲到了默认设备树文件里面的“imx6ull-14x14-evk-emmc.dts”是针对EMMC存储的配置文件，我们以该文件为模板，创建商业级核心板（EMMC存储）对应的几个设备树文件，使用下面的命令：
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_10_1.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_1024x600.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_4_3.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_5_0.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_7_0.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_9_7.dts
cp imx6ull-14x14-evk-emmc.dts topeet_emmc_hdmi.dts
运行结果如图 30.2.3.8所示：

图 3.8

然后我们继续创建工业级核心板（NAND FLASH存储）相关的几个设备树文件，上面我们讲到了默认设备树文件里面的“imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts”是针对NAND FLASH存储的配置文件，我们以该文件为模板，创建工业级核心板（NAND FLASH存储）对应的几个设备树文件，使用下面的命令：
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_10_1.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_1024x600.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_4_3.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_5_0.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_7_0.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_9_7.dts
cp imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dts topeet_nand_hdmi.dts
运行结果如图 3.9所示：

图 3.9

至此，关于设备树的文件我们都创建完成了，由于NAND FLASH和EMMC的核心板，Uboot在获取设备数文件的时候不一样（EMMC是按照分区的方式访问，NAND FLASH是按照偏移地址读取数据），所以在NAND FLASH的核心板，我们需要把对应的几个设备树文件拼接成一个文件（按照固定的偏移大小拼接），我们在4.1.15的内核里面提供了这个拼接程序，卫浴内核源码的“arch/arm/boot/dts”目录下，文件名字是“create_dtb”，如图 3.10所示：

图 3.10

我们拷贝该文件到5.4.3内核的“arch/arm/boot/dts”目录下面，如图 3.11所示：

图 3.11

然后我们使用“chmod 777 create_dtb”命令，给文件“create_dtb”可执行权限，运行结果如图 3.12所示：

图 3.12

然后我们回到5.4.3内核源码的根目录下，如图 3.13所示：

图3.13

然后我们修改内核编译脚本（在里面添加设备树文件的编译），我们添加下面的脚本到“create.sh”脚本里面：
make topeet_emmc_4_3.dtb
make topeet_emmc_5_0.dtb
make topeet_emmc_7_0.dtb
make topeet_emmc_1024x600.dtb
make topeet_emmc_9_7.dtb
make topeet_emmc_10_1.dtb
make topeet_emmc_hdmi.dtb

make topeet_nand_4_3.dtb
make topeet_nand_5_0.dtb
make topeet_nand_7_0.dtb
make topeet_nand_1024x600.dtb
make topeet_nand_9_7.dtb
make topeet_nand_10_1.dtb
make topeet_nand_hdmi.dtb

cd ./arch/arm/boot/dts/
./create_dtb imx6ul_topeet_nand.dtb topeet_nand_4_3.dtb topeet_nand_7_0.dtb topeet_nand_10_1.dtb topeet_nand_1024x600.dtb topeet_nand_5_0.dtb topeet_nand_9_7.dtb topeet_nand_hdmi.dtb

上面的脚本主要是使用make命令编译出对应的设备树文件（比如我们要编译“topeet_emmc_4_3.dts”这个设备树文件，那我们直接输入“make topeet_emmc_4_3.dtb”命令即可，其它设备树文件的编译与此类似，这里不再一一描述）。编译出所有的设备树文件（EMMC存储和NAND FLASH存储）以后，我们使用“./create_dtb imx6ul_topeet_nand.dtb topeet_nand_4_3.dtb topeet_nand_7_0.dtb topeet_nand_10_1.dtb topeet_nand_1024x600.dtb topeet_nand_5_0.dtb topeet_nand_9_7.dtb topeet_nand_hdmi.dtb”命令把NAND FLASH的设备树文件拼接成一个文件，即“topeet_nand_hdmi.dtb”文件（也就是上面添加的脚本的最后一条）。添加完以后的脚本如图 3.14所示：

图 3.14

添加完成设备树的编译脚本以后，我们直接运行内核编译脚本“./create.sh”开始编译内核和设备树，如图 3.15所示：

图 3.15

编译过程图 3.16所示：

图 3.16

整个编译过程大约需要5分钟左右（与我们的Ubuntu系统硬件配置有关系），编译完成后，如图 3.17所示：

图 3.17

我们可以看到在“arch/arm/boot”目录下生成了“zImage”内核镜像，在“arch/arm/boot/dts”目录下生成了设备树文件：imx6ul_topeet_nand.dtb，topeet_emmc_10_1.dtb，topeet_emmc_1024x600.dtb，topeet_emmc_4_3.dtb，topeet_emmc_5_0.dtb，topeet_emmc_7_0.dtb，topeet_emmc_9_7.dtb，topeet_emmc_hdmi.dtb，topeet_nand_10_1.dtb，topeet_nand_1024x600.dtb，topeet_nand_4_3.dtb，topeet_nand_5_0.dtb，topeet_nand_7_0.dtb，topeet_nand_9_7.dtb，topeet_nand_hdmi.dtb，如图 3.18所示：

图 3.18

接下来我们开始烧写编译生成的镜像到i.MX6ULL终结者开发板。Uboot我们依然使用开发板光盘资料里面的“i.MX6UL终结者光盘资料\08_开发板系统镜像\01_Uboot”目录下的对应镜像，文件系统我们使用“i.MX6UL终结者光盘资料\08_开发板系统镜像\03_文件系统镜像\03_Yocto文件系统”目录下的对应文件系统镜像。内核和设备树我们根据自己使用的核心板类型（工业级或商业级），选择5.4.3内核编译生成的对应镜像和设备树文件（关于i.MX6ULL终结者开发板镜像的烧写，大家可以参考开发板使用手册的：第六章 I.MX6ULL镜像烧写）。这里我们不在详细介绍。
使用MFG烧写完成以后，如果我们有4.3寸屏，可以连接好4.3寸屏幕（内核默认的设备树配置支持4.3寸屏显示），然后开发板正常启动，我们可以看到串口的打印的内核启动信息，如图 3.19所示：

图 3.19

从上图我们可以看到内核的版本是5.4.3。文件系统起来以后，我们也可以在调试串口输入“uname -a”命令，查看系统版本的信息，运行结果如图 3.20所示：

图 3.20

从上图我们同样也可以看到内核的版本是5.4.3。同时我们可以看到4.3寸屏幕也会有QT综合例程在运行，由于默认的内核没有配置触摸驱动，我们可以使用鼠标来操作。