IMX6Q的SD卡启动使用教程【超完整】（1）：uboot与kernel编译移植

本文主要介绍的是NXP官方开发板imx6q-sabresdSD卡烧写启动教程。

前言

本文操作环境为ubutnu18，需要准备好交叉编译工具链（本文不讨论）。启动资源版本：

• linux5.4
• uboot2021

注：

本文中，参考了正点原子IMX6ULL的教程，有些步骤不再详细描述，有时间会修改文章，进行详细补充。

一、准备启动SD卡

在进行资源编译移植时，需要准备一卡能够启动的SD卡，进行合适的SD卡分区与格式化。其过程主要使用到linux在的fdisk与mkfs工具。

本文不再介绍如何格式化SD卡，可参考大佬的教程：基于Ubuntu的linux环境制作嵌入式SD/TF启动卡

二、编译移植uboot

2.1 uboot下载

IMX6Q官方uboot地址为：https://source.codeaurora.org/external/imx/uboot-imx/

其中包括多个版本，供选下载，以下载最新的uboot2021为例：

下载命令为：

git clone https://source.codeaurora.org/external/imx/uboot-imx -b lf_v2021.04 --depth=1

下载结果为：

xxx@ubuntu:~/imx$ ls
uboot-imx

2.2 uboot编译

2.2.1 修改顶层Makefile

修改顶层Makefile，添加自己的交叉编译工具。如下图

2.2.2 编译配置

执行编译配置命令

make mx6qsabresd_defconfig

2.2.3 编译

执行编译命令

make -j4

编译完成后，在uboot顶层目录生成uboot镜像u-boot-dtb.imx。

2.3 uboot烧录

将生成的uboot镜像烧录至准备好的SD中，其命令为

sudo dd if=u-boot-dtb.imx of=/dev/sdb bs=512 seek=2 && sync

其中参数为含义为：

• dd：烧写命令
• if：需要烧录的文件（uboot镜像）
• of：被烧录的设备（SD卡）
• bs：扇区大小（一般默认都为512byte）
• seek：烧录至哪个扇区（IMX6Q为第二个扇区）
• sync：确保烧录完整

至此，将SD卡插入开发板，设置为SD启动，上电就能打印uboot的启动log。

三、编译移植kernel

3.1 kernel下载

IMX6Q官方linux地址为：https://source.codeaurora.org/external/imx/linux-imx/

其中包括多个版本，供选下载，以下载linux5.4为例，下载命令为

git clone https://source.codeaurora.org/external/imx/linux-imx  -b imx_5.4.70_2.3.0 --depth=1

下载结果为

xxx@ubuntu:~/imx$ ls
linux-imx  uboot-imx

3.2 kernel编译

3.2.1 编译方法

kernel编译使用脚本形式，在顶层目录下创建shell脚本文件

vim build.sh

build.sh脚本文件的内容为：

#!/bin/sh                                                                                                   

#编译配置，第一次编译时使用，其他时候需屏蔽
make ARCH=arm imx_v7_defconfig CROSS_COMPILE=arm-none-eabi-

#编译
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-eabi- -j4

3.2.2 编译后的产物

执行完编译命令后，会生设备树与kernel的镜像，其路径分别为

设备树：linux-imx/arch/arm/boot/dts/imx6q-sabresd.dtb

kernel：linux-imx/arch/arm/boot/zImage

四、kernel加载方法

编译完成的kernel镜像，需要加载至DDR中运行，此过程有uboot完成，作为开发者只需要在uboot中配置好加载方式，一般的加载方法有

• TFTP加载（有网络）
• SD卡加载（无网络）

无论是哪种方式，只需要设置好uboot的环境变量即可。

4.1 TFTP方式加载kernel

在uboot启动后，进入交互模式，修改化境变量。修改uboot环境变量的命令主要有setenv、saveenv。

4.1.1 方法简述

IMX6Q uboot通过TFTP网络加载kernel，首先在虚拟机开启TFTP服务器，并创建TFTP文件夹，将kernel与设备树镜像拷贝至TFTP文件夹，此过程可参考正点原子教程。然后设置开发板的IP地址信息，最后使用ping命令，从虚拟机ping开发板。

其中设置虚拟机为TFTP服务器，并ping通开发板的步骤很重要，网上教程较多，限于文章篇幅，以后单独说明。

4.1.2 修改开发板IP

修改为自己环境的IP地址，命令为

#开发板IP，自己任意设置，但需要与主机同一网段
setenv ipaddr 169.254.xxx.xxx

setenv gatewayip 169.254.xxx.xxx

setenv netmask 255.255.255.0

#虚拟机即主机的IP，自己ifconfig参看
setenv serverip 169.254.xxx.xxx

#保存环境变量
saveenv

设置完IP后，重新启动，在虚拟机上ping开发板。能通，万事大吉！怎样都不通，不要放弃，参考SD加载kernel的方式，直接到4.2小节。

4.1.3 设置TFTP加载方式

修改环境变量，设置TFTP加载方式，涉及到的环境变量为bootcmd

#设置命令
setenv bootcmd 'tftpboot 0x15000000 zImage;tftpboot 0x14000000 imx6q-sabresd.dtb;bootz 0x15000000 - 0x14000000'

#保存环境变量
saveenv

上述内容中，主要分为三个步骤：

1. tftpboot 0x15000000 zImage：从TFTP服务器加载内核镜像
2. tftpboot 0x14000000 imx6q-sabresd.dtb：从TFTP服务器加载设备树
3. bootz 0x15000000 - 0x14000000：启动内核

注：

上述三个步骤可通过执行boot命令名来代替。

boot命令种类与区别

命令	描述
bootz	用于启动 zImage 镜像文件
bootm	用于启动 uImage 镜像文件
boot	用来启动 Linux 系统的

4.2 SD卡加载kernel

在无网络的情况下，使用此方法，会减少开发难度。

SD卡分区且格式化完成后，将kernel与设备树镜像拷贝至分区中（任意分区，推荐第一个分区）即可。默认的bootcmd环境变量，检索mmc下是否存在指定名称的kernel与设备设备镜像。

bootcmd=run findfdt;run findtee;mmc dev ${mmcdev};if mmc rescan; then if run loadbootscript; then run bootscript; else if run loadimage; then run mmcboot; else run netboot; fi; fi; else run netboot; fi

注：

看！SD卡加载kernel镜像的方式是不是很简单，只需要把镜像拷贝至SD中即可。

其实其过程uboot帮我们完成了工作，uboot，牛！

五，根文件系统加载

嵌入式系统的三大件：uboot、linux、rootfs，我们已经完成两步，只差rootfs了。

5.1 制作根文件系统

uboot、linux都是从NXP官网获取得到，而rootfs，需要我们自己的制作。

制作rootfs的方法有很多，使用最多最简单的就是通过交叉编译busybox得到幸。幸运是此教程网上较多，不在本文讨论，后续会另更新文章描述。
IMX6Q的SD卡启动使用教程【超完整】（2）：busybox交叉编译根文件系统
本节主要介绍的是根文件系统加载方法，主要有

• NFS挂载（有网络）
• SD加载（无网络）

在uboot启动后，进入交互模式，修改化境变量，设置启动方式。

5.2 NFS挂载根文件系统

5.2.1 方法简述

此方法的前提是，开发板能够与虚拟机ping通。

IMX6Q 通过NFS挂载根文件系统，首先要在虚拟机开启NFS功能，此过程可参考正点原子教程。然后创建NFS目录，并根文件系统复制到NFS目录中。

虚拟机开启NFS功能，设置NFS挂载环境，网上教程较多，本文不再描述，后续系列文章会补充。（如果时间）

5.2.2 修改uboot环境变量

主要修改的是bootargs环境变量，根据自己的开发环境设置，其内容为

#1.先修改bootargs
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=169.254.17.100:/home/xxx/nfs,proto=tcp rw ip=169.254.17.229:169.254.17.100:169.254.17.1:255.255.255.0::eth0:off'

#2. 保存环境变量
saveenv

• console：串口参数
• root：kernel以NFS形式加载文件系统
• nfsroot：NFS参数，169.254.17.100为虚拟机地址，169.254.17.229为开发板地址

修改bootargs环境变量，并保存。重启开发板，成功加载根文件系统，进入shell交互，一顿ls操作，万事大吉！

5.3 SD加载根文件系统

如果网络不通，可使用SD加载根文件系统。修改uboot中的bootargs 与mmcargs环境变量

#1.先修改bootargs
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk2p2 rootwait rw'

#2.再修改mmcargs
setenv mmcargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk2p2 rootwait rw'

#3. 保存环境变量
saveenv

其中root=/dev/mmcblk2p2是文件系统存放的SD分区。本文将制作完成的rootfs拷贝到第二个SD分区中，因此设置为/dev/mmcblk2p2，根据个人情况设置。

总结

经过上述5个步骤，即可实现uboot引导linux，加载文件系统的工作。整个流程是一个linux嵌入式工程师必备技能，其中会遇到很多问题，需要自己一一解决并总结。幸运的是大部分问题网上都能找到解决方案，重要的是坚持！

后续会补充文中没有详细展开的内容，包括根文件系统制作、NFS\TFPT启动等。

还准备手把手教如何在IMX6Q上移植ubuntu20根文件系统并安装桌面，制作属于自己的嵌入式开发板环境。