如何移植Linux內(nèi)核到I.MX6ULL開發(fā)板上

上篇講了如何移植 uboot 到 I.MX6ULL開發(fā)板上，現(xiàn)在開始學(xué)習(xí)如何移植 Linux 內(nèi)核。

|獲取Linux 內(nèi)核

Linux 由 Linux 基金會管理與發(fā)布，所以你想獲取最新的Linux 版本就可以在這個網(wǎng)站上下載；

4.x 版本的 Linux 和 5.x 版本沒有本質(zhì)上的區(qū)別，5.x 更多的是加入了一些新的平臺、新的外設(shè)驅(qū)動而已。

NXP 會從 https://www.kernel.org 下載某個版本的 Linux 內(nèi)核，然后將其移植到自己的 CPU上，測試成功以后就會將其開放給 NXP 的 CPU 開發(fā)者。

開發(fā)者下載 NXP 提供的 Linux 內(nèi)核，然后將其移植到自己的產(chǎn)品上。

NXP 提供的 Linux 源碼可以在原子公開資料包中找到，路徑如下：

開發(fā)板光盤->1、例程源碼->4、NXP 官方原版 Uboot和 Linux-> linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

|編譯Linux內(nèi)核

編譯內(nèi)核之前需要先在 ubuntu 上安裝 lzop 庫，否則內(nèi)核編譯會失??！命令如下：

sudo apt-get install lzop


//下面兩個庫如果沒安裝也需要安裝一下
sudoapt-getinstallbuild-essential
sudo apt-get install libncurses5-dev


// 查看是否安裝
dpkg -s build-essential
dpkg -s libncurses5-dev

新建一個文件夾(nxp_linux)，然后將linux內(nèi)核壓縮包拷貝到文件夾中并解壓，解壓命令為：

tar -vxf linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

解壓后的文件如下：

編譯Linux內(nèi)核之前要先配置Linux內(nèi)核。每個板子都有其對應(yīng)的默認配置文件，這些配置文件保存在“arch/arm/configs”目錄中。

imx_v7_defconfig和imx_v7_mfg_defconfig都可以作為NXP官方開發(fā)板IMX6ULL EVK的默認配置文件，但是一般都使用后者，因為后者編譯出來的zImage可以通過NXP官方提供的MfgTool工具進行燒寫；

在目錄下新建一個腳本文件(build.sh)，然后在這個 shell 腳本里面輸入如下所示內(nèi)容：

#!/bin/sh
#編譯之前先清理
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean   
#配置Linux內(nèi)核
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_mfg_defconfig 
#編譯Linux內(nèi)核
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

給予該腳本可執(zhí)行權(quán)限，命令如下：

chmod777build.sh

運行腳本編譯內(nèi)核，命令如下：

. build.sh

編譯完成后，會得到兩個重要文件：

Linux內(nèi)核鏡像文件：
存放路徑為 arch/arm/boot/zImage


IMX6ULL EVK開發(fā)板對應(yīng)的設(shè)備樹文件：
存放路徑為 arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dtb

vmlinux 、Image ，zImage 、uImage 的區(qū)別：

vmlinux是ELF格式的文件，是編譯出來的最原始的內(nèi)核文件，編譯出來差不多有16MB，是未壓縮的。在實際中我們不會使用vmlinux，而是使用zImage或uImage這樣的 Linux 內(nèi)核鏡像文件。


Image是Linux內(nèi)核鏡像文件，但是Image僅包含可執(zhí)行的二進制數(shù)據(jù)。Image就是使用objcopy取消掉vmlinux中的一些其他信息，比如符號表什么的。但是 Image 是沒有壓縮過的，Image保存在arch/arm/boot目錄下，其大小大概在12MB 。


zImage是經(jīng)過gzip壓縮后的Image，經(jīng)過壓縮以后其大小大概在6MB左右。


uImage是老版本uboot專用的鏡像文件，uImag是在zImage前面加了一個長度為 64字節(jié)的“頭” ，這個頭信息描述了該鏡像文件的類型、加載位置、生成時間、大小等信息。但是新的uboot已經(jīng)支持了 zImage 啟動！所以已經(jīng)很少用到uImage了

|內(nèi)核啟動測試

將生成的zImage和imx6ull-14x14-evk.dtb這兩個文件下載到IMX6U開發(fā)板上進行測試。

首先檢查uboot中的環(huán)境變量bootargs，如果環(huán)境變量異常請看上一篇推文配置：

然后拷貝zImage和imx6ull-14x14-evk.dtb這兩個文件到Ubuntu的tftp目錄下：

最后啟動開發(fā)板，進入uboot命令行模式，輸入如下命令以上兩個文件下載到開發(fā)板中并啟動：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb
bootz 80800000 - 83000000

啟動成功，但是觸摸不能使用

|根文件系統(tǒng)缺失錯誤

Linux內(nèi)核啟動以后是需要根文件系統(tǒng)的，根文件系統(tǒng)存在哪里是由uboot的 bootargs環(huán)境變量指定，bootargs會傳遞給Linux內(nèi)核作為命令行參數(shù) 。

上一篇推文設(shè)置root=/dev/mmcblk1p2，也就是說根文件系統(tǒng)存儲在/dev/mmcblk1p2 中，也就是 EMMC 的分區(qū)2中。

在實際的工作中開發(fā)一個產(chǎn)品，這個產(chǎn)品的第一版硬件出來以后我們是沒有對應(yīng)的根文件系統(tǒng)可用的，必須要自己做根文件系統(tǒng)。

在構(gòu)建出對應(yīng)的根文件系統(tǒng)之前 Linux 內(nèi)核是沒有根文件系統(tǒng)可用的，此時 Linux 內(nèi)核啟動以后會出現(xiàn)下面提示：

Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)

也就是提示內(nèi)核崩潰，因為 VFS(虛擬文件系統(tǒng))不能掛載根文件系統(tǒng)，因為根文件系統(tǒng)目錄不存在。

即使根文件系統(tǒng)目錄存在，如果根文件系統(tǒng)目錄里面是空的依舊會提示內(nèi)核崩潰。這個就是根文件系統(tǒng)缺失導(dǎo)致的內(nèi)核崩潰，但是內(nèi)核是啟動了的，只是根文件系統(tǒng)不存在而已。

|在 Linux 中添加自己的開發(fā)板

通過編譯 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 開發(fā)板對應(yīng)的 Linux 內(nèi)核，發(fā)現(xiàn)其可以在野火的 EMMC 版本開發(fā)板啟動，所以就參考 I.MX6ULL EVK 開發(fā)板的設(shè)置，在 Linux 內(nèi)核中添加自己的 I.MX6U 開發(fā)板。

先壓縮備份NXP編譯出來的內(nèi)核源碼文件，避免操作有誤重新編譯內(nèi)核，畢竟編譯一次內(nèi)核比較耗時間；

添加開發(fā)板默認配置文件

將arch/arm/configs目錄下的imx_v7_mfg_defconfig重新復(fù)制一 份， 命名 為imx_myboard_emmc_defconfig，命令如下：

cd arch/arm/configs
cp imx_v7_mfg_defconfig imx_myboard_emmc_defconfig

添加開發(fā)板對應(yīng)的設(shè)備樹文件

添加適合正點原子 EMMC 版開發(fā)板的設(shè)備樹文件，進入目錄 arch/arm/boot/dts 中，復(fù)制一份 imx6ull-14x14-evk.dts，然后將其重命名為 imx6ull-myboard-emmc.dts，命令如下：

cd arch/arm/boot/dts
cp imx6ull-14x14-evk.dts imx6ull-myboard-emmc.dts

.dts 是設(shè)備樹源碼文件，編譯 Linux 的時候會將其編譯為.dtb 文件。imx6ull-myboard-emmc.dts創(chuàng) 建 好 以 后還 需 要 修 改 文 件Makefile；

路徑：arch/arm/boot/dts/Makefile

找到“ dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)”配置項，在此配置項中加入“imx6ull-myboard-emmc.dtb” ，如下所示：

這樣編譯 Linux 的時候就可以從imx6ull-myboard-emmc.dts編譯出 imx6ull-myboard-emmc.dtb 文件了。

添加新的腳本

新建一個腳本文件(build_myboard.sh)，腳本內(nèi)容如下：

#!/bin/sh
#編譯之前先清理
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
#配置Linux內(nèi)核
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_myboard_emmc_defconfig
#編譯Linux內(nèi)核
makeARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-all-j16

給予該腳本可執(zhí)行權(quán)限，命令如下：

chmod777build_myboard.sh

運行腳本編譯內(nèi)核，命令如下：

. build_myboard.sh

編譯完成后，會得到兩個重要文件：

Linux內(nèi)核鏡像文件：
存放路徑為 arch/arm/boot/zImage


IMX6ULL EVK開發(fā)板對應(yīng)的設(shè)備樹文件：
存放路徑為 arch/arm/boot/dts/imx6ull-myboard-emmc.dtb

然后下載到開發(fā)板，啟動內(nèi)核即可，顯示登陸提示就說明內(nèi)核啟動成功。





審核編輯：劉清