linux 系统移植（第十二期）---Linux 内核移植（1）--- Ubuntu20.04

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前言

一、解压NXP官方Linux 源码

二、编译NXP 官方开发板 Linux 内核

2.1、修改顶层 Makefile

2.2、配置并编译 Linux 内核

2.3Linux 内核启动测试

2.4、根文件系统缺失错误

三、在 Linux 中添加自己的开发板

3.1、添加开发板默认配置文件

3.2、添加开发板对应的设备树文件

3.3编译测试

总结

前言

前两期我们简单了解了一下 Linux 内核顶层 Makefile 和 Linux 内核的启动流程，

本期我们就来介绍一下如何将 NXP官方提供的 Linux 内核移植到 I.MX6U-ALPHA 开发板上。 以此掌握如何将半导体厂商提供的 Linux BSP 包移植到我们自己的平台上。

一、解压NXP官方Linux 源码

这是我下载的NXP官方Linux 源码的文件：linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

使用如下命令解压：

sudo tar -jxvf linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

下图就是解压之后的文件：

再用vscode软件打开，如下图

二、编译NXP 官方开发板 Linux 内核

NXP 官方提供的 Linux 源码已针对其 I.MX6ULL EVK 开发板完成适配，可直接稳定运行。因此我们将以 I.MX6ULL EVK 开发板作为基准参考，完成 Linux 内核向 I.MX6U-ALPHA 开发板的移植工作。

2.1、修改顶层 Makefile

修改顶层 Makefile，直接在顶层 Makefile 文件里面定义 ARCH 和 CROSS_COMPILE 这两

个的变量值为 arm 和 arm-linux-gnueabihf-，结果如下图所示：

上图中第 252 和 253 行分别设置了 ARCH 和 CROSS_COMPILE 这两个变量的值，这样在编译的时候就不用输入很长的命令了。

2.2、配置并编译 Linux 内核

和配置 UBoot 一样，编译 Linux 内核前也要先做配置。各个板子的默认配置文件都放在arch/arm/configs目录里，I.MX6ULL EVK 开发板可以用imx_v7_defconfig或者imx_v7_mfg_defconfig这两个配置文件。不过更建议用imx_v7_mfg_defconfig：一是它默认支持 I.MX6UL 芯片，二是用它编译出来的 zImage 能通过 NXP 官方的 MfgTool 工具烧写 —— 文件名里的 “mfg” 就是指 MfgTool。

进入到 Ubuntu 中的 Linux 源码根目录下，执行如下命令配置 Linux 内核：

make clean //第一次编译 Linux 内核之前先清理一下
make imx_v7_mfg_defconfig //配置 Linux 内核

配置完成以后如下图所示：

配置完之后就可以编译了，使用以下命令进行编译：

make -j16

等待编译完成，结果如下图所示：

Linux 内核编译完成以后会在 arch/arm/boot 目录下生成 zImage 镜像文件，如果使用设备树

的话还会在 arch/arm/boot/dts 目录下开发板对应的.dtb(设备树)文件，比如 imx6ull-14×14-evk.dtb

就是 NXP 官方的 I.MX6ULL EVK 开发板对应的设备树文件。至此我们得到两个文件：

①、Linux 内核镜像文件：zImage。

②、NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板对应的设备树文件：imx6ull-14×14-evk.dtb。

2.3Linux 内核启动测试

在上一小节我们已经得到了 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板对应的 zImage 和 imx6ull-

14×14-evk.dtb 这两个文件。这两个文件能不能在正点原子的 I.MX6U-ALPHA EMMC 版开发板

上启动呢？测试一下不就知道了，在测试之前确保 uboot 中的环境变量 bootargs 内容如下：

console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw

将上一小节编译出来的 zImage 和 imx6ull-14×14-evk.dtb 复制到 Ubuntu 中的 tftp 目录下， 因为我们要在 uboot 中使用 tftp 命令将其下载到开发板中，拷贝命令如下：

cp arch/arm/boot/zImage /home/duan/linux/tftpboot/ -f
cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-14×14-evk.dtb /home/duan/linux/tftpboot/ -f

拷贝完成以后就可以测试了，启动开发板，进入 uboot 命令行模式，然后输入如下命令将zImage 和 imx6ull-14×14-evk.dtb 下载到开发板中并启动：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-14×14-evk.dtb
bootz 80800000 – 83000000

会发现报以下错误：

Linux启动遇到上述错误，那是因为没有根文件系统。

2.4、根文件系统缺失错误

Linux 内核启动后必须依赖根文件系统才能正常运行，而根文件系统的位置由 U-Boot 的 bootargs 环境变量指定。bootargs 会作为命令行参数传递给 Linux 内核，例如上一小节中我们设置的root=/dev/mmcblk1p2，就表示根文件系统存储在 EMMC 的第 2 个分区 /dev/mmcblk1p2 中。正点原子的 EMMC 版本开发板在出厂时，已在该分区预烧写了根文件系统，因此可以直接使用这个配置。

如果根文件系统缺失会报以下错误：

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

提示内核崩溃，因为 VFS(虚拟文件系统)不能挂载根文件系统，因为根文件系统目录不存在。即使根文件系统目录存在，如果根文件系统目录里面是空的依旧会提示内核崩溃。这个就是根文件系统缺失导致的内核崩溃，但是内核是启动了的，只是根文件系统不存在而已。

三、在 Linux 中添加自己的开发板

在上一小节中我们通过编译 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板对应的 Linux 内核，发现其可以在I.MX6U-ALPHA 开发板的 EMMC 版本开发板启动，所以我们就参考 I.MX6ULL EVK 开发板的设置， 在 Linux 内核中添加 I.MX6U-ALPHA 开发板。

3.1、添加开发板默认配置文件

将 arch/arm/configs 目 录 下 的 imx_v7_mfg_defconfig 重 新 复 制 一 份 ， 命 名 为

imx_alientek_emmc_defconfig，命令如下：

cd arch/arm/configs
cp imx_v7_mfg_defconfig imx_alientek_emmc_defconfig

打开 imx_alientek_emmc_defconfig 文件，找到“CONFIG_ARCH_MULTI_V6=y”这一行， 将其屏蔽掉，如下图所示：

因为 I.MX6ULL 是ARMV7架构的，因此要屏蔽掉V6 相关选项，否则后面做驱动实验的时候可能会遇到驱动模块无法加载的情况。

就可以用如下命令来配置 I.MX6U-ALPHA 开发板对应的Linux内核:

make imx_alientek_emmc_defconfig

3.2、添加开发板对应的设备树文件

添加适合正点原子 EMMC 版开发板的设备树文件，进入目录 arch/arm/boot/dts 中，复制一份 imx6ull-14×14-evk.dts，然后将其重命名为 imx6ull-alientek-emmc.dts，命令如下：

cd arch/arm/boot/dts
cp imx6ull-14×14-evk.dts imx6ull-alientek-emmc.dts

.dts 是设备树源码文件，编译 Linux 的时候会将其编译为.dtb 文件。imx6ull-alientek-emmc.dts

创 建 好 以 后 我 们 还 需 要 修 改 文 件 arch/arm/boot/dts/Makefile ， 找 到 “ dtb-

$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)”配置项，在此配置项中加入“imx6ull-alientek-emmc.dtb” ，如下

所示：

400 dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL) += \\
401 imx6ull-14×14-ddr3-arm2.dtb \\
402 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-adc.dtb \\
403 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-cs42888.dtb \\
404 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-ecspi.dtb \\
405 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-emmc.dtb \\
406 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-epdc.dtb \\
407 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-flexcan2.dtb \\
408 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-gpmi-weim.dtb \\
409 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-lcdif.dtb \\
410 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-ldo.dtb \\
411 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-qspi.dtb \\
412 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-qspi-all.dtb \\
413 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-tsc.dtb \\
414 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-uart2.dtb \\
415 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-usb.dtb \\
416 imx6ull-14×14-ddr3-arm2-wm8958.dtb \\
417 imx6ull-14×14-evk.dtb \\
418 imx6ull-14×14-evk-btwifi.dtb \\
419 imx6ull-14×14-evk-emmc.dtb \\
420 imx6ull-14×14-evk-gpmi-weim.dtb \\
421 imx6ull-14×14-evk-usb-certi.dtb \\
422 imx6ull-alientek-emmc.dtb \\
423 imx6ull-9×9-evk.dtb \\
424 imx6ull-9×9-evk-btwifi.dtb \\
425 imx6ull-9×9-evk-ldo.dtb

第 422 行为“imx6ull-alientek-emmc.dtb”，这样编译 Linux 的时候就可以从 imx6ull-alientek

emmc.dts 编译出 imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件了。

3.3编译测试

接下来可以编译测试了，

可 以 创 建 一 个 编 译 脚 本 ， imx6ull_alientek_emmc.sh，脚本内容如下：

#!/bin/sh

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 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

第 2 行，清理工程。

第 3 行，使用默认配置文件 imx_alientek_emmc_defconfig 来配置 Linux 内核。

第 4 行，打开 Linux 的图形配置界面，如果不需要每次都打开图形配置界面可以删除此行。

第 5 行，编译 Linux。

执行
shell
脚本
imx6ull_alientek_emmc.sh
编译
Linux
内核，命令如下：

chmod 777 imx6ull_alientek_emmc.sh # 给予可执行权限
./imx6ull_alientek_emmc.sh # 执行 shell 脚本编译内核

编译完成以后就会在目录 arch/arm/boot 下生成 zImage 镜像文件。在 arch/arm/boot/dts 目录

下生成 imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件。将这两个文件拷贝到 tftp 目录下，然后重启开发板，在

uboot 命令模式中使用 tftp 命令下载这两个文件并启动，命令如下：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb
bootz 80800000 – 83000000

出现如下图所示，便是内核启动成功

Linux 内核启动成功，说明我们已经在 NXP 提供的 Linux 内核源码中添加了I.MX6UL-ALPHA 开发板。

总结

本期博客参考
I.MX6ULL EVK
开发板的设置， 在 Linux
内核中添加正点原子的
I.MX6U-ALPHA
开发板