直接参考【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.81

本文仅作为个人笔记使用，方便进一步记录自己的实践总结。

前两章我们简单了解了一下 Linux 内核顶层 Makefile 和 Linux 内核的启动流程，本章我们就来学习一下如何将 NXP官方提供的 Linux 内核移植到正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板上。通过本章的学习，我们将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。

NXP 官方开发板 Linux 内核编译

NXP 提供的 Linux 源码肯定是可以在自己的 I.MX6ULL EVK 开发板上运行下去的，所以我们肯定是以 I.MX6ULL EVK 开发板为参考，然后将 Linux 内核移植到 I.MX6U-ALPHA 开发板上的。

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-，结果如图 37.2.1 所示：

图 37.2.1 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 配置并编译 Linux 内核 

和 uboot 一样，在编译 Linux 内核之前要先配置 Linux 内核。每个板子都有其对应的默认配 置 文 件 ， 这 些 默 认 配 置 文 件 保 存 在 arch/arm/configs 目 录 中 。 imx_v7_defconfig 和imx_v7_mfg_defconfig 都可作为 I.MX6ULL EVK 开发板所使用的默认配置文件。但是这里建议使用 imx_v7_mfg_defconfig 这个默认配置文件，首先此配置文件默认支持 I.MX6UL 这款芯片，而且重要的一点就是此文件编译出来的 zImage 可以通过 NXP 官方提供的 MfgTool 工具烧写！！imx_v7_mfg_defconfig 中的“mfg”的意思就是 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

配置完成以后如图 37.2.2.1 所示：

配置完成以后就可以编译了，使用如下命令编译 Linux 内核：

make -j16//编译 Linux 内核

等待编译完成，结果如图 37.2.2.2 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-14x14-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-14x14-evk.dtb。

3 Linux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-14x14-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-14x14-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/zuozhongkai/linux/tftpboot/ -f
cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dtb /home/zuozhongkai/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-14x14-evk.dtb 下载到开发板中并启动：

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

结果图 37.2.3.1 所示：

从图 37.2.3.1 可以看出，此时 Linux 内核已经启动了，如果 EMMC 中的根文件系统存在，我们就可以进入到 Linux 系统里面使用命令进行操作如图 37.2.3.2 所示:

根文件系统缺失错误

Linux 内核启动以后是需要根文件系统的，根文件系统存在哪里是由 uboot 的 bootargs 环境变 量 指 定 ， bootargs 会 传 递 给 Linux 内 核 作 为 命 令 行 参 数 。 比 如 上 一 小 节 设 置root=/dev/mmcblk1p2，也就是说根文件系统存储在/dev/mmcblk1p2 中，也就是 EMMC 的分区 2中。这是因为正点原子的 EMMC 版本开发板出厂的时候已经 EMMC 的分区 2 中烧写好了根文件系统，所以设置 root=/dev/mmcblk1p2。如果我们不设置根文件系统路径，或者说根文件系统路径设置错误的话会出现什么问题？这个问题是很常见的，我们在实际的工作中开发一个产品，这个产品的第一版硬件出来以后我们是没有对应的根文件系统可用的，必须要自己做根文件系统。在构建出对应的根文件系统之前 Linux 内核是没有根文件系统可用的，此时 Linux 内核启动以后会出现什么问题呢？带着这个问题，我们将 uboot 中的 bootargs 环境变量改为“console=ttymxc0,115200”，也就是不填写 root 的内容了，命令如下：

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200' //设置 bootargs
saveenv//保存

修改完成以后重新从网络启动，启动以后会有如图 37.2.4.1 所示错误：

在图 37.2.4.1 中最后会有下面这一行：

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

也就是提示内核崩溃，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。

在 Linux 中添加自己的开发板

在 37.2 小节中我们通过编译 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板对应的 Linux 内核，发现其可以在正点原子的 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 内核中添加正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板。

具体参考正点原子手册，此处暂略。

关于 Linux 内核的移植就讲解到这里，简单总结一下移植步骤：

①、在 Linux 内核中查找可以参考的板子，一般都是半导体厂商自己做的开发板。

②、编译出参考板子对应的 zImage 和.dtb 文件。

③、使用参考板子的 zImage 文件和.dtb 文件在我们所使用的板子上启动 Linux 内核，看能否启动。

④、如果能启动的话就万事大吉，如果不能启动那就悲剧了，需要调试 Linux 内核。不过一般都会参考半导体官方的开发板设计自己的硬件，所以大部分情况下都会启动起来。启动Linux 内核用到的外设不多，一般就 DRAM(Uboot 都初始化好的)和串口。作为终端使用的串口一般都会参考半导体厂商的 Demo 板。

⑤、修改相应的驱动，像 NAND Flash、EMMC、SD 卡等驱动官方的 Linux 内核都是已经提供好了，基本不会出问题。重点是网络驱动，因为 Linux 驱动开发一般都要通过网络调试代码，所以一定要确保网络驱动工作正常。如果是处理器内部 MAC+外部 PHY 这种网络方案的话，一般网络驱动都很好处理，因为在 Linux 内核中是有外部 PHY 通用驱动的。只要设置好复位引脚、PHY 地址信息基本上都可以驱动起来。

⑥、Linux 内核启动以后需要根文件系统，如果没有根文件系统的话肯定会崩溃，所以确定 Linux内核移植成功以后就要开始根文件系统的构建。