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一粒金砂(中级)

Linux系统启动卡制作及系统固化 [复制链接]

前言

本指导文档适用开发环境:

Windows开发环境:Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境:Ubuntu 14.04.3 64bit

虚拟机:VMware14.1.1

Kernel:Linux-4.9.65、Linux-RT-4.9.65

Linux Processor SDK:ti-processor-sdk-linux-rt-am335x-evm-04.03.00.05

评估板支持通过Linux系统启动卡、eMMC、NAND FLASH三种方式启动。本文档主要演示Linux系统启动卡制作,以及将Linux系统固化到eMMC的方法。将Linux系统固化到NAND FLASH的方法,另见文档。

 

 

1.Linux系统启动卡制卡工具包说明

1.1制卡工具包版本说明

产品资料“4-软件资料\Linux\Makesdboot\”目录下的mksdboot_AA_BB_CC_DD.tar.gz压缩文件是Linux系统启动卡制卡工具包,主要包含U-Boot、Linux内核、设备树镜像文件,以及文件系统压缩包等内容。AA_BB_CC_DD为制卡工具包的版本号,具体版本说明如下:

  1. AA: U-Boot发布版本。详细信息请查看“4-软件资料\Linux\U-Boot\”目录下的特性支持说明文件。
  2. BB:Linux内核发布版本。详细信息请查看“4-软件资料\Linux\Kernel\”目录下的特性支持说明文件。
  3. CC:文件系统发布版本。详细信息请查看“4-软件资料\Linux\Filesystem\”目录下的特性支持说明文件。
  4. DD:产品测试程序发布版本。在文件系统下执行“cat /opt/product-test/version.txt”命令可查看具体版本信息。

1.2制卡工具包目录说明

打开Ubuntu,将制卡工具包复制到“/home/tronlong/AM335x”工作目录下,进入制卡工具包所在路径将其解压到当前目录。工具包名称需根据实际情况修改。

Host# cd /home/tronlong/AM335x/

Host# tar -xvf mksdboot_21_21_21_14.tar.gz -C .

图 1

 

执行以下命令,查看解压后的制卡工具包具体内容。

Host# tree -L 5 mksdboot_21_21_21_14

图 2

 

boot目录

  • MLO文件:U-Boot一级启动镜像。
  • u-boot.img文件:U-Boot二级启动镜像。
  • README.md文件:制卡工具包、U-Boot、Linux内核、文件系统等版本信息说明文件。logo.bmp文件:LOGO图片。

filesystem目录

  • boot目录:主要包含Linux内核镜像zImage、Linux-RT内核镜像zImage-rt、基础设备树dtb文件、Linux-RT内核模块压缩包等。
  • firmware目录:主要包含动态设备树dtbo文件。
  • modules目录:主要存放Linux内核模块压缩包。
  • rootfs目录:主要存放文件系统压缩包。
  • tests目录:主要存放产品测试文件压缩包。
  • tools目录:主要存放Shell脚本压缩包。

mksdboot.sh文件:Linux系统启动卡制作脚本文件。

 

 

1.3Linux-RT内核版本Linux系统启动卡制作说明

​​​​​​​制卡工具包包含Linux内核镜像、Linux内核模块,以及Linux-RT内核镜像、Linux-RT内核模块。默认情况下,制作的是Linux内核版本的Linux系统启动卡。如需制作Linux-RT内核版本的Linux系统启动卡,请按照本小节方法替换内核镜像和内核模块,否则请跳过此小节内容。

进入制卡工具包“filesystem/boot/”目录,备份Linux内核镜像zImage,并使用Linux-RT内核镜像zImage-rt替换原来的zImage文件。

Host# cd filesystem/boot/

Host# cp zImage zImage-linux

Host# mv zImage-rt zImage

图 3

 

将制卡工具包“filesystem/modules/”文件夹备份,并使用“filesystem/boot/modules-rt/”文件夹将其替换,命令如下。

Host# mv ../modules ../modules-linux

Host# mv modules-rt ../modules

图 4

 

替换完成后,即可继续参照后续章节方法制作Linux-RT内核版本的Linux系统启动卡。

​​​​​​​

2.Linux系统启动卡制作

评估板出厂时,默认提供一张配套的Micro SD卡,此卡为可正常使用的Linux系统启动卡。本章节主要说明Linux系统启动卡的制作方法,可使用配套的Linux系统启动卡,或者使用新的空白Micro SD卡。如下步骤使用配套的Linux系统启动卡进行操作,如使用空白Micro SD卡,步骤类似。

 2.1 Micro SD卡挂载

将Micro SD卡通过读卡器连接到PC机,Ubuntu系统识别后,一般会自动挂载Micro SD卡分区,如下图所示。

图 5

 

如果Ubuntu系统没有自动识别,请右击右下角的USB大容量存储设备图标,再点击“Connect (Disconnect from Host)”进行识别。

图 6

 

如果没有以上图标或者连接不成功,请尝试如下方法:

  1. 请将Micro SD卡通过读卡器插到PC机USB 2.0接口,而不是USB 3.0接口,部分版本VMware可能不兼容USB 3.0。
  2. 请将Micro SD卡插在PC机上,然后重启Ubuntu,在Ubuntu重启过程中不要取出。Ubuntu系统重启后,存储设备图标会重新出现。​​​​​​​

 

2.2Micro SD卡设备节点名确认

执行如下命令,确认Micro SD卡在Ubuntu系统的设备节点名。

Host# sudo fdisk -l

图 7

 

可以看到Micro SD卡设备节点是“/dev/sdb”,并且有三个分区,分别为sdb1、sdb2和sdb3分区。设备节点名字是可变的,一般插拔多次或者使用不同的卡插拔后,可能会显示sdc或者sdd。

 

2.3PV工具安装

PV(Pipe Viewer)是一种基于终端的工具,用于通过管道监测数据的进度。

为了更直观地显示系统启动卡的制作进度,Linux系统启动卡制作过程中会使用到PV工具。请执行如下命令通过网络安装PV工具,如未安装PV工具将会导致系统启动卡制作失败。

Host# sudo apt-get install pv

图 8

 

2.4Linux系统启动卡制作

如下为Linux系统启动卡制作命令。命令中“/dev/sdb”为Micro SD卡设备节点,如错误输入其他存储介质设备节点,将会造成存储介质数据损坏,请确认命令中设备节点无误后,再执行命令。

Host# sudo ./mksdboot.sh -d /dev/sdb

图 9

 

根据提示按回车键,进行Linux系统启动卡制作。

图 10

 

耗时约5~10min,Linux系统启动卡制作完成。同时,系统会打印提示信息,如下图所示。制作时间与Linux系统大小、Micro SD卡容量和接口性能有关。

图 11

 

执行如下命令,可看到新制作的Linux系统启动卡共有BOOT、rootfs和rootfs-backup三个分区。其中BOOT分区为FAT32格式,rootfs分区和rootfs-backup分区为EXT4格式。FAT32格式分区在Windows系统下可见,EXT4格式分区在Windows系统下不可见,三个分区在Linux系统下均可见。

图 12

 

BOOT分区:主要存放U-Boot镜像MLO、u-boot.img、LOGO等文件,从制卡工具包boot目录复制而来。使用Linux系统启动卡启动系统时,将使用此目录的MLO、u-boot.img文件启动U-Boot。

rootfs分区:存放文件系统。rootfs分区boot目录主要存放内核镜像、基础设备树文件等文件,从制卡工具包“filesystem/boot/”目录复制而来。使用Linux系统启动卡启动系统时,将使用此目录的zImage、tl335x-evm.dtb文件启动内核。

rootfs-backup分区:存放文件系统备份文件。系统固化时,将其内容固化到eMMC或NAND FLASH。

点击右下角的大容量存储设备图标,选择“Disconnect(Connect to host)”选项(如下图),断开Micro SD卡和Ubuntu的连接,完成Linux系统启动卡制作。

图 13

 

2.5从Linux系统启动卡启动系统

评估板断电,将Linux系统启动卡插入评估板Micro SD卡槽,根据评估底板丝印将拨码开关拨为00010(1~5),此档位为SD卡启动模式。使用Micro USB线连接评估板的USB TO UART3调试串口到PC机,然后将评估板上电启动,串口调试终端会打印以下类似启动信息。

图 14

 

图 15

 

系统启动后会自动登陆root用户,说明使用Linux系统启动卡启动评估板成功。

图 16

 

可执行如下命令查看当前Linux内核版本信息。

Host# cat /proc/version

图 17 Linux内核

 

图 18 Linux-RT内核

 

3.固化Linux系统(SPI FLASH+eMMC)

本小节介绍Linux系统固化过程,固化过程包含固化U-Boot到SPI FLASH和固化文件系统到eMMC。固化成功后,评估板从SPI FLASH启动U-Boot,然后从eMMC加载内核、设备树和文件系统。

 

3.1挂载信息和SPI FLASH分区说明

进入评估板系统后执行如下命令,分别查看系统启动卡和eMMC挂载详细信息,以及SPI FLASH分区信息。

Target# df -h

Target# cat /proc/mtd

图 19

 

表 1

Linux系统启动卡

BOOT分区

设备节点:/dev/mmcblk0p1

挂载路径:/run/media/mmcblk0p1

rootfs-backup分区

设备节点:/dev/mmcblk0p3

挂载路径:/run/media/mmcblk0p3

eMMC设备

BOOT分区

设备节点:/dev/mmcblk1p1

挂载路径:/run/media/mmcblk1p1

rootfs分区

设备节点:/dev/mmcblk1p2

挂载路径:/run/media/mmcblk1p2

data分区(用户分区)

设备节点:/dev/mmcblk1p3

挂载路径:/run/media/mmcblk1p3

SPI FLASH

MTD0

spi.spl:存放U-Boot第一阶段启动文件MLO

MTD1

spi.u-boot:存放U-Boot第二阶段启动文件u-boot.img

MTD2

spi.env:存放环境变量

MTD3

spi.devicetree:存放基础设备树文件(暂未使用)

MTD4

spi.kernel:存放内核镜像(暂未使用)

 

 

3.2固化Linux系统

Linux系统启动卡制作时,已将系统固化的脚本文件mkemmcboot.sh复制到了Linux系统启动卡文件系统的“/opt/tools/make-system”目录下。

图 20

 

执行如下命令进行一键固化。

Target# /opt/tools/make-system/mkemmcboot.sh

图 21

 

脚本会进行如下操作:

  1. 擦除SPI FLASH。
  2. 将eMMC格式化为BOOT、rootfs和data分区。
  3. 将Linux系统启动卡BOOT分区中的U-Boot固化到SPI FLASH对应分区。
  4. 将Linux系统启动卡BOOT分区中的LOGO文件固化到eMMC的BOOT分区。
  5. 将Linux系统启动卡rootfs-backup分区中的文件系统固化到eMMC的rootfs分区,包括内核镜像和基础设备树文件。

用时约3 min, Linux系统固化成功,同时串口调试终端打印提示信息。

备注:脚本会将内核镜像、基础设备树文件固化到SPI FLASH中,实际启动并不会从SPI FLASH中加载内核镜像和基础设备树文件。

 

3.3从SPI+eMMC启动系统

评估板断电,将Linux系统启动卡从评估板Micro SD卡槽中取出,根据评估底板丝印将拨码开关拨为10010(1~5),此档位为SPI FLASH启动模式。评估板上电,串口调试终端将会打印如下类似启动信息。

图 22

 

图 23

 

 

3.4动态设备树dtbo文件加载方法

评估板设备树文件包含基础设备树dtb文件和动态设备树dtbo文件,Linux系统启动时会自动加载dtb文件,dtbo文件需要在文件系统下进行加载。本章节以tl335x-evm-lcd-overlay.dtbo动态设备树为例,演示动态设备树文件的方法。

Linux系统启动卡制作时,已将动态设备树dtbo文件拷贝到文件系统的“/lib/firmware/”目录下。将需要加载其他dtbo文件,请将其拷贝到文件系统“/lib/firmware/”目录下。

图 24

 

文件系统下依次执行如下命令,加载tl335x-evm-lcd-overlay.dtbo动态设备树文件。

Target# mkdir /configfs //创建configfs文件夹,如已存在,则无需重复创建

Target# mount -t configfs configfs /configfs

Target# mkdir /configfs/device-tree/overlays/full //创建full目录,根据实际需要修改

Target# echo -n "tl335x-evm-lcd-overlay.dtbo" > /configfs/device-tree/overlays/full/path

图 25

 

正常加载动态设备树文件后,系统会打印驱动加载的相关信息,部分驱动也有可能不打印任何信息。可执行如下命令查看动态设备树文件的加载状态。

Target# cat /configfs/device-tree/overlays/full/status

Target# cat /configfs/device-tree/overlays/full/path

图 26


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五彩晶圆(初级)

谢谢分享,看起来是比较新的系统。不是那种几年前的文章发来发去。

个人签名人已离开,无事别找,找也找不到。

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