使用Buildroot为I.MX6制作根文件系统

1.引言

接触Freescale/NXP的I.MX6处理器大概有了两年的时间,对于一个最初玩MCU的我来说,真是面临了很多的挑战。最让我感到郁闷和崩溃的是那个官方的基于Yocto的开发环境,搭建它要求真是太高了,机器得有上百G的空间,Ubuntu系统版本也有要求,还要能翻墙等等,另外还得去理解Yocto的架构。我在尝试过两次之后准备彻底的放弃研究它了。前两天由于工作需要,不得不再一次面对要自己去编译文件系统的问题,碰巧在网上看到有人用Buildroot弄成功过,我尝试了下,没太费力气就成功了,Buildroot比Yocto简单太多了。特以此文记录下,希望对大家有所帮助。

2.环境介绍

对本文涉及到的硬件和软件环境统一做个说明。

2.1.硬件

1)我使用的是米尔科技的I.MX6ULL的小板子,当时参加一个网上的活动,免费送我的,板子做的小巧精致,和以前Freescale的Freedom开发板很像,赞,携带和使用太方便了。大家如果用的是I.MX其他系列,本文内容同样适用。

2)一根Micro USB接口线,用于给小板供电、同时兼下载程序用,这个设计很好,不用单独再接电源。

3)一个USB转TTL串口,用于接调试串口,登录系统用。

4)一根网线,用于连接PC和板子,验证ssh和scp功能。

2.2.软件

1) http://down.myir-tech.com/MYS-6ULX/ ,这个是米尔官方提供的板子资料链接,里面包括了Uboot、Kernel、Yocto相关文件、下载工具、文档等。

因为本文重点是Buildroot 制作根文件系统,所以其他相关内容不在这里介绍。它提供的Mfgtool包里已经包含了板子配套的Uboot、Kernel、设备树文件、根文件系统。我这里就只是把原来Yocto生成的根文件系统做个替换。

2)Buildroot,官方下载地址为:https://buildroot.org/downloads/

我使用的是buildroot-2019.02.tar.gz,较新的一个版本。我是把它解压到Ubuntu的~(当前用户的home目录下)目录下。

3)工具链,我这里使用的是Linaro的gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz 这个版本,我是把它解压到Ubuntu的/opt 目录下。

工具链的官方下载链接:

关于工具链问题,这里多唠叨几句。第一点要注意的是Buildroot可以使用已经安装好的工具链,比如Linaro,但是它不支持Yocto生成的工具链,具体原因大家看下面这段英文描述吧,

我一开始就是用Yocto产生的工具链去编译的,结果确实报了一个关于sysroot的错误,这里大家要注意下。

至于我为什么要用这个版本的工具链,原因是有一家模组厂,他们的一个通信模块提供的SDK对交叉编译链的gcc版本有指定要求,所以只能配合它选择了这个版本。

3.Buildroot根文件系统制作

详细步骤如下:

1)进入到buildroot解压后的对应目录中

cd buildroot-2019.02

2)用默认的配置文件生成.config文件,

sudo make imx6ulevk_defconfig

注1:imx6ulevk_defconfig 这个文件在/buildroot-2019.02/configs 目录里,需要根据你使用的具体芯片型号来选择,因为我使用的6ULL,所以用这个。假设你使用的是I.MX7,那么你就选择imx7开头的

注2:因为我这边没加sudo编译报错,所以加上了sudo,你可以先不加sudo试试

3)make menuconfig进行定制化配置

sudo make menuconfig

弹出如下界面: 

Buildroot 的配置选项简单介绍如下:

  • Target options

目标选项。包括处理器体系结构、二进制文件格式、架构系列、ABI、浮点运算、指令集。

对应到我这里使用的I.MX6ULL,它的CPU架构是cortex-A7架构

你如果用的是I.MX6D,那它对应的就是cortex-A9架构。

  • Build options

编译选项,和编译相关的配置。

这里我没做修改,用的是默认设置。

  • Toolchain

交叉编译链。选择哪种编译链,包括 Buildroot 自身提供的和外部的。针对我这里使用的情况,需要修改以下几处内容:

注1:上面标号6那里External toolchain gcc version的查看方式是:先 export PATH=$PATH:/opt/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

设置完环境变量,然后使用arm-linux-gnueabihf-gcc -v查看

arm-linux-gnueabihf-gcc -v

结果如下:

当然咱们下载的交叉编译链名字里的那个7.3.1就是这个gcc版本,不过这样查看下心里更有底。

注2:External toolchain kernel header series在工具链目录终里的version.h中,我的工具链具体是在:./arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include/linux/version.h ,你如果不知道具体在哪,很好办,进入到你的交叉工具链目录里,使用find指令很快就找到了

find -name version.h

找到文件后,然后打开看一下,里面就有

你还得用计算器把这个十进制换算成16进制,40A03,再对应10进制版本就是4.10.3版本。

  •  System configuration系统配置选项。例如hostname,banner,busybox,password,console等一些配置

比如咱们这里的hostname默认是buildroot。

这里需要核对一下登录的串口号是否配置正确,

  • Kernel

配置嵌入式系统的内核.因为我们不在Buildroot里编译内核,所以我们不需要选中内核相关配置。默认的是选择的,需要取消掉。

  • Target packages

文件系统运用程序以及库安装包。包含 1800 多种 buildroot package,供我们选择性的安装。

这里我要使用dropbear来实现ssh和scp的功能,只要到Networking application里选中就行了。

你可能会好奇的问,你是怎么知道在这个路径下的,告诉你一个方法,使用/ 搜索dropbear

得到的提示信息如下,里面告诉了你具体位置在哪。

  •  Filesystem images

文件系统镜像文件。生成各种类型的根文件系统,例如 BUIFS、EXT2/3/4、jffs2 等。

这里使用如下的默认配置:

  •  Bootloaders

系统引导程序。包括 Barebox、mxs-bootlets、U-boot等。因为这里我不在Buildroot里编译Uboot,所以不做配置。默认是选择了Uboot的,这里把它取消掉。

  • Host utilities

嵌入式系统的主机工具。选择一些需要的工具。

  • Legacy config options

历史遗留的配置。该版本的 buildroot 已经删除或者不支持的内容。

4)make all编译

sudo make all

会编译一段时间,不是很长,编译完之后,输出结果位于output/images 下,会生成rootfs.tar格式文件。

5)将rootfs.tar转成成bz2格式文件

cd output/images/
sudo mkdir rootfs
sudo tar xvf rootfs.tar -C ./rootfs/
cd rootfs/
sudo tar -cjf core-image-base-myd-y6ull14x14.rootfs.tar.bz2 *

因为Mfgtool里面的rootfs文件格式bz2格式,所以这里先解压,再压缩成bz2格式文件,最后放到Mfgtool对应目录里,通过USB烧写到板子里就行了。

4.结果查看

烧录到板子里正常启动后,使用USB转TTL串口,连接PC和板子,可以看到系统可以正常起来,host name是buildroot,和我们上面的配置一致。

ls/cd等命令也可以正常使用,

再看看我们上面添加的dropbear,执行以下步骤:

1)先查看dropbear的版本

dropbear –V

提示如下信息:

说明我们的dropbear已经成功弄进去了。

2)Linux内核启动后,dropbear会自动启动。 通过键入以下命令验证dropbear是否正在侦听端口22

netstat -tln

3)使用cd命令先进入到 /etc/dropbear目录,并使用以下命令生成dropbear密钥

dropbearkey -t ecdsa -f dropbear_ecdsa_host_key

提示如下:

4)使用passwd给板子root用户设置一个密码

passwd

5) 插上网线连接PC和板子,ifconfig 配置网卡,电脑IP网段要和板子一致。

ifconfig eth1 192.168.20.224

5)之后就可以正常使用ssh和scp了

ssh登录成功如下:

scp也可以使用,用来方便的和windows主机进行上传下载文件。

5.结束语

使用Buildroot相比Yocto环境的搭建和具体使用要简单的多,它的整体使用和编译uboot、kernel差不多,同时生成的根文件系统也比较精简,建议大家尝试尝试。另外通过这次Buildroot我深刻的体会到利用第三方工具来构建系统的便捷之处,之前我还不理解为什么有这种东西的存在,对比我之前手动用busybox去构建根文件系统,以及自己编译移植dropbear到文件系统里,使用Buildroot这种工具真是方便的太多了,实践出真知啊。

本期相关的资料在百度网盘,链接:https://pan.baidu.com/s/1odWTqYx2hY1FwK5YhjZEzg 

提取码:ea36

里面包含了本篇文章使用的交叉工具链、Buildroot、以及Buildroot我最终使用的config文件(源文件是.config,这里做了改名,如果你要直接用,把它放到你的Buildroot目录里,更换成.config名字)

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本篇文章完整内容见附件pdf文档:

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使用Buildroot为I.MX6制作根文件系统》上有2条评论

  1. 杰瑞鼠

    真的很佩服你从单片机转到linux把linux玩的这么溜,我买了韦东山的mp157的开发板,整了好久还入不了门。你的系列文章我看了一遍,不知道是否要再买一个你文章中用到的板子。MP1你用过吗?如果是这个板子,入门学好Linux有啥建议?我也是会单片机开发,会用rt-thread微操作系统。一直想入门linux突破职业瓶颈。
    2730122869希望能有机会向你学习沟通交流。

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