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野火i.MX6ULL Pro开发板移植Linux

书接上文，上次把U-Boot移植完成了，有兴趣的小伙伴可以通过传送门过去。

Linux系统的移植已经完成，但是果然还是移植没时间整理资料，没办法，2年级的娃真的很难辅导……

现在我对野火开发板的移植已经完成了纯净Linux系统、Busybox根文件系统、SDL+OpenGL、Python3.6，下一步开始移植音频、WIFI、蓝牙、以及按键系统，但是音频已经搞了两天了，移植找不到设备，看了无数遍源码，都无果，后来换上火哥提供的5月份的FullQt，依然是音频设备错误，技术客服回答可能是音频模块坏了，这两天会给我送一块新的板子来，希望一切顺利吧。

这篇里面先说说我的Linux和根文件系统的移植吧，以及关于Linux内核烧入eMMC和远程加载的几种方式，关于SDL的坎坷……先不挖坑了，有空再整理吧。

 

书归正传。

火哥提供的Linux没看，貌似集成的内容太多了，不够纯，因为我比较喜欢处，所以就从NXP官方已经准备好的系统开始移植吧。

其实NXP提供的系统源码基本是可以用的，要修改的东西比较少，那就直接动手烧录他的系统吧。

  • NXP官方系统烧录测试

NXP的系统可以从官网下载，或者从我提供的连接中下载都可以。

命令如下：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig

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

第一行命令用于清除工程中之前编译的残留文件，最好这样做，否则有惊喜。

第二行命令用于指定配置文件使用imx_v7_defconfig，这是EVK板子自带的东西。

第三行用于编译内核文件，时间比较长，尤其在虚拟机里做，你可以先吃杯泡面，回来就好了。

之后就编译出了Linux的内核文件，在arch/arm/boot中，如果存在zImage和imx6ull-14x14-evk.dtb两个文件表示成功，否则肯定是出问题了。我分析问题可能出现以下几种：

  1. 没有安装交叉编译环境，但如果你做了U-Boot移植，问题应该不在这；
  2. 没有安装lzop，直接apt-get安装一下即可；
  3. 配置文件名称写错了，imx_v7_defconfig；
  4. CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 后面没加空格，这个错误很低级。

如果两个文件都出来了，那么恭喜你，第一关过了。

下一步开始启动，启动前要保证几件事：

  1. 已经做好了U-Boot的移植，并且能够正常启动，如果不知道这是啥，去传送门看，先把U-Boot移植好了再回来看这个；
  2. 服务器端（Ubuntu或其他Linux端）安装了tftp或者nfs，关于这个教程这里不写了，问度娘吧。

用U-Boot启动NXP的Linux内核

先用tftp启动，把两个文件拷贝到tftp的目录下，启动tftp服务器。

启动U-Boot进入命令行模式，修改bootargs参数

setenv bootargs“console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw”

saveenv

设置U-Boot网络参数：

setenv ipaddr 192.168.1.55           //开发板IP地址

setenv ethaddr 00:04:9f:04:d2:35     //开发板网卡MAC地址

setenv gatewayip 192.168.1.1         //开发板默认网关

setenv netmask 255.255.255.0         //开发板子网掩码

setenv serverip 192.168.1.128         //服务器地址，也就是Ubuntu地址

saveenv                              //保存环境变量

然后尝试用tftp加载内核和设备树文件，并启动。

tftp 80800000 zImage

tftp 83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb

bootz 80800000 - 83000000

前两行是通过tftp命令把服务器端的两个文件拉下来放到指定位置，Linux内核放在80800000，设备树放在83000000，6ULL默认从80000000启动，但是这个位置已经放了U-Boot，而且我们U-Boot加载Linux的时候还需要用，所以位置要往后放，这个参数根据自己的喜好设置吧。

或者通过nfs启动也成，先把两个文件放到NFS的目录下，命令如下：

nfs 80800000 192.168.31.128:/home/mars/Linux/nfs/zImage

nfs 83000000 192.168.31.128:/home/mars/Linux/nfs/imx6ull-14x14-evk.dtb

bootz 80800000 - 83000000

通过我测试，我的NFS要比TFTP快很多。

另外就是可以设置bootcmd参数，把启动命令自动化，这样就不用每次进U-Boot启动Linux系统了。

setenv bootcmd “nfs 80800000 192.168.31.128:/home/mars/Linux/nfs/zImage; nfs 83000000 192.168.31.128:/home/mars/Linux/nfs/imx6ull-14x14-evk.dtb;bootz 80800000 - 83000000”

记得用saveenv保存参数。

这里有个小插曲，我觉得是大家可能会才到的坑，就是NFS加载的时候会出现ERROR:File lookup fail的错误，这是因为uboot中使用的NFS版本是V2，而ubuntu的NFS版本为V3或V4及以上版本，导致uboot不能在NFS服务器中找到文件，所以需要修改ubuntu中NFS的兼容。

打开/etc/default/nfs-kernel-server文件，改三行内容：

RPCNFSDCOUNT="-V 2 8"

RPCMOUNTDOPTS="-V 2 --manage-gids"

RPCSVCGSSDOPTS="--nfs-version 2,3,4 --debug --syslog"

改完之后重启nfs就可以了。

Linux内核启动后控制台会蹦出一堆的内核加载信息，但到了最后发现加载不过去了，提示“Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)”，这是没有根文件系统造成的，这个先忽略，后面会讲到。到了这里表示你的原始内核已经移植成功了，吃杯泡面奖励一下自己吧。

  • 改造自己的Linux内核

这部分内容对于野火用户来说非常友好，因为野火的开发板基本参考了NXP官方的板子，要改的东西不是很多，也没有太深奥的地方，甚至比隔壁家的还好弄。

2.1 添加自己的开发板配置文件

配置之前，先用make distclean清理一下工程，否则看着太乱。

上一节中我们编译官方内核的时候使用的是imx_v7_defconfig这个配置，这个文件在arch/arm/configs中，我们直接复制一份，重命名为imx_embedfire_emmc_defconfig，这里面是一些模块配置项，后面在移植声卡网卡一类的东西的时候需要改动，在这我们先不动了，永远是的就可以。

复制设备树文件，Linux内核中所有的设备树都存放在arch/arm/boot/dts中，素有imx6ull-开头的都是关于我们这块CPU的设备树，也是NXP官方已经写好的东西，我们从imx6ull-14x14-evk.dts直接入手。

复制这个文件，改名为imx6ull-embedfire-emmc.dts，今后涉及到设备树修改的，都需要在这里进行，本小结中先不动丫。

设备树文件有了，我们还希望在Makefile中能够找到他。

打开arch/arm/boot/dts/Makefile文件，搜索一下dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)，在最下面加入我们设备树的名字即可，这样在进行编译的时候就会按照我们的设备树文件编译出imx6ull-embedfire-emmc.dtb文件了。

至此，配置文件基本全部搞定，重新编译并通过U-Boot远程启动测试一下。

记得，在编译的时候使用imx_embedfire_emmc_defconfig这个配置。

2.2 修改eMMC驱动

在Linux内核源码中，eMMC采用的是4线模式的，而野火iMX6ULL Pro开发板用的是8线的，不改变也能用，但既然人家提供了8车道，为啥还要在4车道堵车呢！改丫的！

打开imx6ull-embedfire-emmc.dtb设备树文件，找到&usdhc2标签，修改成一下内容：

pinctrl-names = "default" , "state_100mhz" , "state_200hmz";

pinctrl-0 = <&pinctrl_usdhc2_8bit>;

pinctrl-1 = <&pinctrl_usdhc2_8bit_100hmz>;

pinctrl-2 = <&pinctrl_usdhc2_8bit_200mhz>;

bus-width = <8>;

non-removable;

status = "okay";

2.3 修改LCD驱动

LCD是在硬件开发中比较常用的一种设备，在U-Boot移植的文章中，我们已经做了野火7寸LCD的移植，在Linux下，可以搭配SDL、QT这样的GUI库制作出精美的UI界面。

在Linux中，应用程序是需要通过操作LCD实现字符、图片等内容的显示，在裸机开发中我们可以随意分配一块内存给LCD作为显存用，但是在Linux中，系统对内存管理是很严格的，对于系统内存和用户内存有着明确的划分，正常情况下是不予许随意访问的，而在我们的LCD编程中，我们的驱动程序和应用程序都需要访问同一款叫做“显存”的虚拟内存实现绘制，所以为了解决这个问题，FrameBuffer应运而生，系统内核通过FrameBuffer对显存进行控制，对界面操作最终都是基于FB进行编程的。在Linux一切接文件的中心思想引领下，我们可以在/dev目录下找到显存对应的fbX的一系列文件，我们今天要做的LCD显示用的是/dev/fb0。

LCD的驱动有很多，NXP官方和野火及隔壁家的开发板都是使用的RGB888的协议，驱动NXP官方已经写好了，会在/dev下面生成一个fb0的设备，如果有多个显示设备的话还会出现fb1、fb2…。

过多的理论性内容网上一大堆，不啰嗦了，开始实战。

在Linux配置外设，无非就是操作设备树文件，对于相同协议的LCD，驱动基本上都是一样的，只需要根据不同的LCD硬件调整参数。在移植U-Boot的时候，对于LCD的移植已经讲得很清楚了，就是修改类似控制器hspw、hbp、hfp等等一些时间相关的参数。

打开imx6ull.dtsi文件，找到cdif:lcdif@021c8000这个节点，这里所有的配置项就是用于控制LCD显示的，这个节点在I.MX6ULL平台中是通用的，既然是通用也就意味着丫是不完整的，所以还需要我们在自己的imx6ull-embedfire-emmc.dts中做更进一步的配置。

我们先看imx6ull.dtsi文件中关于LCD节点的描述。compatible，这个字段在配置文件中是通用的，表示兼容性，LCD的兼容属性是"fsl,imx6ul-lcdif"和"fsl,imx28-cldi"，在原文件中搜索就可以看到相关适配驱动的信息，有兴趣的可以读读源码。

打开imx6ull-embedfire-emmc.dts，找到pinctrl_lcdif_dat段，这部分是关于LCD用到引脚的配置，野火开发板和NXP开发板的引脚结构是相同的，所以这里基本不用改，而且建议大家以后做实际项目的时候尽量也用这些官方推荐的引脚。

第二个要修改的是&lcdif段，这里是关于LCD具体参数的配置，这里改的东西比较多，大部分需要根据你手头上用到的屏幕主板参数进行配置。

这里再次招来GT911的数据手册。

Item

Symbol

Values

Unit

Remark

Min.

Typ.

Max.

Horizontal Display Area

thd

-

800

-

DCLK

 

DCLK Frequency

fclk

26.4

33.3

46.8

MHz

 

One Horizontal Line

th

862

1056

1200

DCLK

 

HS pulse width

thpw

1

-

40

DCLK

 

HS Blanking

thb

46

46

46

DCLK

 

Vertical Display Area

tvd

-

480

-

TH

 

VS period time

tv

510

525

650

TH

 

VS pulse width

tvpw

1

-

20

TH

 

VS Blanking

tvb

23

23

23

TH

 

VS Front Porch

tvfp

7

22

147

 

 

 

  1. Pinctrl-0：这里面配置了引脚的具体情况，这里用不到复位，所以要删除pinctrl_lcdif_rest
  2. Bits-per-pixel：像素格式，我们采用的是RGB888的协议，所以宽度为24bit
  3. bus-width：线宽，根据自己板子的DATA信号线对应，野火7寸屏用的是DATA0~DATA23，所以我的是24线
  4. clock-frequency：像素时钟，搜侧重是33.3MHz，所以应该是33300000
  5. hactive：X轴像素数，800
  6. vactive：Y轴像素数
  7. hfront-porch，HFP,210
  8. hback-porch，HBP,46
  9. hsync-len，HSPW，1
  10. vback-porch，VBP，23
  11. vfront-porch，VFP，7
  12. vsync-len，VSPW，1
  13. hsync-active，HSYNC数据线极性，0
  14. vsync-active，VSYNC数据线极性，0
  15. de-active，DE数据线极性，1
  16. pixelclk-active，时钟数据线极性，0

这些参数设置好之后LCD就能正常显示了，如果出现花屏或者黑屏的情况，很有可能是某个参数写错了，尤其是宽高。

第二步就是配置背光。

NXP官方板子和野火用的都是GPIO1_IO08控制背光，所以关于pinctrl_pwm1这段也不需要修改，关于pwm1这个节点的信息，在imx6ull.dtsi文件中可以找到，如果找不到就直接在imx6ull-embedfire-emmc.dts中重写一个，尽量不要去改动imx6ull.dtsi，毕竟人家是通用的设备树信息。

在imx6ull-embedfire-emmc.dts文件中可找到&pwm1的段，status设置为okay启用背光，通过阅读Documentation/devicetree/indings/video/backlight/pwm-backlight.txt得知，节点backlight就是背光的设置段，compatible属性设置为pwm-backlight，对应的驱动文件是drivers/video/backlight/pwm_bl.c。背光的PWM频率官方推荐是5KHz，这个我们就不改他了，除非屏幕闪烁厉害。

brightness-levels属性描述了屏幕的亮度级别，原文件中只给出了几个值，我们把他扩展到0~255,0表示PWM占空比为0%，背光完全关闭，255表示背光占空比为100%，背光全亮。当然，这个值可以任意写，只要不超过255就行。

default-brightness-level表示当前亮度级别，随便设置啥都行，这个值表示的是brightness-levels的Index值。

调整完毕后重新编译，，启动新的内核，这时候如果屏幕上出现了小企鹅，恭喜你，LCD移植成功。

如果你的小企鹅没出来，看看menuconfig中Device Drivers -> Graphics support -> Bootup logo下面的三个选项是不是都选中了。

可以通过/sys/devices/platform/backlight/backlight/backlight下面的文件操作背光显示，需要注意的是，这个文件必须在开发板的系统下才能看到，在Ubuntu下是看不到这个文件系统的。当然，这是后话，因为这时候还没一直根文件系统涅。

这个目录下的max_brightness表示最大级别，也就是default-brightness-level的Index值，如果这里面我们设置了7个值，那max_brightness最大就是7，而不是255，不知道有没有表达清楚。

brightness表示当前的背光级别。

2.4 LCD的额外设置和LOGO修改

最喜欢的环节，改LOGO。

在你的Ubuntu系统中先装个软件爱你 netpbm，用apt-get可以直接下载安装。

做好你的LOGO，bmp和png都可以，然后用这个软件转换成ppm格式的。

具体命令如下：

bmptopnm rainbow.bmp > rainbow.pnm

pnmquant 224 rainbow.pnm > rainbow_224.pnm

pnmtoplainpnm rainbow_224.pnm > logo_linux_clut224.ppm

第一行可以换成pngtopnm，第二行命令要求源文件和目的文件不能重名，第三行尽量保持同名。

最后把 logo_linux_clut224.ppm复制到源码devices/video/logo/下替换原来的文件，并删除logo_linux_clut224.c和logo_linux_clut224.o。最好是在编译前清理一下工程，这样保证不会出问题。

这样LOGO就改成我们自己的了。

在U-Boot中，设置bootargs，加一个console=tty1的输出，即setenv bootargs 'console=tty1 console=ttymxc0,115200’，这样屏幕上就可以看到控制台输出内容了。

等移植完根文件系统之后，在修改etc/inittab文件，加入tty1::askfirst:-/bin/sh，这样我们的I.MX6ULL主板就可以接收到剪片的输入了。

在默认情况下，10分钟后LCD会黑屏，如果需要增长这个时间，或者是要设置永久亮屏，只需要修改源码drivers/tty/vt/vt.c文件中的blankinterval白能量即可，0表示常亮。

另外，进入系统后可以通过fbset查看屏幕的参数信息。

2.5 修改RTC

RTC也就是系统实时时钟，用于记录系统的时间，在野火I.MX6ULL Pro开发板上有一块纽扣电池专门用于在系统掉电后维持系统时间。而在Linux驱动中也已经写好了RTC的驱动程序，NXP已经帮我们最好了移植，所以这块我们就不用在动了，直接用就行。

进入系统后时间是错乱的，所以要通过date -s “2020-11-24 17:25:30”命令来设置系统时间，设置完毕后再用date命令查询时间，发现一切OK。

But，重启是否发现时钟有他娘的归零了！！

不要着急，吃桶泡面稳定一下情绪。

在date设置完之后，你还需要hwclock -w写入到RTC芯片中，这样你的时钟就保存下来了，而且他会自己运行。

Linux源码：https://download.csdn.net/download/suolong123/13507164

U-Boot移植：https://blog.csdn.net/suolong123/article/details/109905018