IMX6ULL 移植

本篇的目的是为了学习 linux 驱动的整个流程，先尝试烧录正点原子的原厂代码，我们这里采用 SD 卡启动。

正点原子在源码目录下已经有了相关的烧录文件，由于笔者是 linux 环境，不能使用 NXP 提供的 mfgtool, 好在原子提供了制作 SD 卡系统的脚本，路径如下:

1	【正点原子】阿尔法Linux开发板（A盘）-基础资料/05、开发工具/04、正点原子MFG_TOOL出厂固件烧录工具/mfgtool/Profiles/Linux/OS Firmware/files

就是这个 imx6mksdboot.sh 文件。我们需要一些改变，这里直接替换成我的脚本即可。

#! /bin/sh
#I.MX6 SD卡启动系统烧写脚本
#version v1.1
#Author QQ1252699831
#company 广州星翼电子科技有限公司

#version v1.0 2019.10.26
#version v1.1 2020.11.7 1.添加判断文件系统是否存在/lib/modules目录的功能，再解压模块
VERSION="1.1"
#打印用法
usage ()
{
  echo "

用法: `basename $1` [选项] <(必选)-device> <(可选)-flash> <(可选)-ddrsize>
用法示例：
sudo ./imx6mksdboot.sh -device /dev/sdd
sudo ./imx6mksdboot.sh -device /dev/sdd -flash emmc -ddrsize 512 
命令选项:
  -device              SD卡块设备节点 (例如/dev/sdx)
  -flash	       请选择开发板Flash类型（emmc | nand）
  -ddrsize	       请选择DDR大小 （512 | 256） 
可选选项:
  --version             打印版本信息.
  --help                打印帮助信息.
"
  exit 1
}
#Uboot默认值
Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx'

#execute执行语句成功与否打印
execute ()
{
    cmd="$1"
    sh -c "$cmd" >/dev/null
    if [ $? -ne 0 ]; then
        echo
        echo "错误: 执行 $cmd"
        echo
        exit 1
    fi
}

#打印版本信息
version ()
{
  echo
  echo "`basename $1` version $VERSION"
  echo "I.MX6 SD卡制卡脚本"
  echo

  exit 0
}

#判断参数个数
arg=$#
if [ $arg -ne 6 ];then
number=1

while [ $# -gt 0 ]; do
  case $1 in
    --help | -h)
      usage $0
      ;;
    -device) shift; device=$1; shift; ;;
    --version) version $0;;
    *) copy="$copy $1"; shift; ;;
  esac
done
#判断字符串是否为零
test -z $device && usage $0
echo ""
echo "根据下面的提示，补全缺省的参数-flash -ddrsize"
read -p "请选择开发板参数，输入数字1~4，按Enter键确认
1.-flash emmc，-ddrsize 512
2.-flash emmc，-ddrsize 256
3.-flash nand，-ddrsize 512
4.-flash nand，-ddrsize 256 
输入数字1~4(default 1): " number
if [ -z $number ];then
  echo "使用默认参数:EMMC版本，DDR大小为512MB"
else
  case $number in
    1)  echo '您已经选择开发板参数为：EMMC版本，DDR大小为512MB'
	Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx'
    ;;
    2)  echo '您已经选择开发板参数为：EMMC版本，DDR大小为256MB'
	Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr256-emmc.imx'
    ;;
    3)  echo '您已经选择开发板参数为：NAND FLASH版本，DDR大小为512MB'
	Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-nand-sd.imx'
    ;;
    4)  echo '您已经选择开发板参数为：NAND FLASH版本，DDR大小为256MB'
	Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr256-nand-sd.imx'
    ;;
    *)  echo '输入的参数有误，退出制卡';exit;
    ;;
esac
fi
else
#命令行处理，根据选项获得参数
while [ $# -gt 0 ]; do
  case $1 in
    --help | -h)
      usage $0
      ;;
    -device) shift; device=$1; shift; ;;
    -flash) shift; flash=$1; shift; ;;
    -ddrsize) shift; ddrsize=$1; shift; ;;
    --version) version $0;;
    *) copy="$copy $1"; shift; ;;
  esac
done
  if [ $flash = "emmc" -a $ddrsize = "512" ];then
    Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx'
    echo '您已经选择开发板参数为：EMMC版本，DDR大小为512MB'

  elif [ $flash = "emmc" -a $ddrsize = "256" ];then
    Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr256-emmc.imx'
    echo '您已经选择开发板参数为：EMMC版本，DDR大小为256MB'

  elif [ $flash = "nand" -a $ddrsize = "512" ];then
    Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-nand-sd.imx'
    echo '您已经选择开发板参数为：NAND FLASH版本，DDR大小为512MB'

  elif [ $flash = "nand" -a $ddrsize = "256" ];then
    Uboot='u-boot-imx6ull-14x14-ddr256-nand-sd.imx'
    echo '您的开发板参数为：NAND FLASH版本，DDR大小为256MB'
  else
    echo '参数有误!'
    usage $0
  fi 
fi

#测试制卡包当前目录下是否缺失制卡所需要的文件
sdkdir="$PWD"
set -- "$sdkdir"/filesystem/*.tar.*
rootfs_archive="$1"

if [ ! -d "$sdkdir" ]; then
   echo "错误: $sdkdir 目录不存在"
   exit 1
fi

if [ ! -e "$rootfs_archive" ]; then
  echo "错误: $sdkdir/filesystem/ 下找不到文件系统压缩包"
  exit 1
fi

if [ ! -f "$sdkdir/boot/zImage" ]; then
  echo "错误: $sdkdir/boot/ 下找不到 zImage"
  exit 1
fi
#判断选择的块设备是否存在及是否是一个块设备
if [ ! -b "$device" ]; then
  echo "错误: $device 不是一个块设备文件"
  exit 1
fi
#这里防止选错设备，否则会影响Ubuntu系统的启动
devbase=$(basename "$device")
removable=$(cat "/sys/block/$devbase/removable" 2>/dev/null)
if [ "$device" = '/dev/sda' ] && [ "$removable" != "1" ];then
  echo "请不要选择sda设备，/dev/sda通常是您的Ubuntu硬盘!
继续操作你的系统将会受到影响！脚本已自动退出"
  exit 1 
fi
echo "即将进行制作SD系统启动卡，大约花费几分钟时间,请耐心等待!"
echo "************************************************************"
echo "*         注意：这将会清除$device所有的数据               *"
echo "*         在脚本执行时请不要将$device拔出                 *"
echo "*             请按<Enter>确认继续                          *"
echo "************************************************************"
read enter

#格式化前要卸载
for i in `ls -1 "$device"?`; do
 echo "卸载 device '$i'"
 umount "$i" 2>/dev/null
done

#执行格式化$device
execute "dd if=/dev/zero of=\"$device\" bs=1024 count=1024"

#第一个分区为64M用来存放设备树与内核镜像文件，因为设备树与内核都比较小，不需要太大的空间
#第二个分区为SD卡的总大小-64M，用来存放文件系统
cat << END | fdisk -H 255 -S 63 $device
n
p
1

+64M
n
p
2


t
1
c
a
1
w
END

#两个分区处理
PARTITION1=${device}1
if [ ! -b "${PARTITION1}" ]; then
        PARTITION1=${device}1
fi

PARTITION2=${device}2
if [ ! -b "${PARTITION2}" ]; then
        PARTITION2=${device}2
fi

#第一个分区创建为Fat32格式
echo "格式化 ${device}1 ..."
if [ -b "${PARTITION1}" ]; then
	mkfs.vfat -F 32 -n "boot" "${PARTITION1}"
else
	echo "错误: /dev下找不到 SD卡 boot分区"
fi
#第二个分区创建为ext3格式
echo "格式化${device}2 ..."
if [ -b "${PARTITION2}" ]; then
	mkfs.ext3 -F -L "rootfs" "${PARTITION2}"
else
	echo "错误: /dev下找不到 SD卡 rootfs分区"
fi

while [ ! -e "$device" ]
do
sleep 1
echo "wait for $device appear"
done

echo "正在烧写${Uboot}到${device}"
execute "dd if=\"$sdkdir/boot/$Uboot\" of=\"$device\" bs=1024 seek=1 conv=fsync"
sync
echo "烧写${Uboot}到${device}完成！"

echo "正在准备复制..."
echo "正在复制设备树与内核到${device}1，请稍候..."
execute "mkdir -p /tmp/sdk/$$"

while [ ! -e "${device}1" ]
do
sleep 1
echo "wait for ${device}1 appear"
done

execute "mount \"${device}1\" /tmp/sdk/$$"
execute "cp -r \"$sdkdir\"/boot/*${flash}*.dtb /tmp/sdk/$$/"
execute "cp -r \"$sdkdir/boot/zImage\" /tmp/sdk/$$/"
#execute "cp $sdkdir/boot/alientek.bmp /tmp/sdk/$$/"
sync
echo "复制设备树与内核到${device}1完成！"

if [ "$copy" != "" ]; then
  echo "Copying additional file(s) on ${device}p1"
  execute "cp -r \"$copy\" /tmp/sdk/$$"
fi

echo "卸载${device}1"
execute "umount /tmp/sdk/$$"
sleep 1
#解压文件系统到文件系统分区
#挂载文件系统分区
execute "mkdir -p /tmp/sdk/$$"
execute "mount \"${device}2\" /tmp/sdk/$$"

echo "正在解压文件系统到${device}2 ，请稍候..."
rootfs=`ls -1 filesystem/*.tar.*`
execute "tar jxfm \"$rootfs\" -C /tmp/sdk/$$"
sync
echo "解压文件系统到${device}2完成！"

#判断是否存在这个目录，如果不存在就为文件系统创建一个modules目录
if [ ! -e "/tmp/sdk//lib/modules/" ];then
mkdir -p /tmp/sdk/lib/modules/
fi

echo "正在解压模块到${device}2/lib/modules/ ，请稍候..."
modules=`ls -1 modules/*.tar.*`
execute "tar jxfm \"$modules\" -C /tmp/sdk/$$/lib/modules/"
sync
echo "解压模块到${device}2/lib/modules/完成！"

echo "卸载${device}2"
execute "umount /tmp/sdk/$$"

execute "rm -rf /tmp/sdk/$$"
sync
echo "SD卡启动系统烧写完成！"

之后的烧录我们将 uboot，dtb，zimage 文件放在 boot 目录即可。

这里我由于是准备烧录 SD 卡，命令如下。

1	./imx6mksdboot.sh -device /dev/sda -flash emmc -ddrsize 512

注意: -device /dev/<设备> 这里要十分注意，不然可能会破坏系统

烧录完毕之后上电即可。

1 准备

我们先将文件准备好。

1 2	$ ls gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga

目前先针对 uboot 移植，这是 NXP 的原版代码，我们需要根据自己的开发板进行适配。

在本机上安装依赖。

1
2
3

sudo apt update
sudo apt install -y u-boot-tools device-tree-compiler \
    bison flex libssl-dev make bc build-essential

2 移植

2.1 uboot 初编译

cd uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- mrproper
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- -j$(nproc)

过程中由于本机已经安装了一些软件可能导致头文件冲突而报错，比如我这里发现的报错。

由于 uboot 本身自带了一套 libfdt，这里的路径自动优先使用了我本机的，于是把本机的先删除掉。

1 2	sudo apt-get remove libfdt-dev sudo apt-get purge libfdt-dev

编译完成之后发现生成了 u-boot.imx，u-boot.bin，u-boot

1 2	$ ls u-boot* u-boot u-boot.bin u-boot.cfg u-boot.imx u-boot.lds u-boot.map u-boot-nodtb.bin u-boot.srec u-boot.sym

我们将编译好的 imx 文件替换掉原烧录程序的 imx 就可以了。

$ pwd
<路径>/【正点原子】阿尔法Linux开发板（A盘）-基础资料/05、开发工具/04、正点原子MFG_TOOL出厂固件烧录工具/mfgtool/Profiles/Linux/OS Firmware/files
$ mv boot/u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx boot/u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx.bak
$ cp -ar /home/jvle/Desktop/works/IMX6ULL/porting/uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/u-boot.imx boot/u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx

之后进入 uboot 可能报错如下。这是提示不能找到对应的设备树，我们设置一下就可以了。

Welcome to minicom 2.9

OPTIONS: I18n
Port /dev/ttyUSB0, 21:07:46

Press CTRL-A Z for help on special keys



U-Boot 2016.03 (Jun 12 2026 - 22:09:07 +0800)

CPU:   Freescale i.MX6ULL rev1.1 69 MHz (running at 396 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 43C
Reset cause: POR
Board: MX6ULL 14x14 EVK
I2C:   ready
DRAM:  512 MiB
MMC:   FSL_SDHC: 0, FSL_SDHC: 1
*** Warning - bad CRC, using default environment

Display: TFT43AB (480x272)
Video: 480x272x24
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
Net:   Board Net Initialization Failed
No ethernet found.
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
reading boot.scr
** Unable to read file boot.scr **
reading zImage
6792136 bytes read in 378 ms (17.1 MiB/s)
Booting from mmc ...
reading imx6ull-14x14-evk.dtb
** Unable to read file imx6ull-14x14-evk.dtb **
Kernel image @ 0x80800000 [ 0x000000 - 0x67a3c8 ]

Starting kernel ...

临时设置一下设备树文件，并且我们加载一下镜像并启动。

1
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setenv fdt_file imx6ull-14x14-emmc-7-1024x600-c.dtb
run loadimage
run mmcboot

结果如下:

我们并没有替换 linux kernel，内核还是原本的文件。

alt text

可以看到虽然系统可以使用了，但是 LCD 的显示依然存在问题。因为原版本的 uboot 是会初始化 LCD 并显示开机 logo 的，这里并没有显示。笔者猜测这里的 LCD 在内核当中再次进行了初始化，因此可以正常显示，但是在 uboot 当中并没有显示。

修改 uboot 的驱动一般都是在 xxx.h 和 xxx.c 两个文件当中，xxx 是板子的名称。

这里我们修改 uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/board/freescale/mx6ullevk/mx6ullevk.c 的内容。

这部分决定了:

分辨率
刷新时序
显示的范围

struct display_info_t const displays[] = {{ 
    .bus = MX6UL_LCDIF1_BASE_ADDR,
    .addr = 0, 
    .pixfmt = 24,
    .detect = NULL,
    .enable = do_enable_parallel_lcd,
    .mode   = {  
        .name           = "TFT7016",
        .xres           = 1024,
        .yres           = 600,
        .pixclock       = 19531,
        .left_margin    = 140,
        .right_margin   = 160,
        .upper_margin   = 20,                                                                                                                                                           
        .lower_margin   = 12,
        .hsync_len      = 20,
        .vsync_len      = 3,
        .sync           = 0,
        .vmode          = FB_VMODE_NONINTERLACED
} } };

然后修改 uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/include/configs/mx6ullevk.h。

将所有的 panel=TFT43AB 都替换为 panel=TFT7016。

这部分决定了:

uboot 是否初始化 LCD
是否显示 logo。

再次重新编译 uboot。

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2
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cd uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- -j$(nproc)

之后再次替换，结果如下:

alt text

2.2 linux 初编译

cd linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- mrproper
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- -j$(nproc) zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- -j$(nproc) imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb

在烧录目录（【正点原子】阿尔法Linux开发板（A盘）-基础资料/05、开发工具/04、正点原子MFG_TOOL出厂固件烧录工具/mfgtool/Profiles/Linux/OS Firmware/files）下将编译完成的设备树和内核拷贝过去。

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$ cp -ar /home/jvle/Desktop/works/IMX6ULL/porting/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb boot/my-emmc-sd.dtb
$ mv boot/zImage boot/zImage/bak
$ cp -ar /home/jvle/Desktop/works/IMX6ULL/porting/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/arch/arm/boot/zImage boot/zImage

之后启动 uboot。我们观察到，确实将刚编译的设备树和内核替换进了 SD 卡。

=> printenv mmcdev mmcpart mmcroot image fdt_file
mmcdev=0
mmcpart=1
mmcroot=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw
image=zImage
fdt_file=undefined
=> mmc dev
switch to partitions #0, OK
mmc0 is current device
=> fatls mmc 1:1
  6785480   zimage 
    39459   imx6ull-14x14-emmc-4.3-480x272-c.dtb 
    39459   imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb 
    39459   imx6ull-14x14-emmc-7-800x480-c.dtb 
    39459   imx6ull-14x14-emmc-7-1024x600-c.dtb 
    39459   imx6ull-14x14-emmc-10.1-1280x800-c.dtb 
    40295   imx6ull-14x14-emmc-hdmi.dtb 
    40203   imx6ull-14x14-emmc-vga.dtb 

8 file(s), 0 dir(s)

=> fatls mmc 0:1
    40381   imx6ull-14x14-emmc-10.1-1280x800-c.dtb 
    40381   imx6ull-14x14-emmc-4.3-480x272-c.dtb 
    40381   imx6ull-14x14-emmc-4.3-800x480-c.dtb 
    40381   imx6ull-14x14-emmc-7-1024x600-c.dtb 
    40381   imx6ull-14x14-emmc-7-800x480-c.dtb 
    41217   imx6ull-14x14-emmc-hdmi.dtb 
    41125   imx6ull-14x14-emmc-vga.dtb 
    36093   my-emmc-sd.dtb 
  6680392   zimage 

9 file(s), 0 dir(s)

之后启动。

=> setenv fdt_file my-emmc-sd.dtb
=> echo $fdt_file
my-emmc-sd.dtb
=> run loadimage
reading zImage
6680392 bytes read in 372 ms (17.1 MiB/s)
=> run mmcboot

会发现黑屏了，因为我们目前没有给显示屏适配驱动。

根文件系统

TODO