10 更新（构建） bootloader、内核、文件系统

10.1 准备

Linux平台上有许多开源的嵌入式linux系统构建框架(框架的意思就是工具)，这些框架极大的方便了开发者进行嵌入式系统的定制化构建，目前比较常见的有OpenWrt, Buildroot, Yocto,等等。其中Buildroot功能强大，使用简单，而且采用了类似于linux kernel的配置和编译框架，所以受到广大嵌入式开发人员的欢迎。

本章重点介绍使用Buildroot_2019.02LTS版构建文件系统和u-boot, kernel镜像的方法，并从这三个部分入手，描述如何使用Buildroot构建一个适合100ask_imx6ull系列开发板的嵌入式Linux系统。

在构建文件系统时，还简要介绍了如何通过Buildroot将QT5图形系统集成到文件系统中, 方便用户后续开发QT5的应用程序。

注意：确保Ubuntu能ping通外网(比如：ping news.qq.com)。确保可以下载源码、配置工具链。

10.2编译Linux Kernel

10.2.1 Linux内核介绍

10.3开发板使用NFS根文件系统

注意：所谓根文件系统就是类似Windows的C盘，里面存放有必须的APP、库文件、配置文件。通过NFS可以把Ubuntu的某个目录，当作板子的“C盘”──Linux中称之为根文件系统。

Buildroot编译完成之后生成的rootfs.tar.bz2，可以解压之后放到NFS服务器上作为NFS ROOT文件系统供开发板使用。使用NFS文件系统，便于程序的开发调试。所谓NFS服务器，就是我们在VMWare上运行的Ubuntu。

使用NFS根文件文件系统之前时，我们一般还会在u-boot使用tftpboot命令从Ubuntu或Windows中下载内核文件zImage和设备树文件，所以：使用VMware桥接网络时：Ubuntu上既要配置NFS服务，也要配置TFTP服务。

对于Ubuntu，如果你按照《安装Ubuntu软件》章节来安装过Ubuntu的软件，那么NSF和TFTP服务都安装好了。

也可以手工安装这些服务，请参考《在Ubuntu中安装、配置NFS》章节安装NFS服务，参考《Ubuntu安装TFTP服务》章节安装TFTP服务。

10.3.1 准备好文件

使用NFS根文件系统时，涉及3个文件：zImage、设备树(比如100ask_imx6ull-14x14.dtb)、rootfs.tar.bz2(解压到Ubuntu某个目录,比如/home/book/nfs_rootfs)。

在U-Boot中通过tftpboot命令从Ubuntu/Windows中下载内核文件zImagen、100ask_imx6ull-14x14.dtb，设置Uboot启动参数使用Ubuntu的某个目录(比如/home/book/nfs_rootfs)作为根文件系统。

拷贝内核和设备树文件到tftp目录

如果使用VMware桥接网络，将出厂镜像或者自行编译的zImage和设备树文件100ask_imx6ull-14x14.dtb，拷贝到Ubuntu的 /home/book/tftpboot 目录。

把根文件系统压缩包解压到NFS目录

把使用buildroot构建得到的根文件系统rootfs.tar.bz2(在buildroot系统output/images目录下)，复制、解压到Ubuntu的/etc/exports文件中指定的目录里，即复制到/home/book/nfs_rootfs目录下，并解压(注意：解压时要用sudo)：

book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/images$ cp -rf  rootfs.tar.bz2  ~/nfs_rootfs/
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/images$ cd ~/nfs_rootfs
book@100ask:~/nfs_rootfs$ sudo tar  xjf  rootfs.tar.bz2

10.3.2 进入uboot界面

使用mobaxterm工具打开开发板串口，此时将开发板上电，在打印u-boot时按下任意键进入uboot界面。

对于IMX6ULL MINI EMMC版，可以进入uboot 使用dhcp 命令获取IP，如果无法动态获取IP可以通过参考下图使用 reset命令来重启系统，重启系统后会提示发现Net设备，此时就可以继续执行tftp命令和nfs挂载命令启动系统。

10.3.2.1 测试开发板与Ubuntu/Windows是否联通

查看Ubuntu系统IP地址，如下图所示在Ubuntu系统终端里使用 ifconfig查看所有网络设备的信息，获取到当前网卡设备的IP地址为 192.168.1.244 (也就意味着改IP地址的网段是192.168.1.1)

先在u-boot中设置开发板IP为192.168.1.112,然后在u-boot中使用ping命令测试开发板与Ubuntu系统是否连通(出现“alive”就表示联通):命令如下:

=> setenv ipaddr 192.168.1.112
=> ping 192.168.1.224

如果提示 host is alive 就表示开发板和Ubuntu系统可以互通，截图示例如下所示。

10.3.2.2 使用网络启动文件系统

注意：Uboot只能使用eth0，网线必须接入eth0，如下：

先在Ubuntu的TFTP目录中放入zImage和设备树文件，再在/home/book/nfs_rootfs目录下解压好根文件系统。

然后在U-Boot控制台执行以下命令启动单板，假设Ubuntu IP是192.168.1.224：

=> setenv serverip 192.168.1.224     //设置服务器的IP地址，这里指的是Ubuntu主机IP
=> setenv ipaddr 192.168.1.112   //设置开发板的IP地址。
=> setenv nfsroot /home/book/nfs_rootfs   //设置nfs文件系统所在目录。
=> run netboot    //设置完成后，运行网络启动系统命令