imx6ull pro 基础概念与环境搭建

2022-03-08 约 2190 字预计阅读 5 分钟次阅读

环境搭建目标

pc 可以通过 串口 连接到 开发板，并能查看输出日志
pc 可以通过 ssh 连接到 开发板。开发板默认登录用户名: root，无密码
在 pc 上配置好 arm 交叉编译工具链
准备好常用的源码: uboot源码、linux源码、buildroot源码

我使用 manjaro 作为开发环境；使用 imx6ull pro 作为运行/学习环境，开发板下载的工具里没有linux平台的，因此需要从下载资料的 ubuntu 虚拟机里提取。

开发板展示

各标号硬件含义

开发板启动方式（上图表号16对应状态）

boot	`sw1(lcd_data5)`	`sw2(lcd_data11)`	`sw3(boot_mode0)`	`sw4(boot_mode1)`
emmc	OFF	OFF	ON	OFF
sd	ON	ON	ON	OFF
usb	X	X	OFF	ON

注意：当设为 USB 启动时候，不能插上SD卡、TF卡；上电之后才可以插卡。刚出厂的板子在 emmc 上烧写了系统，开发板启动方式需要设置为 emmc 启动。

第一次启动开发板

设置开发板的打开方式为 emmc，打开电源开关

接串口

下载 linux 串口驱动程序 https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers 并编译之后在源码目录执行insmod ./xxx.ko，插入编译生成的内核模块(xxx.ko文件)
连接开发板电源线并打开开关，插拔 usb 线观察 /dev/ 下设备变化，发现插入 usb 后会多出 ttyUSB0 这一设备
执行 pacman -S minicom 下载 minicom
打开串口 minicom -D /dev/ttyUSB0 然后重启开发板(直接断点和上电)，后续就可以通过 minicom 看到串口日志了（需要开发板默认打开串口输出）

ssh 连接到开发板

给开发板联网并重启，在系统选项里设置网络(ip、子网掩码、网关)并用 PC ssh 连接上去
接上串口，用 minicom 来观察日志输出

搭建环境

下载开相关源码及工具

百度网盘下载,提取码:root

配置 arm gcc 交叉编译环境(使用imx6ull资料配置)

解压缩 ubuntu 的虚拟机文件（如果压缩文件是多个，需要都选中然后解压）
查看解压后的文件有几个 *.vmdk 文件，如果是多个则需要使用 vdiskmanager 合并为一个
使用 qemu-img 把 xxx.vmdk 文件转为 qemu 支持的 qcow2 文件

我的 linux 工作机用 qemu 而不是 vmware
挂载转换后的文件系统
使用mount挂载虚拟硬盘的家目录，大概是 /dev/nb0p4 挂载后可以通过 ls 命令看到book文件夹，这就是家目录，然后把文件 100ask_imx6ull-sdk 复制出来，在这个文件夹的ToolChain目录下有需要的arm编译链，具体目录是 100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot
配置环境变量，修改 ~/.bashrc 添加如下配置:

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export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
PATH=<arm交叉编译根目录>/bin:${PATH}
export PATH=$(echo ${PATH} | sed 's/:/\n/g' | sort | uniq | tr -s '\n' ':' | sed 's/:$//g')

配置好后重新打开终端或执行source ~/.bashrc 之后打开终端，运行 arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -v，查看是否有如下信息输出(如果没有，重新执行这一步):

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Using built-in specs.
COLLECT_GCC=/data/environment/gcc-arm/bin/arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc.br_real
COLLECT_LTO_WRAPPER=/data/environment/gcc-arm/bin/../libexec/gcc/arm-buildroot-linux-gnueabihf/7.5.0/lto-wrapper
Target: arm-buildroot-linux-gnueabihf
Configured with: ./configure --prefix=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host --sysconfdir=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host/etc --enable-static --target=arm-buildroot-linux-gnueabihf --with-sysroot=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host/arm-buildroot-linux-gnueabihf/sysroot --enable-__cxa_atexit --with-gnu-ld --disable-libssp --disable-multilib --disable-decimal-float --with-gmp=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host --with-mpc=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host --with-mpfr=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host --with-pkgversion='Buildroot 2020.02-gee85cab' --with-bugurl=http://bugs.buildroot.net/ --disable-libquadmath --enable-tls --enable-plugins --enable-lto --enable-threads --with-isl=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host --with-abi=aapcs-linux --with-cpu=cortex-a7 --with-fpu=neon-vfpv4 --with-float=hard --with-mode=arm --enable-languages=c,c++,fortran --with-build-time-tools=/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2020.02.x/output/host/arm-buildroot-linux-gnueabihf/bin --enable-shared --enable-libgomp
Thread model: posix
gcc version 7.5.0 (Buildroot 2020.02-gee85cab)

上述2、3、4步相关教程可以查看qcow2虚拟分区挂载

配置arm gcc交叉编译环境(这个留备后续使用，不需要配置)

arm 交叉编译工具下载地址: arm 交叉编译工具下载地址，或者复制到浏览器下载(这个包宿主机是x86，目标代码编译成arm的): https://armkeil.blob.core.windows.net/developer/Files/downloads/gnu/11.2-2022.02/binrel/gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz
下载并解压之后放置指定目录并改名为 gcc-arm，比如: /data/envrionment/gcc-arm/
配置环境变量，编辑 ~/.bashrc，在末尾加入如下代码:

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export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
PATH=<arm交叉编译根目录>/bin:${PATH}
export PATH=$(echo ${PATH} | sed 's/:/\n/g' | sort | uniq | tr -s '\n' ':' | sed 's/:$//g')

配置好后重新打开终端或执行source ~/.bashrc 之后打开终端，运行 arm-none-linux-gnueabihf-gcc -v，查看是否有如下信息输出(如果没有，重新执行这一步):

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Using built-in specs.
COLLECT_GCC=arm-none-linux-gnueabihf-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/data/environment/gcc-arm/bin/../libexec/gcc/arm-none-linux-gnueabihf/11.2.1/lto-wrapper
Target: arm-none-linux-gnueabihf
Configured with: /data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/src/gcc/configure --target=arm-none-linux-gnueabihf --prefix= --with-sysroot=/arm-none-linux-gnueabihf/libc --with-build-sysroot=/data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/build-arm-none-linux-gnueabihf/install//arm-none-linux-gnueabihf/libc --with-bugurl=https://bugs.linaro.org/ --enable-gnu-indirect-function --enable-shared --disable-libssp --disable-libmudflap --enable-checking=release --enable-languages=c,c++,fortran --with-gmp=/data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/build-arm-none-linux-gnueabihf/host-tools --with-mpfr=/data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/build-arm-none-linux-gnueabihf/host-tools --with-mpc=/data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/build-arm-none-linux-gnueabihf/host-tools --with-isl=/data/jenkins/workspace/GNU-toolchain/arm-11/build-arm-none-linux-gnueabihf/host-tools --with-arch=armv7-a --with-fpu=neon --with-float=hard --with-mode=thumb --with-arch=armv7-a --with-pkgversion='GNU Toolchain for the Arm Architecture 11.2-2022.02 (arm-11.14)'
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib
gcc version 11.2.1 20220111 (GNU Toolchain for the Arm Architecture 11.2-2022.02 (arm-11.14))

这里需要注意的是，如果下载的 arm 编译工具链与开发板文件系统的编译工具链 gcc 不一致，则会导致在 pc 上用跨平台编译工具链编译出来的程序无法在 arm 开发板上运行。解决办法：1. 重新编译开发板根文件系统、内核并烧写；2. 使用官方提供的交叉编译工具链

安装 make 项目管理命令

cortexA7 烧写工具

imx6ull 官方烧写工具是 mfgtools 操作简单，一键烧写整个镜像<用这个就可以>
nxp 提供的 uuu (Universal Update Utility) 又名 mfgtools 3.0

这块具体使用后续会有介绍

4. mkimage 工具

这一工具来源于 u-boot，用来给一个 bin 文件添加头部信息，芯片固件需要根据头部信息把 bin 文件放到内存中去执行执行 pacman -S u-boot 命令后，再次执行 mkimage -h 查看是否正确安装:

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mkimage: invalid option -- 'h'
Error: Invalid option
Usage: mkimage -l image
          -l ==> list image header information
       mkimage [-x] -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image
          -A ==> set architecture to 'arch'
          -O ==> set operating system to 'os'
          -T ==> set image type to 'type'
          -C ==> set compression type 'comp'
          -a ==> set load address to 'addr' (hex)
          -e ==> set entry point to 'ep' (hex)
          -n ==> set image name to 'name'
          -d ==> use image data from 'datafile'
          -x ==> set XIP (execute in place)
       mkimage [-D dtc_options] [-f fit-image.its|-f auto|-F] [-b <dtb> [-b <dtb>]] [-E] [-B size] [-i <ramdisk.cpio.gz>] fit-image
           <dtb> file is used with -f auto, it may occur multiple times.
          -D => set all options for device tree compiler
          -f => input filename for FIT source
          -i => input filename for ramdisk file
          -E => place data outside of the FIT structure
          -B => align size in hex for FIT structure and header
Signing / verified boot options: [-k keydir] [-K dtb] [ -c <comment>] [-p addr] [-r] [-N engine]
          -k => set directory containing private keys
          -K => write public keys to this .dtb file
          -G => use this signing key (in lieu of -k)
          -c => add comment in signature node
          -F => re-sign existing FIT image
          -p => place external data at a static position
          -r => mark keys used as 'required' in dtb
          -N => openssl engine to use for signing
       mkimage -V ==> print version information and exit
Use '-T list' to see a list of available image types

最后来一个例子

在开发机上编写一个例子

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#include <stdio.h>

int main (int argc, char* argv[])
{
    printf ("Hello World!\n");

    return 0;
}

开发机上的Makefile

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CC = arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc
CUR_DIR = $(shell pwd)
SRC = $(strip $(subst $(CUR_DIR), ., $(wildcard $(CUR_DIR)/*.c)))
TARGET = $(strip $(patsubst %.c, %.run, $(SRC)))

all:${TARGET}

%.run:%.c
        ${CC} -o $@ $<

clean:
        rm -f *.run
        rm -f *.o

编译

分别保存上述代码为 hello-world.c、makefile脚本为 Makefile，两个文件放在同级目录，执行 make 会在当前目录下生成 hello-world.run，使用 scp ./hello-world.run root@<开发机ip>:~ 把编译好的二进制文件传输到开发机，最后使用 ssh 登录到开发机上家目录执行 ./hello-world.run 即可看到输出结果。

至此，开发环境和开发板打通。