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Linux的系统启动卡制作及系统固化

Tronlong创龙科技

2021-6-8 14:51:18 3267 单片机 ARM NXP

本指导文档适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：Ubuntu 14.04.3 64bit

虚拟机：VMware14.1.1

U-Boot：U-Boot-2020.04

Kernel：Linux-5.4.70

Linux SDK：5.4.70_2.3.0

评估板支持通过Linux系统启动卡和板载eMMC存储设备两种方式启动。本文档主要演示Linux系统启动卡制作，以及将Linux系统固化至eMMC的方法。

1 Linux系统启动卡制卡工具包说明1.1 制卡工具包版本说明

产品资料“4-软件资料LinuxMakesdboot”目录下的mksdboot_AA_BB_CC.tar.gz压缩文件是Linux系统启动卡制卡工具包，主要包含U-Boot、Linux内核、设备树镜像文件，以及文件系统压缩包等内容。AA_BB_CC为制卡工具包的版本号，具体版本说明如下。

（1） AA：U-Boot发布版本。详细信息请查看“4-软件资料LinuxU-Boot”目录下的特性支持说明文件。

（2） BB：Linux内核发布版本。详细信息请查看“4-软件资料LinuxKernel”目录下的特性支持说明文件。

（3） CC：文件系统发布版本。详细信息请查看“4-软件资料LinuxFilesystem”目录下的特性支持说明文件。

1.2 制卡工具包目录说明

打开Ubuntu，将制卡工具包复制到"/home/tronlong/IMX8/"工作目录下，进入制卡工具包所在路径执行如下命令将其解压至当前目录，工具包名称请根据实际情况修改。

Host# tar -xvf mksdboot_10_10_10.tar.gz -C .

图 1

执行如下命令，查看解压后的制卡工具包具体内容。

Host# tree -L 3 mksdboot_10_10_10

图 2

（1） boot目录

Ø flash.bin：U-Boot启动镜像。

Ø Image：Linux内核镜像。

Ø *.dtb：基础设备树文件。

Ø README.md文件：制卡工具包、U-Boot、Linux内核、文件系统等版本信息说明文件。

（2） filesystem目录

Ø modules目录：主要存放Linux内核模块压缩包。

Ø rootfs目录：主要存放文件系统压缩包。

Ø tools目录：存放Shell脚本。

（3） mksdboot.sh文件：Linux系统启动卡制作脚本文件。

2 Linux系统启动卡制作

评估板出厂时，默认提供一张配套的Micro SD卡，此卡为可正常使用的Linux系统启动卡。本章节主要说明Linux系统启动卡的制作方法，可使用配套的Linux系统启动卡，或者使用新的空白Micro SD卡。如下步骤使用配套的Linux系统启动卡进行操作，如使用空白Micro SD卡，步骤类似。

2.1 MicroSD卡挂载

将Micro SD卡通过读卡器连接至PC机，Ubuntu系统识别后，一般会自动挂载Micro SD卡分区，如下图所示。

图 3

如Ubuntu系统未自动识别，请右击右下角的USB大容量存储设备图标，再点击"Connect (Disconnect from Host)"进行识别。

图 4

如无以上图标或者连接不成功，请尝试如下方法：

（1）请将Micro SD卡通过读卡器插到PC机USB 2.0接口，而不是USB 3.0接口，部分版本VMware可能不兼容USB 3.0。

（2）请将Micro SD卡插在PC机上，然后重启Ubuntu，在Ubuntu重启过程中不要取出。Ubuntu系统重启后，存储设备图标会重新出现。

2.2 Micro SD卡设备节点名确认

执行如下命令，确认Micro SD卡在Ubuntu系统的设备节点名。

Host#sudo fdisk -l

图5

可看到Micro SD卡设备节点是"/dev/sdb"，并且有三个分区，分别为sdb1、sdb2和sdb3分区。设备节点名字是可变的，一般插拔多次或者使用不同的卡插拔后，可能会显示sdc或者sdd。

2.3 PV工具安装

PV(Pipe Viewer)是一种基于终端的工具，用于通过管道监测数据的进度。

为了更直观地显示系统启动卡的制作进度，Linux系统启动卡制作过程中会使用到PV工具。请执行如下命令通过网络安装PV工具，如未安装PV工具将会导致系统启动卡制作失败。

Host#sudo apt-get install pv

图 6

2.4 Linux系统启动卡制作

如下为Linux系统启动卡制作命令。命令中"/dev/sdb"为Micro SD卡设备节点，如错误输入其他存储介质设备节点，将会造成存储介质数据损坏，请确认命令中设备节点无误后，再执行命令。

Host#sudo ./mksdboot.sh -d /dev/sdb

图 7

根据提示按回车键，进行Linux系统启动卡制作。

图 8

耗时约15~25min，Linux系统启动卡制作完成。同时，系统会打印提示信息，如下图所示。制作时间与Linux系统大小、Micro SD卡容量和接口性能有关。

图 9

执行如下命令，可看到新制作的Linux系统启动卡共有BOOT、rootfs和rootfs-backup三个分区。其中BOOT分区为FAT32格式，rootfs分区和rootfs-backup分区为EXT4格式。FAT32格式分区在Windows系统下可见，EXT4格式分区在Windows系统下不可见，三个分区在Linux系统下均可见。

图 10

BOOT分区：主要存放U-Boot启动镜像flash.bin、内核镜像Image、基础设备树文件等文件，从制卡工具包boot目录复制而来。使用Linux系统启动卡启动系统时，将使用此目录的flash.bin文件启动U-Boot。

rootfs分区：存放文件系统。

rootfs-backup分区：存放备份的文件系统。系统固化时，将其内容固化至eMMC文件系统分区。

点击右下角的大容量存储设备图标，选择"Disconnect(Connect to host)"选项（如下图），断开Micro SD卡和Ubuntu的连接，完成Linux系统启动卡制作。

图 11

2.5 从Linux系统启动卡启动系统

评估板断电，将Linux系统启动卡插入评估板Micro SD卡槽，根据评估底板丝印将拨码开关拨为11100(1~5)，此档位为系统启动卡启动模式。使用Micro USB线连接评估板的USB TO UART2调试串口至PC机，然后将评估板上电启动，串口调试终端会打印如下类似启动信息。

图 12

图 13

系统启动后会自动登陆root用户，说明使用Linux系统启动卡启动评估板成功。

图 14

可执行如下命令查看当前Linux内核版本信息。

Host#cat /proc/version

图 15

3 eMMC固化Linux系统3.1 系统启动卡和eMMC挂载信息说明

进入评估板系统后执行如下命令，查看Linux系统启动卡和eMMC挂载详细信息。

Target#df -h

图 16

表 1

Linux系统启动卡	BOOT分区	设备节点：/dev/mmcblk1p1
		挂载路径：/run/media/mmcblk1p1
	rootfs-backup分区	设备节点：/dev/mmcblk1p3
		挂载路径：/run/media/mmcblk1p3
eMMC设备	BOOT分区	设备节点：/dev/mmcblk0p1
		挂载路径：/run/media/mmcblk0p1
	rootfs分区	设备节点：/dev/mmcblk0p2
		挂载路径：/run/media/mmcblk0p2
	data分区（用户分区）	设备节点：/dev/mmcblk0p3
		挂载路径：/run/media/mmcblk0p3