使用Petalinux定制Linux系统

一、使用Petalinux定制Linux系统

1.1 建立petalinux和Vivado工作环境

source /tools/Xilinx/petalinux/settings.sh　　//sptl
source /tools/Xilinx/Vivado/2019.2/settings64.sh //svvd
echo $PETALINUX　　//验证petalinux工作环境已经设置

1.2 建立新的petalinux工程

petalinux-create --type project --template zynq --name ax_peta

1.3 导入硬件配置

cd ax_peta 
petalinux-config --get-hw-description ../xsa //硬件发生变化时，第一次需要重新导入
或者
petalinux-config　　//硬件没有发生变化，重新配置petalinux

在选项 Linux Components Selection 中可以配置 uboot 和 Linux 内核的来源，默认是 github上下载的，需要 Linux 主机连接互联网才能下载。
在选项 Image Packaging Configuration --> Root filesystem type 选项中选择 EXT，把根文件系统放在SD卡中
在选项 Subsystem AUTO Hardware Settings 可以配置外设和启动方式，默认SD卡启动

以上建立petalinux和导入硬件配置信息可以使用附录3脚本文件完成。

1.4 配置u-boot

petalinux-config -c u-boot    //配置u-boot

产生zynqmp.dtsi，system-top.dts,system-conf.dtsi文件。

1.5 配置内核

petalinux-build -c linux-xlnx -x reset　　//如果之前配置过内核，可以根据需要清除之前的配置
petalinux-config -c kernel 
petalinux-build -c kernel -x finish -f　　//保存内核配置

　　在选项Device Drivers --> Graphics support中选择Digilent VGA/HDMI DRM Encode Driver以支持HDMI驱动

　　在Networking Support --> Wireless　选择网络驱动

1.6 配置根文件系统

petalinux-config -c rootfs 

1.7 修改设备树

设备树1-设备树文件.DTS文件格式

设备树2-创建小型模板设备树

设备树3-设备树常用OF函数

1.8 编译（构建系统镜像）

petalinux-build 　　//编译fsbl、uboot、设备树、Linux内核和根文件系统

petalinux-build -c u-boot    //编译u-boot　　在./images/linux生成system.bit文件
petalinux-build -c kernel    //编译内核　　　 在./images/linux生成image.ub, uImage, zImage, u-boot.bin, u-boot.elf, zynq_fsbl.elf, system.dtb, rootfs.tar.gz文件
petalinux-build -c rootfs //编译根文件系统

如果再次编译卡死，可以使用下面命令清理编译结果

petalinux-build -x mrproper -f　　//清理编译结果

1.9 生成BOOT文件

petalinux-package --boot --fsbl ./images/linux/zynq_fsbl.elf --fpga --u-boot --force //生成Zynq-7000器件的镜像
petalinux-package --boot --fsbl ./images/linux/zynqmp_fsbl.elf --fpga --u-boot --force //生成ZU 器件的镜像

1.10 制作根文件系统

sudo rm -rfd /media/mklinux/rootfs/　　//清除SD卡rootfs分区的数据
sudo tar -zxvpf debian_rootfs.tar.gz　　//解压缩文件系统
sudo rsync -av ./debian_rootfs/ /media/mklinux/rootfs　　//将解压后的文件系统数据同步到SD卡的rootfs分区
sync　　　　　　　　　　　　　　　　//防止有些数据没复制过去
sudo umount sdb*　　　　　　　　　　//卸载SD卡各个分区

 二、启动Linux系统

Ubuntu驱动程序开发2-Uboot使用（bootcmd、bootargs、uboot命令）

2.1 在Uboot下手动启动

通过nfs下载zImage、设备树文件

nfs 00000000 192.168.2.120:/home/mklinux/nfs/zImage　　//下载zImage到开发板DRAM的0x00000000
nfs 05000000 192.168.2.120:/home/mklinux/nfs/system.dtb　　//下载system.dtb到开发板DRAM的0x05000000

通过tftp下载zImage、设备树文件

tftpboot 00000000 zImage　　//下载zImage到开发板DRAM的0x00000000
tftpboot 05000000 system.dtb　　//下载system.dtb到开发板DRAM的0x05000000

启动

bootz 00000000 - 05000000

2.2 通过网络启动

把zImage和system.dtb文件放到ubuntu主机的/home/mklinux/tftpboot目录下

把文件系统放在ubuntu主机的/home/mklinux/nfs/zynq_rootfs目录下

setenv bootcmd 'tftpboot 8000 zImage; tftpboot 103cdda8 system.dtb; bootz 8000 - 103cdda8'　　//将zImage文件和设备树文件system.dtb分别加载到内存中，并使用bootz命令启动
或者
setenv bootcmd 'tftpboot 10000000 image.ub;bootm' //image.ub包含了kernel和设备树,将image.ub文件加载到内存，并使用bootm命令启动

setenv bootargs 'console=ttyPS0,115200 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.2.125:/home/mklinux/nfs/zynq_rootfs ip=192.168.2.116: 192.168.2.125:192.168.2.100:255.255.255.0::eth0:off'　　//通过网络挂载文件系统

2.3 通过SD卡

mmc list　　　　　//列出当前有几个MMC设备，以及MMC设备编号dev
mmc dev [dev]　　//切换到要查看的MMC设备
mmc info　　　　//查看当前MMC设备信息
mmc part 　　　//列出当前所有分区

setenv bootcmd 'mmcinfo && fatload mmc 0:1 0x10000000 image.ub; bootm 0x10000000;'　　　　　//将image.ub文件从设备号为0的MMC设备的1号分区读取到DRAM的0x1000000
setenv bootargs 'console=ttyPS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw rootfstype=ext4'　　//通过SD卡挂载文件系统

三、petalinux源码位置

参考：https://www.cnblogs.com/schips/p/xilinx-petalinux-get-source-code-and-config-from-petalinux-project-built.html

3.1 uboot源码

• uboot源码

在执行了petalinux-config -c u-boot命令后。

cd build/tmp/work/
find . -type d -name "git" 2> /dev/null | grep "u-boot-xlnx"| grep "git"

得到 

./build/tmp/work/plnx_zynqmp-xilinx-linux/u-boot-xlnx/v2019.01-xilinx-v2019.2+git999-r0/u-boot-xlnx-v2019.01-xilinx-v2019.2+git999/source　　//u-boot源码位置
链接到以下位置
./components/plnx_workspace/sources/u-boot-xlnx　　//u-boot源码最终位置

• uboot配置信息

cd build/tmp/work/
find . -type d -name "build" 2> /dev/null | grep "u-boot-xlnx"| grep "build"

得到

./build/tmp/work/plnx_zynqmp-xilinx-linux/u-boot-xlnx/v2019.01-xilinx-v2019.2+git999-r0/u-boot-xlnx-v2019.01-xilinx-v2019.2+git999/.config　　//u-boot配置文件位置

注意事项：

从PetaLinux工程里得到的UBoot源代码中自动生成的文件include/configs/platform-auto.h里的宏定义里的连接符后有空格，可能导致编译时编译器会产生大量警告。

使用以下命令去除：

sed 's/ $//' include/configs/platform-auto.h -i

3.2 kernel源码

• 内核源代码位置

当执行了petalinux-config -c kernel，

find ./ -type d -name "kernel-source"　　//查找kernel源码位置
./build/tmp/work-shared/plnx-zynq7/kernel-source　　//kernel源码位置

或者

./build/tmp/work/plnx_zynqmp-xilinx-linux/linux-xlnx/4.19-xilinx-v2019.2+git999-r0/linux-xlnx-4.19-xilinx-v2019.2+git999/source

以上连个路径中的kernel-source文件都会链接到以下路径

/components/plnx_workspace/sources/linux-xlnx　　//kernel-source最终位置

• 内核配置文件

当执行了petalinux-config -c kernel，会在以下路径生成一个.config文件，每次修改内核配置并点击了save后，会将配置信息保存到.config文件。

./build/tmp/work/plnx_zynqmp-xilinx-linux/linux-xlnx/4.19-xilinx-v2019.2+git999-r0/linux-xlnx-4.19-xilinx-v2019.2+git999/.config

执行了petalinux-build，会复制一份.config文件到以下路径。

find ./ -type d -name "kernel-build-artifacts"　　//查找内核配置文件
得到
build/tmp/work-shared/plnx-zynq7/kernel-build-artifacts/.config

为了方便，可以把该目录下的.config文件复制到linux源码的子目录arch/arm/config/目录下，重命名为xilinux_peta_defconfig.config文件，使用make xilinx_peta_defconfig进行配置。

./build/tmp/work/plnx_zynqmp-xilinx-linux/linux-xlnx/4.19-xilinx-v2019.2+git999-r0/linux-xlnx-4.19-xilinx-v2019.2+git999/    //内核编译后的位置

3.3 rootfs源码

./image/linux
sudo tar -zxvpf ./image/linux/rootfs.tar.gz -C ~/nfs/zynq_rootfs/　　//解压到nfs目录下

 3.4 设备树源码

./project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi
./project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/pl-custom.dtsi   
  
./components/plnx_workspace/device-tree/device-tree/system-conf.dtsi       
./components/plnx_workspace/device-tree/device-tree/system-top.dts           
./components/plnx_workspace/device-tree/device-tree/pl.dtsi      //是我们在vivado当中添加的pl端外设对应的配置信息           
./components/plnx_workspace/device-tree/device-tree/pcw.dtsi    //是我们在vivado当中已经使能的PS外设    

3.5 petalinux配置文件

./project-spec/configs/config

扩展资料：

1.image.ub文件

image.ub = kernel + dtb + rootfs.img

• kernel：一般就是linux生成的elf文件。
• dtb：设备树，与驱动有关。
• rootfs.img：编译完成的文件系统。

2.BOOT.bin文件

BOOT.bin = u-boot.elf + zynq_fsbl.elf + bootgen.bif + system.bit

• u-boot.elf ：就是uboot编译生成的
• bootgen.bif ：可以自己手写。
• zynq_fsbl.elf ：Vivado创建PS以后，在SDK中创建File-New-Application Project-Zynq FSBL以后Build Project生成的。
• system.bit ：FPGA工程师生成的二进制流，用于PL端烧写的（可以没有）

3.脚本文件

petalinux工程创建

#!/bin/sh
help () {
    echo "Error : need $projectname $hw_bsp"
    echo "  eg :"
    echo "      $0 ax_project ~/hw-vivado-bsp-for-petalinux/some_packakge"
    exit 1
}

if [ -z "$1" ]; then
    help
fi
if [ -z "$2" ]; then
    help
fi

## 删除源目录
rm $1 -rf

## 创建项目
petalinux-create --type project --template zynq --name $1

## 导入硬件信息
cd $1
petalinux-config --get-hw-description $2

## 使PetaLinux不删除源码
echo 'RM_WORK_EXCLUDE += "linux-xlnx"'>> project-spec/meta-user/conf/petalinuxbsp.conf
echo 'RM_WORK_EXCLUDE += "u-boot-xlnx"'>> project-spec/meta-user/conf/petalinuxbsp.conf
echo ''>> project-spec/meta-user/conf/petalinuxbsp.conf

 内核编译脚本文件

#!/bin/sh
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mike_zynq_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

4.petalinux kernel rootfs u-boot常见配置

4.1 petalinux-config

设置uboot环境变量保存在sd卡

 

 设置将编译结果存至tftpboot文件夹

 4.2 petalinux-config -c kernel

4.3 petalinux-config -c rootfs

配置用root账户自动登录

4.4 petalinux-config -c u-boot