系统移植-STM32MP1_Buildroot根文件系统移植

文章目录

- **说明说明**
[1 buildroot简介及获取源码](#1 buildroot简介及获取源码)
- [1.1 简介](#1.1 简介)
- [1.2 源码获取](#1.2 源码获取)
[2 buildroot构建根文件系统](#2 buildroot构建根文件系统)
- [2.1 解压](#2.1 解压)
- [2.2 配置buildroot](#2.2 配置buildroot)
- - [2.2.1 配置Target options](#2.2.1 配置Target options)
  - [2.2.2 配置Toolchain](#2.2.2 配置Toolchain)
  - [2.2.3 配置System configuration](#2.2.3 配置System configuration)
  - [2.2.4 配置Filesystem images](#2.2.4 配置Filesystem images)
  - [2.2.5 配置禁止编译Linux内核和uboot](#2.2.5 配置禁止编译Linux内核和uboot)
  - [2.2.6 配置Target packages](#2.2.6 配置Target packages)
  - - [2.2.6.1 使能内核模块相关命令](#2.2.6.1 使能内核模块相关命令)
    - [2.2.6.2 使能VSFTPD服务](#2.2.6.2 使能VSFTPD服务)
    - [2.2.6.3 使能SSH](#2.2.6.3 使能SSH)
  - [2.2.7 备份配置项](#2.2.7 备份配置项)
  - [2.2.8 buildroot初步编译](#2.2.8 buildroot初步编译)
  - [2.2.9 配置busybox](#2.2.9 配置busybox)
  - [2.2.10 编译busybox](#2.2.10 编译busybox)
  - [2.2.11 重新编译buildroot](#2.2.11 重新编译buildroot)
- [2.3 修改生成根文件系统](#2.3 修改生成根文件系统)
- - [2.3.1 创建自启动文件](#2.3.1 创建自启动文件)
  - [2.3.2 修改终端显示](#2.3.2 修改终端显示)
- [2.4 网络加载](#2.4 网络加载)
- - [2.4.1 准备加载文件](#2.4.1 准备加载文件)
  - [2.4.2 根文件系统运行](#2.4.2 根文件系统运行)
  - [2.4.3 uboot设置根文件系统网络加载](#2.4.3 uboot设置根文件系统网络加载)
[3 buildroot根文件系统测试](#3 buildroot根文件系统测试)
- [3.1 depmod命令测试](#3.1 depmod命令测试)
- [3.2 vsftpd测试](#3.2 vsftpd测试)
- - [3.2.1 vsftpd配置](#3.2.1 vsftpd配置)
- [3.3 sshd测试](#3.3 sshd测试)
- - [3.3.1 sshd配置](#3.3.1 sshd配置)
[4 烧写根文件系统到EMMC中](#4 烧写根文件系统到EMMC中)
- [4.1 rootfs.ext4文件制作](#4.1 rootfs.ext4文件制作)
- [4.2 根文件系统烧录](#4.2 根文件系统烧录)
- - [4.2.1 文件准备](#4.2.1 文件准备)
  - [4.2.2 使用USB烧写rootfs.ext4](#4.2.2 使用USB烧写rootfs.ext4)
- [4.3 根文件系统运行](#4.3 根文件系统运行)
- [4.4 uboot设置根文件系统从EMMC启动](#4.4 uboot设置根文件系统从EMMC启动)

说明说明

教程过程中用到的文件资源链接

1 buildroot简介及获取源码

1.1 简介

Buildroot 是一个开源的嵌入式Linux系统构建工具，旨在简化嵌入式系统的开发流程。它通过自动化的方式生成交叉编译工具链、根文件系统、Linux内核镜像以及引导程序，适用于资源受限的平台和快速开发需求。

1.2 源码获取

可以在官网下载文件；

点击DOWNLOAD下载最新源码包；

点击上图中下方红框可以下载历史版本。

在历史版本中找到buildroot-2020.02.6.tar.bz2并下载；

下载完成后传输至Ubuntu中。

2 buildroot构建根文件系统

2.1 解压

bash 复制代码

tar -vxjf buildroot-2020.02.6.tar.bz2

2.2 配置buildroot

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6
make menuconfig

2.2.1 配置Target options

此配置项用于配置目标开发板的信息，此项配置好的信息如下：

2.2.2 配置Toolchain

此配置项用于配置交叉编译工具链，即交叉编译器。此项配置好的信息如下：

Toolchain下比较重要的选项，如下所示：

Toolchain：设置为Custom toolchain，表示使用用户自己的交叉编译器；
Toolchain origin：设置为Pre-installedtoolchain，表示使用预装的交叉编译器；
Toolchainpath：设置自己安装的交叉编译器绝对路径buildroot要用到；
Toolchain prefix：设置交叉编译器前缀，要根据自己实际所使用的交叉编译器来设置，比如我们使用的是arm-none-linux-gnueabihf-gcc，因此前缀就是$(ARCH)-none-linux-gnueabihf，其中ARCH前面已经设置为了arm；
External toolchain kernel headers series:设置的是交叉编译器所对应的linux内核版本号，gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf所对应的linux内核版本号为4.20，因此这里需要设置为4.20.x！一定要根据自己所使用的交叉编译器来设置，否则编译的时候会报版本不一致的错误。

2.2.3 配置System configuration

此配置项用于配置系统信息，比如开发板名字、欢迎语、用户名、密码等。需要配置的项目和其对应的内容如下：

2.2.4 配置Filesystem images

此配置项用于配置生成的根文件系统的格式，配置如下：

2.2.5 配置禁止编译Linux内核和uboot

buildroot不仅仅能构建根文件系统，也可以编译linux内核和uboot。当配置buildroot，使能linux内核和uboot以后buildroot就会自动下载最新的linux内核和uboot源码并编译。中间可能因为版本等问题会出现问题，所以不使用buildroot提供的linux内核和uboot编译。

linux内核禁止配置如下：

uboot禁止配置如下：

2.2.6 配置Target packages

此配置项用于要选择的第三方库和软件。可以根据自己需求进行配置。

2.2.6.1 使能内核模块相关命令

tex 复制代码

-> Target packages 
	-> System tools 
		-> [*] kmod //使能内核模块相关命令

2.2.6.2 使能VSFTPD服务

tex 复制代码

-> Target packages 
	-> Networking applications 
		-> [*] vsftpd //使能 vsftpd

2.2.6.3 使能SSH

tex 复制代码

-> Target packages 
	-> Networking applications 
		-> [*] openssh //使能 openssh

2.2.7 备份配置项

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6
cp .config ./configs/stm32mp1_da_defconfig

2.2.8 buildroot初步编译

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6
make -j8

2.2.9 配置busybox

buildroot中busybox的源码在buildroot-2020.02.6/output/build/busybox-1.31.1中。

bash 复制代码

make busybox-menuconfig

参考系统移植-STM32MP1_BusyBox移植配置buildroot下的busybox。

2.2.10 编译busybox

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6
make show-targets	# 列出所有配置了的目标软件包
make busybox

# 需要重新编译 busybox 的话可以使用如下命令：
make busybox-rebuild

# busybox 编译完成之后，buildroot 需要重新编译

2.2.11 重新编译buildroot

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6
make -j8

buildroot在make之后会在buildroot-2020.02.6/output/images/目录下直接生成多种格式的rootfs。如图所示：

还需要修改一些文件信息，所有使用rootfs.tar文件解压到nfs/RootFS目录中(初次需要将nfs/RootFS清空)。

2.3 修改生成根文件系统

bash 复制代码

cd buildroot-2020.02.6/output/images/
cp rootfs.tar /home/alientek/linux/nfs/RootFS -f		# /home/alientek/linux/nfs 为nfs服务器目录
cd /home/alientek/linux/nfs/RootFS
tar -vxf rootfs.tar
rm rootfs.tar

如下所示：

2.3.1 创建自启动文件

buildroot构建的根文件系统中不需要直接在/etc/init.d/rcS中添加自启动命令了，默认情况下buildroot构建的根文件系统中rcS文件，内容如下所示：

shell 复制代码

#!/bin/sh


# Start all init scripts in /etc/init.d
# executing them in numerical order.
#
for i in /etc/init.d/S??* ;do

     # Ignore dangling symlinks (if any).
     [ ! -f "$i" ] && continue

     case "$i" in
	*.sh)
	    # Source shell script for speed.
	    (
		trap - INT QUIT TSTP
		set start
		. $i
	    )
	    ;;
	*)
	    # No sh extension, so fork subprocess.
	    $i start
	    ;;
    esac
done

rcS默认会在/etc/init.d目录下查找所有以S开头的脚本，然后一次执行这些脚本，在/etc/init.d文件夹下创建一个Sautorun的脚本：

bash 复制代码

cd /etc/init.d/
sudo touch Sautorun
sudo chmod 777 Sautorun

在Sautorun文件中添加如下内容：

shell 复制代码

#!/bin/sh

mount -t debugfs none /sys/kernel/debug		# 使能 sysfs debug目录

2.3.2 修改终端显示

bash 复制代码

cd /etc/profile.d/
sudo touch myprofile.sh
sudo chmod 777 myprofile.sh

在myprofile.sh文件中添加如下内容：

shell 复制代码

#!/bin/sh

PS1='[\u@\h]:\w$ '
export PS1

2.4 网络加载

2.4.1 准备加载文件

通过USB_OTG将Linux内核移植阶段的da_image烧录至开发板。

2.4.2 根文件系统运行

打开MobaXterm软件，设置好与开发板连接的串口，波特率选择115200。

设置开发板拨码开关为010，也就是从EMMC启动，然后复位开发板！

在串口中观察启动过程。

2.4.3 uboot设置根文件系统网络加载

关于bootargs参数设置，可以在Linux内核源码目录中Documentation/filesystems/nfs/nfsroot.txt查看详细配置。

bash 复制代码

setenv bootargs 'console=ttySTM0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.10.101:/home/alientek/linux/nfs/RootFS,proto=tcp rw ip=192.168.10.102:192.168.10.101:192.168.10.1:255.255.255.0::eth0:off'
saveenv
boot

3 buildroot根文件系统测试

3.1 depmod命令测试

根文件系统启动时报一个错误：

使用如下命令解决：

bash 复制代码

mkdir /lib/modules/5.4.31 -p
cd /lib/modules/5.4.31/
depmod

depmod命令会在/lib/modules/5.4.31/目录下生成modules.alias、modules.dep、modules.symbols，这几个文件不需要用户操作，系统会自己使用这三个文件。

3.2 vsftpd测试

3.2.1 vsftpd配置

打开/etc/vsftpd.conf文件，将下述两行前的#去除：

tex 复制代码

local_enable=YES
write_enable=YES

使用如下命令修改/etc/vsftpd.conf的所有用户及所属用户组：

bash 复制代码

chown root:root /etc/vsftpd.conf

使用如下命令添加一个用户来完成FTP登录：

bash 复制代码

adduser da

重启开发板，使用FileZilla工具连接开发板，成功如下图所示：

3.3 sshd测试

3.3.1 sshd配置

bash 复制代码

chown root:root /var/empty

重启开发板，重启后在Ubuntu中使用ssh username@IP address格式测试sshd。比如在Ubuntu中，终端执行ssh da@192.168.10.102。如图所示：

也可以使用其他支持SSH的工具进行测试。

4 烧写根文件系统到EMMC中

4.1 rootfs.ext4文件制作

bash 复制代码

# 第一步(仅初次使用)：在家目录中选择合适位置，创建 rootfs 文件夹，并进入
mkdir rootfs
cd rootfs

# 第二步(仅初次使用)：将生成的 uImage 和 stm32mp157d-da.dtb 文件拷贝到 rootfs 文件夹目录中

# 第三步(仅初次使用)：新建 ext4 格式磁盘
# of为名称，bs为块大小，count为块数量，所以 rootfs.ext4 文件大小为1024MB,如果空间不够则调整 count
dd if=/dev/zero of=rootfs.ext4 bs=1M count=1024	
# -L rootfs 为卷名，使用 mkfs.ext4 将 rootfs.ext4 文件格式化为 ext4 格式，且指定卷名为 rootfs
mkfs.ext4 -L rootfs rootfs.ext4


# 第四步：将系统镜像拷贝到 ext4 磁盘中
sudo mkdir /mnt/rootfs		# (仅初次使用)
sudo mount rootfs.ext4 /mnt/rootfs/
sudo cp /home/alientek/linux/nfs/RootFS/* /mnt/rootfs/ -drf	# 其中 /home/alientek/linux/nfs/RootFS/ 为根文件系统路径

# 第五步：卸载 /mnt/rootfs
sudo umount /mnt/rootfs

4.2 根文件系统烧录

4.2.1 文件准备

将制作好的的rootfs.ext4、bootfs.ext4、tf-a-stm32mp157d-da-trusted.stm32和tf-a-stm32mp157d-da-serialboot.stm32、u-boot.stm32文件（其中bootfs.ext4、u-boot.stm32、tf-a-stm32mp157d-da-trusted.stm32和tf-a-stm32mp157d-da-serialboot.stm32使用已经编译好的），统一放入文件夹中，例如：da-images文件夹。在da-images文件夹中添加da.tsv文件；文件内容如下所示：

tex 复制代码

#Opt	Id	Name	Type	Device	Offset	Binary
-	0x01	fsbl1-boot	Binary	none	0x0	tf-a-stm32mp157d-da-serialboot.stm32
-	0x03	ssbl-boot	Binary	none	0x0	u-boot.stm32
P	0x04	fsbl1	Binary	mmc1	boot1	tf-a-stm32mp157d-da-trusted.stm32
P	0x05	fsbl2	Binary	mmc1	boot2	tf-a-stm32mp157d-da-trusted.stm32
P	0x06	ssbl	Binary	mmc1	0x00080000	u-boot.stm32
P	0x21	boot	System	mmc1	0x00280000	bootfs.ext4
P	0x22	rootfs	FileSystem	mmc1	0x04280000	rootfs.ext4

文件内容格式要严格遵循下图：

tsv语法要求只能用TAB键，不能用空格！以#开头为注释。

最终da-images文件夹中的内容如下：

4.2.2 使用USB烧写rootfs.ext4

通过USBType-C线将开发板的USB_OTG和USB_TTL连接到电脑上。

设置开发板拨码开关，设置为000，也就是从USB启动，然后复位开发板。

打开STM32CubeProgrammer，选择USB连接方式，Port选择USB1。

USB设置好以后点击右上角的"Connect"来连接开发板，连接成功以后左下角的log区域就会输出一些信息，右侧中间的数据区域也会显示开发板默认的分区情况，右下角会显示目标板信息，如图所示：

STM32CubeProgrammer要使用FlashLayout文件来烧写系统，也就是da-images文件夹下的da.tsv。点击界面上的"Open File"，打开da.tsv，如下图所示：

根文件系统较大，烧写时间相对于之前的烧写时间略长，烧写完成后会有如下提示：

4.3 根文件系统运行

打开MobaXterm软件，设置好与开发板连接的串口，波特率选择115200。

设置开发板拨码开关为010，也就是从EMMC启动，然后复位开发板！

在串口中观察启动过程。

4.4 uboot设置根文件系统从EMMC启动

bash 复制代码

setenv bootargs 'console=ttySTM0,115200 root=/dev/mmcblk1p3 rootwait rw'
saveenv
boot