imx6ull开发板，sd卡启动运行linux，手动给开发板的 emmc 做分区、烧系统

这篇文章的内容，是学习"按工业标准思路，做 eMMC 分区设计"

目的是：学习工业嵌入式 Linux 存储架构的方案。

本文采用的手动 fdisk 分区，适合学习。工业量产：必须自动化 + 固化镜像。

下一篇博客内容，实现了 sfdisk 脚本，一键分区、格式化。

存储架构：

|-----------------------|-------------------------------|---------------------|
| 设计项 | 工业意义 | 行业应用 |
| A/B 系统 | 支持 OTA 升级、无缝切换、失败回滚 | 手机 / IoT / 车载 / 工控 |
| Recovery 独立分区 | 系统修复、刷机、救援模式，不依赖主系统 | 工控 / 车载 / 手机 |
| Data 分离 | 用户数据与系统隔离，系统升级不影响数据 | 手机 / 工业设备 / 嵌入式系统 |
| Bootloader / env 独立分区 | 启动链与系统隔离，保证启动可靠性 | 所有嵌入式 Linux 设备 |
| Env 独立分区 | U-Boot 环境变量持久化存储，防止文件系统损坏影响启动 | 工业控制器 / 路由器 / SoC设备 |
| 预留空间（p9 / tail / OP） | 用于对齐、坏块替换、未来扩展或 eMMC 内部磨损均衡 | 高可靠工业设备 / 长生命周期产品 |

OTA ： Over-The-Air 远程无线升级。

下图是开发板 emmc 分区计划：

|--------|---------|----------|----------|------------|----------------------------------------------|
| 分区 | 大小 | 起始扇区 | 结束扇区 | 文件系统 | 工业用途说明 |
| p1 | 4MB | 2048 | 10239 | raw / nofs | U-Boot 备份 |
| p2 | 1MB | 10240 | 12287 | raw / env | U-Boot 环境变量存储区 |
| p3 | 64MB | 12288 | 143359 | FAT32 | Boot A 分区（kernelA + dtbA ） |
| p4 | 64MB | 143360 | 274431 | FAT32 | Boot B 分区（kernelB + dtbB ） |
| p5 | 2GB | 274432 | 4468735 | ext4 | rootfs A |
| p6 | 2GB | 4468736 | 8663039 | ext4 | rootfs B / OTA备份 |
| p7 | ~3.4GB | 8663040 | 14901247 | ext4 | Data（用户数据 / 应用数据 / 日志 / OTA缓存 + 预留空间） |
| p8 | 128MB | 14901248 | 15114239 | ext4 | Recovery / Rescue System（出厂前烧录最小救援系统 / 刷机环境） |

下图是每个分区的类型：

83 = Linux 原生分区 (对应 ext4 / ext3 / ext2 等)

c = W95 FAT32 (LBA) (对应 FAT32 文件系统)

A/B 独立分区： bootA，bootB ，rootfs A ，rootfs B，每个都是独立文件系统。

p8 分区的后面，还剩约 76MB 空间，没分完，留作 eMMC 磨损均衡备用。

数据分离的逻辑，设置各个分区的读写权限和用户的权限：

系统分区（rootfsA、rootfsB）：日常运行全程设为只读（ro），仅在OTA升级更新系统镜像时，临时重新挂载为可读写，升级结束立刻切回只读，避免人为误改、恶意篡改导致系统损坏；
启动分区（放内核、设备树、U-Boot环境变量的分区）：保持只读属性，防止启动关键文件被误删，保障开机稳定性；
Data 用户分区：全程保持可读可写，用户所有自建文件、业务数据、自定义程序、动态日志都只能存放在这里。
限制普通用户的权限。

关于分区表：

imx6ull开发板的 U-Boot 版本是 2016.03 ，配置里没有 GPT 支持，分区表支持 MBR ，属于2016年前后的技术栈。

MBR: 简单，兼容性好，但脆弱，4 主分区限制。

GPT: 健壮，冗余备份，但 i.MX6ULL ROM 不支持。

GPT 标准支持 128 个分区。

MBR 格式限制：最多只能有 4 个主分区，超过必须用扩展分区。

方案A：p4 扩展分区 + 逻辑分区（p5~p9），独立块设备，隔离性好。

方案B：单分区 + 多个子目录替代 p5~p9，隔离级别降低。

方案C：升级 U-Boot 至 2022+，用户区切 GPT，直接分 8 个独立分区。（ROM 仍需 boot0 启动 U-Boot，

imx6ULL 的 Boot ROM 不支持 GPT，但 U-Boot 本身和 Linux 内核均支持 GPT）。

升级 U-Boot 是独立工程，脱离正点原子/NXP 的 BSP 支持后，DDR 时序、设备树、板级文件全部需要自己重写适配。

解决方案：选择方案A，p1~p3 占 3 个主分区槽位，p4 改成扩展分区（里面装的是逻辑分区的链表），承载 p5~p9。学习开发阶段可用，先用 U-Boot 2016.03 把系统全部跑通。

现在开始实操：

第一步， 添加格式化工具 ：

因为是 sd卡启动，要确保运行的linux 系统，有格式化工具。

进入 Buildroot 的配置界面，添加格式化工具，到根文件系统里。

如果不做OTA 远程升级，可以不安装后面的 OTA 工具。

dosfstools（提供 mkfs.vfat）

Target packages → Filesystem and flash utilities → $\*$ dosfstools , $\*$ mkfs.vfat

e2fsprogs（提供 mkfs.ext4/ext3/ext2）

Target packages → Filesystem and flash utilities → $\*$ e2fsprogs

( 不需要额外勾选子选项 )

mmc-utils ( mmc 工具 )

Target packages → Filesystem and flash utilities -> Filesystem and flash utilities -> mmc-utils

sfdisk （自动化分区脚本需要的工具）

Target packages → System tools -> util-linux -> basic set

如果编译后，显示没有sfdisk分区工具，buildroot 根目录执行 make util-linux-dirclean ，再重新编译。

fw_printenv ( OTA 逻辑的核心工具 )

可以在 Linux 下安全读写 U-Boot 环境变量。

A/B 系统的核心是无缝切换和防变砖，完全依赖 fw_setenv

Target packages → Filesystem and flash utilities -> Hardware handling -> fw_printenv

6 . wipefs 和 losetup （ OTA 需要的工具 ）

Target packages → System tools -> util-linux ->

重新编译 Buildroot ，解压, 我是nfs挂载的根文件系统。

第二步， emmc 擦掉旧分区表 ：

sd卡启动，运行linux 系统

cd /dev/

ls mmc*

fdisk -l mmcblk1

没有分区表，可以直接开始分区

如果有分区表，擦掉旧分区表：

执行命令： dd if=zero of=mmcblk1 bs=512 count=1

命令解释：把 eMMC 的第 0 扇区（前 512 字节）全部写零。

这 512 字节里存的是：

MBR 分区表（446 字节的引导代码 + 64 字节的 4 个主分区条目）

磁盘签名（2 字节 0x55AA）

擦掉后 eMMC 就变回"没有分区表"的状态，相当于一张白纸，可以重新分区。

第三步，开始分区：

1. 执行分区命令： fdisk mmcblk1

按顺序敲，示例： n 回车， p回车

（如果参数输入错了，q 退出，重新分区）：

下面是 p4 ( 扩展分区 ) 的示例图：

从扇区 143360 到默认扇区 15269887 ，也就是从 0.068G 到 7.28G 之间

2. 创建逻辑分区：按顺序继续敲

Command: n

First sector: 直接回车

Last sector: +64M

Command: n

First sector : 直接回车

Last sector: +2G

Command: n

First sector: 直接回车

Last sector: +2G

Command: n

First sector : 直接回车

Last sector: +3G

Command: n

First sector: 直接回车

Last sector: 回车（吃满剩余）

3. 1、3、5分区设置为 FAT32 类型： 按顺序继续敲

检查并写入，输入 p 和 w：

Command: p ← 先看一眼对不对

Command: w ← 确认无误再写

基本上全分完了，末尾没有多余空间。p9 实际 154M 左右，和前面预估略有偏差，但完全没问题。

验证：

fdisk -l mmcblk1

第四步，格式化：

格式化 p3、p5、p6、p7、p8、p9。不格式化 p1、p2、p4 。

mkfs.fat /dev/mmcblk1p3

mkfs.fat /dev/mmcblk1p5

mkfs.ext4 /dev/mmcblk1p6

mkfs.ext4 /dev/mmcblk1p7

mkfs.ext4 /dev/mmcblk1p8

mkfs.ext4 /dev/mmcblk1p9

全部格式化完后，验证：

fdisk -l mmcblk1

挂载测试（测试完后，卸载所有挂载点）：

挂载测试是为了验证文件系统没有损坏，能正常读写。

mkdir -p /mnt/bootA /mnt/bootB /mnt/rootA /mnt/rootB /mnt/data /mnt/recovery

mount /dev/mmcblk1p3 /mnt/bootA

mount /dev/mmcblk1p5 /mnt/bootB

mount /dev/mmcblk1p6 /mnt/rootA

mount /dev/mmcblk1p7 /mnt/rootB

mount /dev/mmcblk1p8 /mnt/data

mount /dev/mmcblk1p9 /mnt/recovery

df -h

emmc 烧系统时，参考上面这个表格。

卸载所有挂载点：

umount /mnt/bootA

umount /mnt/bootB

umount /mnt/rootA

umount /mnt/rootB

umount /mnt/data

umount /mnt/recovery

验证已卸载，确认不再有 /mnt/bootA 等条目。

df -h

清理挂载点目录（可选）

rmdir /mnt/bootA /mnt/bootB /mnt/rootA /mnt/rootB /mnt/data /mnt/recovery

第五步，烧系统：

eMMC 分区工作全部完成，可以开始烧系统了。

我是nfs挂载的根文件系统，通过 NFS 传到板子上烧录。

1. 在 Ubuntu 主机上，把 u-boot.imx 内核、设备树、根文件系统压缩包拷贝到 NFS 上自己创建的目录里

2. 在板子上，烧录 U-Boot 到 eMMC boot0 区

解除 boot0 写保护

echo 0 > /sys/block/mmcblk1boot0/force_ro

烧录 U-Boot

dd if=u-boot.imx of=/dev/mmcblk1boot0 bs=512 seek=2

恢复 boot0 写保护

echo 1 > /sys/block/mmcblk1boot0/force_ro

3. 设置 eMMC 从 boot0 启动

mmc bootpart enable 1 1 /dev/mmcblk1

然后验证

mmc extcsd read /dev/mmcblk1 | grep PARTITION_CONFIG

显示 PARTITION_CONFIG: 0x48 就对了

**4.**拷贝内核和 dtb 到 bootA（分区3）

mount /dev/mmcblk1p3 /mnt

cp zImage /mnt/

cp imx6ull-alientek-emmc.dtb /mnt/

然后验证

ls /mnt

umount /mnt

5. 解压根文件系统到 rootfs A（分区6）

mount /dev/mmcblk1p6 /mnt

tar -xaf rootfs.tar -C /mnt

然后验证

ls /mnt

umount /mnt

第五步，开机测试：

开发板的拨码开关，选择 emmc 启动，开机

U-Boot 从 eMMC 成功启动了

在 u-boot 命令行，查看分区信息

分区表正确，U-Boot 能识别所有 9 个分区，p4 是扩展分区

查看 p3（bootA）里的文件

fatls mmc 1:3

如果有 zImage 和 dtb，直接启动

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p6 rootwait'

fatload mmc 1:3 0x80800000 zImage

fatload mmc 1:3 0x83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb

bootz 0x80800000 - 0x83000000

登录账号后，验证系统：

df -h

cat /proc/partitions | grep mmcblk1

完美，全部正确。

现在做两件事收尾：

1. 固化 U-Boot 环境变量：

重启开发板，设置环境变量，

设置：从分区3 (bootA) 加载内核设备树

setenv bootcmd 'fatload mmc 1:3 0x80800000 zImage; fatload mmc 1:3 0x83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb; bootz 0x80800000 - 0x83000000'

设置：开机使用分区6 (rootfs A) 的根文件系统

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p6 rootwait'

保存环境变量 saveenv

启动内核 boot

2. 把 bootA(分区3) 里的内核、设备树拷贝到 bootB(分区5)，目的是先备份，升级时再替换。

先挂 bootA，再挂 bootB，把文件拷过去：

mkdir -p /mnt/bootA /mnt/bootB

mount /dev/mmcblk1p3 /mnt/bootA

mount /dev/mmcblk1p5 /mnt/bootB

cp /mnt/bootA/* /mnt/bootB/

ls /mnt/bootB

umount /mnt/bootA

umount /mnt/bootB

现在 p8 (数据分区) 是空的，没挂载，所以看不到。

查看当前挂载 df -h

手动挂载数据区

mkdir -p /data

mount /dev/mmcblk1p8 /data

df -h

取消挂载 umount /data

如果想开机自动挂载

mkdir -p /data

mount /dev/mmcblk1p8 /data

echo "/dev/mmcblk1p8 /data ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

cat /etc/fstab

设置开机自动挂载后，重启开发板：

进入 data 目录

|------------------|------------------------------|
| 目录 | 用途 |
| /data | 数据区，随便读写 |
| /data/lost+found | ext4 文件系统修复后找回的损坏文件碎片，不要手动动它 |

以后，你的的应用数据、日志、用户文件全部放 /data 目录下，不是 /data/lost+found

lost+found 是每个 ext4 分区格式化后自动生成的系统目录，正常使用不用管。

|-------|--------------|---------------------|
| 目录 | 位置 | 用途 |
| /home | p6（rootfs A） | 根文件系统，系统的一部分，升级会被覆盖 |
| /data | p8（data） | 独立分区，升级不丢 |

当前状态总结：

|---------------|---------------|------------------------------|
| 分区 | 内容 | 状态 |
| p1 bootloader | --- | 4M 预留 |
| p2 env | U-Boot 环境变量备份 | 空的，需要重新编译 U-Boot，指定 env 存 p2 |
| p3 bootA | zImage + dtb | 已就绪 |
| p4 扩展 | --- | |
| p5 bootB | zImage + dtb | 内核、设备树的备份，已就绪 |
| p6 rootfs A | rootfs | 已挂载运行 |
| p7 rootfs B | 空 | 待 OTA 时写入（远程升级） |
| p8 data | 空 | 已挂载，应用层使用 |
| p9 recovery | 空 | 待装救援系统 |

p1 和 p2 分区是空的，暂时没用上。

boot1 分区其实也可以做U-Boot备份，boot0 + boot1 双备份数据，可以覆盖 U-Boot 冗余需求，p1 分区就显得有点多余了。把p1这个主分区槽位腾出来给 rootA 或 recovery，重新分区，比留着 p1 空着更好。暂时先这样，先跑通了再说，当作学习了解，有时间再改。

p9 recovery 分区：出厂前预装最小救援系统，A/B 双系统如果都挂了，最后用它救援。

p9 Recovery 分区内容清单：见下图

关于升级：

正常启动 → rootfs A 根文件系统

OTA 升级 → 新系统写到 rootfs B → 切换启动 → rootfs B

下次升级 → 新系统写到 rootfs A → 切换启动 → rootfs A

工业级 OTA 的标准实现方式：

设备正常运行在 A 槽
服务器推送新版本
下载新内核到 p5，新 rootfs 到 p7
U-Boot 切启动到 B 槽
重启 → 运行新版本
如果新版本连续启动失败 → U-Boot 自动切回 A

到这里， emmc 的分区，烧系统，测试，结束了。

分区、烧系统：也可以用 sfdisk 分区工具做成自动化脚本，取代手动输入。

eMMC 分区设计，也可以根据自己的需要，做优化。

MFG Tool 烧录配置文件：

imx6ull 学习资料里的这个 xml 文件，是 NXP 官方的 MFG Tool（Manufacturing Tool）烧录配置文件。

两种烧录模式：

|-----------|-----------------------|
| 模式 | 说明 |
| "Install" | 擦除介质 + 烧录完整固件（新板首次烧录） |
| "Update" | 只更新固件，不擦除用户数据（OTA 场景） |

xml 文档和本文，做对比：

|-----------|------------------------------|-----------------------------------------|
| 步骤 | NXP 官方 | 本文的做法 |
| 烧录工具 | MFG Tool（USB OTG + 临时 Linux） | 从 SD 卡/NFS 启动 Linux，手动 dd/tar |
| 分区 | 调用 mksdcard.sh 脚本 | 手动 fdisk，一步步敲 |
| U-Boot 位置 | eMMC boot0，seek=2 | 相同 |
| 启动设置 | mmc bootpart enable 1 1 | 相同 |
| 内核/dtb | 放 p1（FAT32） | 放 p3 bootA、p5 bootB |
| rootfs | 放 p2（ext3） | 放 p6 rootfs A ， p7 rootfs B ，升级时切换根文件系统 |
| 分区方案 | 简单 2 分区（p1 boot, p2 rootfs） | 9 分区 A/B 工业方案 |

关键点

NXP 的分区方案非常简单（2 个分区），没有 A/B、没有 recovery、没有 data 隔离
烧录流程依赖 USB OTG 进入 BootStrap 模式，不需要 SD 卡
Android/Brillo 的方案里才有 A/B 分区（boot_a/boot_b、system_a/system_b）