基于恩智浦imx6ull處理器的buildroot詳細(xì)使用步驟

本文描述buildroot的詳細(xì)使用步驟，以恩智浦imx6ull處理器為運(yùn)行平臺(tái)。

一、獲取buildroot

從https://buildroot.org/鏈接中下載buildroot：

這里小生選擇buildroot-2022.02.6.tar.xz版本：

在Ubuntu20.04下解壓縮軟件包后，其目錄結(jié)構(gòu)大致如下所示：

還是習(xí)慣性的剖析一下其目錄中的內(nèi)容：頂層目錄下放置了一些都很常見的文件，還是一樣的，makefile最重要，Config.in文件是一個(gè)makefile文件的配置輸入，該文件由makefile讀取解析，README文件中描述了buildroot的使用方法：

（1）在arch目錄下，以arch.xx的命名方式編寫了針對(duì)特定架構(gòu)的配置選項(xiàng)和對(duì)應(yīng)的參數(shù)：

（2）在board目錄下，大概放置了關(guān)于有些芯片廠家硬件平臺(tái)相關(guān)的文件，以目錄進(jìn)行劃分和規(guī)劃。

（3）在boot目錄下，放置了關(guān)于bootloader的相關(guān)目錄，目錄中放置的是一個(gè)Config.in配置輸入描述文件和一個(gè)具體的makefile描述文件。

（4）在configs目錄下，放置了許多與具體芯片廠商板卡的默認(rèn)配置，在配置buildroot時(shí)，可以使用該目錄下的文件。

（5）docs目錄，肯定是放置了與buildroot的描述文檔，熟悉buildroot的必看目錄。

（6）在fs目錄下，放置buildroot支持的文件系統(tǒng)，以文件系統(tǒng)名稱命名，目錄中同樣放置了Config.in配置輸入描述文件和一個(gè)具體的makefile文件：

（7）在linux目錄下，放置與linux相關(guān)的配置文件。

（8）package目錄，是buildroot的軟件包管理目錄，我們知道buildroot支持很多軟件包的自動(dòng)編譯構(gòu)建，不同的軟件包如果需要加入到buildroot中，則需要在該目錄下添加。該目錄下的子目錄太多啦。

（9）在system目錄下，放置了描述編譯構(gòu)建出的文件系統(tǒng)的配置文件。

（10）在toolchain目錄下，放置與編譯構(gòu)建套件相關(guān)的配置文件。buildroot支持內(nèi)部自動(dòng)編譯構(gòu)建出編譯套件，也支持外部的編譯構(gòu)建套件。

（11）在utils目錄下，該目錄下包含各種與buildroot編譯構(gòu)建相關(guān)的工具。

至此，buildroot的目錄結(jié)構(gòu)描述完了，可以明確知道在沒有開始編譯構(gòu)建之前，她是一個(gè)非常小的目錄，目錄中也沒有包含具體的軟件包的工程程序，也沒有編譯過程文件和目標(biāo)文件等，靠著一系列的配置文件和makefile完成整個(gè)構(gòu)建過程，小而精美。

二、配置buildroot

在buildroot目錄下打開終端（一定是要在buildroot目錄路徑下），輸入make menuconfig將編譯構(gòu)建出宿主機(jī)上的圖形配置界面：

在上圖中，可以看見10個(gè)配置選項(xiàng)：

（1）Target options：用于為構(gòu)建目標(biāo)選擇特性和配置參數(shù)。

（2）Build options：該選項(xiàng)用于配置編譯構(gòu)建相關(guān)的配置參數(shù)。

（3）Toolchain：該選項(xiàng)用于配置工具鏈和編譯器特性。

（4）System configuration：該選項(xiàng)用于配置生成的文件系統(tǒng)的配置文件和啟動(dòng)特性。

（5）Kernel：該選項(xiàng)用于配置linux內(nèi)核特征和參數(shù)。

（6）Target packages：該選項(xiàng)用于選擇和配置所需要的軟件包和軟件環(huán)境。

（7）Filesystem images：該選項(xiàng)用于配置經(jīng)buildroot編譯構(gòu)建后的文件系統(tǒng)的鏡像格式。

（8）Bootloaders：該選項(xiàng)用于選擇和配置啟動(dòng)加載程序。

（9）Host utilities：該選項(xiàng)用于配置是否構(gòu)建編譯出宿主機(jī)上的一些工具套件。

（10） Legacy config options：隨著歷史版本更迭原因，該選項(xiàng)用于配置一些遺留下來的特性。

1、在實(shí)際使用中，有些芯片原廠會(huì)基于buildroot來進(jìn)行特定芯片的嵌入式linux軟件環(huán)境構(gòu)建。這時(shí)候他們往往會(huì)創(chuàng)建一個(gè)比較大的開發(fā)目錄，將linux內(nèi)核、bootloader、buildroot和其他的開發(fā)庫(kù)歸入一個(gè)目錄中，并在該目錄下編寫自己的構(gòu)建腳本，形成一個(gè)軟件開發(fā)的SDK，發(fā)布給硬件板卡提供商或者第三方的合作商使用。在這種情況下，直接使用寫好的腳本構(gòu)建linux開發(fā)環(huán)境即可，但是其體量很大，也不知道在里面搞了些啥事情，有時(shí)候還要單獨(dú)構(gòu)建，哈哈。

2、當(dāng)然，也有將linux內(nèi)核和bootloader單獨(dú)使用的情況，這種情況下，只需要使用buildroot構(gòu)建出根文件系統(tǒng)，然后再配置自己的軟件開發(fā)棧就可以了。本文就基于這種情況來描述、記錄buildroot的使用。

三、配置過程記錄

本文基于恩智浦的imx6ull平臺(tái)使用buildroot構(gòu)建根文件系統(tǒng)。小生使用得是 MCIMX6Y2CVM08AB。

MCIMX6Y2CVM08AB是一款主頻800MHz的工業(yè)級(jí)Cortex-A7核心的處理器芯片。自帶32KB的L1指令和數(shù)據(jù)Cache、128KB的L2 Cache，集成NEON，集成雙精度硬件浮點(diǎn)計(jì)算單元VFPv3，并具有128KB OCRAM、2個(gè)通用定時(shí)器（GPT）、4個(gè)周期定時(shí)器（EPIT）、8個(gè)PWM、1個(gè)SDMA 控制器、4個(gè)ECSPI、3個(gè)看門狗、3個(gè)SAI、4個(gè)IIC、7個(gè)串口、2個(gè)USB（高速，帶PHY）、2個(gè)FlexCAN、2個(gè)12位ADC、1個(gè)SPDIF接口、1個(gè) SRTC、1個(gè)RTC、2個(gè)USDHC接口、1個(gè)RGB LCD控制器（ELCDIF）、2個(gè)10/100M以太網(wǎng)MAC控制器、1個(gè)攝像頭接口、1個(gè)硬件隨機(jī)數(shù)生成器以及124個(gè)通用IO口等。

上面簡(jiǎn)單介紹恩智浦的這款芯片，小生下文以構(gòu)建一個(gè)輕量級(jí)的根文件系統(tǒng)為目標(biāo)展開：

首先描述一下小生的開發(fā)環(huán)境：

虛擬機(jī)16 + ubuntu20.04

硬件配置：

（磁盤容量最好配置大些，小生這里都有點(diǎn)小了）

（1）配置Target options選項(xiàng)

選項(xiàng)展開比較多，后面的選項(xiàng)配置都會(huì)以下列所示的方式描述：等號(hào)左邊為配置項(xiàng)，等號(hào)右邊為具體的配置選擇：

Target?options
->?Target?Architecture??????=?ARM?(little?endian)
->?Target?Binary?Format??????=?ELF
->?Target?Architecture?Variant??=?cortex-A7
->?Target?ABI???????????=?EABIhf
->?Floating?point?strategy????????=?NEON/VFPv4
->?ARM?instruction?set????????????=?ARM

完成后如下圖所示：

（2）Build options配置選項(xiàng)

這里不需要配置。

（3）配置Toolchain選項(xiàng)

由于小生已經(jīng)準(zhǔn)備好了交叉編譯工具套件gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf，此處需設(shè)置為：

Toolchain
->?Toolchain?type?=?External?toolchain

->?Toolchain?=?Custom?toolchain

->?Toolchain?origin?=?Pre-installed?toolchain

->?Toolchain?path?=?此處寫具體編譯構(gòu)建套件的絕對(duì)路徑

-> Toolchain prefix =?$(ARCH)-linux-gnueabihf。根據(jù)具體的編譯構(gòu)建套件的名稱填寫，$(ARCH)不用修改。

->External toolchain gcc version =?根據(jù)具體的gcc版本對(duì)應(yīng)的版本。（這個(gè)配置項(xiàng)需要配置好，如
果選擇不合適，可能有些軟件庫(kù)無法選擇甚至編譯構(gòu)建過程無法完成，這時(shí)候重新選擇后再編譯就行，直到編譯構(gòu)建通過）

->External toolchain kernel headers series =?根據(jù)具體的linux版本選擇。

->External?toolchain?C?library?=?glibc/eglibc

//后面的配置項(xiàng)可以不用選擇或者默認(rèn)即可

配置完成后，如下圖所示：

（4）System configuration配置

在該配置選項(xiàng)下選擇根文件系統(tǒng)相關(guān)的配置。

System?configuration
->Root?FS?skeleton?=?default?target?skeleton

->?System?hontname?=?填寫系統(tǒng)名稱（任意）

->System?banner?=?填寫系統(tǒng)標(biāo)語（任意）

->Passwords?encoding?=?sha-256

->?Init?system?=?BusyBox??//這里構(gòu)建Busybox啟動(dòng)的根文件系統(tǒng)

->/dev?management?=?Dynamic?using?devtmpfs?only

->?Enable?root?login?with?password?=?選擇/并設(shè)置登錄密鑰（123456）

//其他配置選項(xiàng)不變，保持默認(rèn)即可

（5）Kernel配置

由于此處只編譯構(gòu)建出根文件系統(tǒng)，所以不選擇linux kernel配置選項(xiàng)，則不會(huì)自動(dòng)下載和編譯構(gòu)建linux內(nèi)核。

（6）Target packages配置

本文的構(gòu)建目標(biāo)是一個(gè)輕量級(jí)的根文件系統(tǒng)，所以Target packages下的配置選項(xiàng)則不用選擇（默認(rèn)也是沒有選中的）

（7）Filesystem images配置

該選項(xiàng)下用于配置選擇文件系統(tǒng)的鏡像格式，如果是用nfs或tftp方式掛載根文件系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，F(xiàn)ilesystem images則不用進(jìn)行任何配置。

（8）Bootloaders配置

Bootloaders選項(xiàng)不用配置。

（9）Host utilities配置

Host utilities選項(xiàng)不用配置。

（10）Legacy config options配置

Legacy config options選項(xiàng)不用配置。

通過以上步驟就根據(jù)實(shí)際的構(gòu)建需求對(duì)buildroot進(jìn)行了配置，選擇< Save >保存buildroot的配置選項(xiàng)參數(shù)。保存后，在終端使用sudo make -j12進(jìn)行編譯構(gòu)建。

編譯構(gòu)建過程中問題

（1）報(bào)錯(cuò)Incorrect selection of kernel headers: expected 4.6.x, got 4.0.x，并終止構(gòu)建：

出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是在交叉編譯器的路徑下有一個(gè)內(nèi)核版本代碼，buildroot在執(zhí)行check-kernel-headers.sh時(shí)會(huì)檢測(cè)這個(gè)內(nèi)核版本代碼。

該內(nèi)核版本描述代碼定義在路徑/gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include/linux/version.h中：

#define?LINUX_VERSION_CODE?262144

十進(jìn)制262144轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制則為：40000，在配置buildroot時(shí)選擇為4.6.x版本：

所以編譯構(gòu)建不能通過，為了解決這個(gè)問題，可以直接修改version.h中的LINUX_VERSION_CODE宏定義值為：

#define?LINUX_VERSION_CODE?263680?//263680?=?40600(h)

即可解決。

編譯構(gòu)建后結(jié)果

在buildroot構(gòu)建過程中，會(huì)連接網(wǎng)絡(luò)下載對(duì)應(yīng)的軟件包源碼，下載的這些軟件包存放在output/build目錄中，如下圖所示：

（由于本文構(gòu)建的根文件系統(tǒng)也沒有配置太多的軟件包，所以生成的目錄就少）

編譯構(gòu)建后生成的目標(biāo)結(jié)果存放于output/images目錄中：

（將rootfs.tar解壓縮，然后則可以使用nfs/tftp掛載根文件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試?yán)玻?/p>

在測(cè)試根文件系統(tǒng)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入命令行后，輸入命令的時(shí)候命令行前面一直都是“#”，如果我們進(jìn)入到某個(gè)目錄的話前面也不會(huì)顯示當(dāng)前目錄路徑。這是由于PS1變量參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤造成的，需要重新設(shè)置一下，PS1 變量用于設(shè)置命令提示符格式，可選參數(shù)含義如下所示：

! 顯示該命令的歷史記錄編號(hào)。
#?顯示當(dāng)前命令的命令編號(hào)。
$?顯示$符作為提示符,如果用戶是 root 的話,則顯示#號(hào)。
\?顯示反斜杠。
d 顯示當(dāng)前日期。
h 顯示主機(jī)名。

 打印新行。

nn 顯示 nnn 的八進(jìn)制值。
s 顯示當(dāng)前運(yùn)行的 shell 的名字。
	 顯示當(dāng)前時(shí)間。
u 顯示當(dāng)前用戶的用戶名。
W 顯示當(dāng)前工作目錄的名字。
w?顯示當(dāng)前工作目錄的路徑

修改方法：打開/etc/profile 文件,找到如下所示內(nèi)容：

if?[?"$PS1"?];?then
?if?[?"`id?-u`"?-eq?0?];?then
??export?PS1='#?'
?else
??export?PS1='$?'
?fi
fi

修改為如下代碼：

if?[?"$PS1"?];?then
?if?[?"`id?-u`"?-eq?0?];?then
??export?PS1='[u@h]:w$#'
?else
??export?PS1='[u@h]:w$$'
?fi
fi

即可解決。

總結(jié)

本文記錄了buildroot的使用步驟，描述了針對(duì)imx6ull處理器芯片的buildroot的輕量級(jí)根文件系統(tǒng)完整構(gòu)建過程。由于是輕量級(jí)的構(gòu)建，所以大約需要5-6分鐘就可以編譯構(gòu)建完成。

相比較于busybox，buildroot構(gòu)建出的根文件系統(tǒng)功能更加完善，配置文件也更加完整，不用再去手動(dòng)添加和修改一些linux系統(tǒng)啟動(dòng)必須的文件了，非常適合更復(fù)雜的嵌入式linux系統(tǒng)的構(gòu)建和開發(fā)。

編輯：黃飛

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