1. 编译环境搭建

1.1 交叉编译器下载

嵌入式Linux开发，程序编译通常在电脑端的Linux（如虚拟机中的Ubuntu)下进行编译，Ubuntu 自带gcc 编译器，但该编译器是针对 X86 架构的！而嵌入式Linux是ARM架构的， 所以需要一个在 X86 架构上可以编译 ARM 架构代码的 gcc编译器，即交叉编译器。

交叉编译器有很多，本实验使用 Linaro 出品的交叉编译器，下载地址：

https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/4.9-2017.01/arm-linux-gnueabihf/

1.2 交叉编译器安装

在Ubuntu中创建目录：/home/kaka/IMX6ULL/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm，并将下载的gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz复制到此文件中，然后**「解压」**，解压命令如下：

sudo tar -vxf gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

解压完成以后会生成一个名为“gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf”的文件夹，这个文件夹里面就是交叉编译工具链。

然后，需要将该目录添加到环境变量中。打开/etc/profile 以后，在最后面输入如下所示内容：

临时有效:

export PATH=${PATH}:/home/kaka/IMX6ULL/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

长期有效:

sudo vi /etc/profile

使用交叉编译器之前还需要安装其它的库，命令如下：

sudo apt-get install lsb-core lib32stdc++6 
sudo apt-get install libncurses5-dev

安装完之后，可以查看交叉编译工具的版本号，输入如下命令：

arm-linux-gnueabihf-gcc -v 

可以看到类似如下打印

kaka@kaka-virtual-machine:~$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v 
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=arm-linux-gnueabihf-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/kaka/IMX6ULL/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../libexec/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/lto-wrapper
Target: arm-linux-gnueabihf
Configured with: /home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/snapshots/gcc-linaro-4.9-2017.01/configure SHELL=/bin/bash --with-mpc=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/builds/destdir/x86_64-unknown-linux-gnu --with-mpfr=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/builds/destdir/x86_64-unknown-linux-gnu --with-gmp=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/builds/destdir/x86_64-unknown-linux-gnu --with-gnu-as --with-gnu-ld --disable-libmudflap --enable-lto --enable-objc-gc --enable-shared --without-included-gettext --enable-nls --disable-sjlj-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --disable-libstdcxx-pch --enable-c99 --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-long-long --with-cloog=no --with-ppl=no --with-isl=no --disable-multilib --with-float=hard --with-mode=thumb --with-tune=cortex-a9 --with-arch=armv7-a --with-fpu=vfpv3-d16 --enable-threads=posix --enable-multiarch --enable-libstdcxx-time=yes --with-build-sysroot=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/sysroots/arm-linux-gnueabihf --with-sysroot=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/builds/destdir/x86_64-unknown-linux-gnu/arm-linux-gnueabihf/libc --enable-checking=release --disable-bootstrap --enable-languages=c,c++,fortran,lto --build=x86_64-unknown-linux-gnu --host=x86_64-unknown-linux-gnu --target=arm-linux-gnueabihf --prefix=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-make-release/label/docker-trusty-amd64-tcwg-build/target/arm-linux-gnueabihf/_build/builds/destdir/x86_64-unknown-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.9.4 (Linaro GCC 4.9-2017.01) 

以看出当前交叉编译器的版本号为 4.9.4，说明交叉编译工具链安装成功。

2. 编译原厂uboot

在Ubuntu中创建存放uboot的目录，如我的目录是:/home/kaka/IMX6ULL/u-boot

这里使用的是正点原子提供的NXP官方原版Uboot源码包（ uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2）

然后进行解压：

tar -vxjf uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

解压后的源码文件如下：

首先看下uboot的配置，configs 目录下有很多跟 I.MX6UL/6ULL 有关的配置，找到与mx6ull相同的，如下图。

因为这个开发板是emmc版本的，所有就使用这个mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig。

编译uboot使用下面3条指令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8

这3条命令中 :

• ARCH=arm 设置目标为 arm 架构
• CROSS_COMPILE 指定所使用的交叉编译器。
• 第1条命令相当于make distclean，目的是清除工程，一般在第一次编译的时候最好清理一下工程。
• 第2条指令相当于make mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig，用于配置 uboot，配置文件为 mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig。
• 第3条指令相当于make -j8，也就是使用8核来编译uboot。

为了方便的执行着3条指令，可以**「将这些指令写成shell脚本」**，比如在uboot源码目录下新建一个build.sh文件，写入如下内容：

#!/bin/bash

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_evk_emmc_defconfig
make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8

然后进行编译：

./build.sh

编译完成以后uboot 源码多了一些文件，其中u-boot.bin就是编译出来的 uboot二进制文件。 uboot是个裸机程序， 因此需要在其前面

加上头部(IVT、 DCD等数据)才能在I.MX6U上执行，u-boot.imx文件就是添加头部以后的 u-boot.bin。

u-boot.imx 就是我们最终要烧写到开发板中的 uboot 镜像文件。

3. 烧录开发板

烧录u-boot到开发板，实际是要烧录到SD卡中，然后将SD卡插入开发板，让开发板从SD卡启动（需要在开发板上设置拨码开关来选择启动方式）。

3.1 烧录到SD卡

正点原子专门编写了一个小软件用来将编译出来的.bin 文件烧写到 SD 卡中，这个软件叫做“imxdownload”

将imxdownload复制到 Ubuntu 中的uboot源码文件夹，再使用如下指令，给予 imxdownload 可执行权限：

chmod 777 imxdownload

然后电脑USB中插入SD卡（读卡器），并在虚拟机中设置usb加载（VMware或VirtualBox虚拟机需要先安装增强功能才能使用）

然后可以使用如下指令来查看SD卡的挂载标识符：

kaka@kaka-virtual-machine:~/IMX6ULL/u-boot$ ls /dev/sd
sda   sda1  sda2  sda3  sdb   sdb1  

这里的/dev/sdb就是我的SD卡

注：第一次使用SD卡烧录时，只多出了/dev/sdb，但不知什么情况，用了几次后，再插入SD卡，就会同时多出来/dev/sdb和/dev/sdb1，但实际测试，仍然把程序烧录到/dev/sdb也能用）。

imxdownload向SD卡烧写led.bin文件，命令格式如下：

./imxdownload u-boot.bin /dev/sdb 

注意不能烧写到/dev/sda或sda1设备里面！那是系统磁盘。

烧写过程会输入如下信息：

注意这个烧写速度，如果这个烧写速度在几百KB/s以下那么就是正常烧写。 如果这个烧写速度大于几十MB/s、甚至几百MB/s那么肯定是烧写失败了！ 重新插拔/格式化SD卡或重启ubuntu再试。

烧写完成以后会在当前工程目录下生成一个load.imx的文件，这个文件就是软件imxdownload根据 NXP 官方启动方式介绍的内容， 在 bin 文件前面添加了一些数据头以后生成的。最终烧写到SD卡里面的就是这个imx文件。

3.2 启动开发板

烧录完之后，将SD卡插入开发板启动，使用串口连接电脑，查看uboot启动信息。 设置好串口参数（波特率115200）并打开，按键复位开发板。 当串口打印上出现Hit any key to stop autoboot倒计时的时候按下 键盘上的回车键」，默认是 3 秒倒计时，在 3 秒倒计时结束以后如果没有按下回车键的话 uboot 就会使用默认参数来启动 Linux 内核了。

如果在 3 秒倒计时结束之前按下回车键，那么就会进入 uboot 的命令行模式:

解读一下这些信息的含义：

• 第1行是 uboot 「版本号和编译时间」：当前的 uboot 版本号是 2016.03，编译时间是 2023/6/15/23:01:07
• 第3、4 行是 「CPU 信息」：当前使用的 CPU 是飞思卡尔（属于NXP）的 I.MX6ULL (频率为 792MHz)，此时运行在 396MHz。这颗芯片是工业级的，结温为-40°C~105°C
• 第 5 行是 「复位原因」：I.MX6ULL 芯片上有个 POR_B 引脚，将这个引脚拉低即可复位 I.MX6ULL。
• 第 6 行是 「板子名字」，“I.MX6U ALPHA|MINI”即开发板的名字 。
• 第 7 行提示 「I2C 准备就绪」。
• 第 8 行提示当前板子的 「DRAM(内存)」 为 512MB
• 第 9 行提示当前有 「两个MMC/SD 卡控制器」：FSL_SDHC(0)和 FSL_SDHC(1)。I.MX6ULL支持两个 MMC/SD，正点原子的 I.MX6ULL EMMC 核心板上 FSL_SDHC(0)接的 SD(TF)卡，FSL_SDHC(1)接的 EMMC。
• 第10行是一条警告信息，先忽略。
• 第 12、13 行是 「LCD 型号」，原厂默认的是TFT43AB (480x272)。
• 第 14~16 是 「标准输入、标准输出和标准错误」 所使用的终端，这里都使用串口(serial)作为终端。
• 第 17 、18行是 「切换到emmc的第0个分区上」，因为当前的 uboot 是 emmc 版本的，也就是从 emmc 启动的。我们只是为了方便将其烧写到了 SD 卡上，但是它的“内心”还是 EMMC的。所以 uboot 启动以后会将 emmc 作为默认存储器 。
• 第 19行是 「网口信息」，提示我们当前使用的 FEC1 这个网口，I.MX6ULL 支持两个网口。
• 第 20行提示 「FEC1网卡地址没有设置」（后面我们会讲解如何在uboot 里面设置网卡地址）。
• 第 22行提示 「正常启动」， 也就是说 uboot要从emmc里面读取环境变量和参数信息启动 Linux内核了。
• 第23行是 「倒计时提示」，默认倒计时 3 秒，倒计时结束之前按下回车键就会进入 Linux 命令行模式。如果在倒计时结束以后没有按下回车键，那么 Linux 内核就会启动，Linux 内核一旦启动，uboot 就运行结束了。
• 第23行是在倒计时 3 秒内按了回车键，符号=>表示可以继续与uboot进行 「命令交互」。