ZYNQ跑系统 系列（一） 传统方式移植linux

移植linux之传统方式

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在ZYNQ开发时，有些情况下，为了降低开发的复杂性，或是提升系统运行的性能，在ARM上跑一个linux系统往往是一个不错的选择，而且linux系统一般集成了一些常用的成熟驱动，可以减少开发周期。本章将通过传统u-boot、kernel方式，完成移植。该方式虽然繁琐复杂，但是毕竟是一种通用的移植方式。

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一、搭建硬件环境

• 1.新建工程，并新建一个 BD 文件，然后添加一个ZYNQ Processing system的IP核，并设置好与硬件相符合的PS和PL时钟以及DDR型号
  
  

• 2.添加一些必要外设
  
  为了看到linux启动的实验现象，下面的外设是必备的：

  • SD：SD卡（用于从SD卡启动u-boot、kernel、PL以及文件系统）
  • UART：用于打印调试信息的串口
    

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• 3.右键单击 Block 文件，文件选择 Generate the Output Products

• 4.右键单击 Block 文件，选择 Create a HDL wrapper，根据 Block 文件内容产生一个 HDL 的顶层文件，并选择让 vivado 自动完成
• 5.并综合实现、生产.bit文件
• 6.导出硬件（包含.bit），待启动SDK

二、ARM上运行linux前的准备工作

• -1.电脑上安装linux环境
• 0.更新apt-get（可选，加速用）
  在linux系统中打开/etc/apt目录下找到sources.list文件
  将文件内容替换为

deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main restricted #Added by software-properties 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted 
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted multiverse universe #Added by software-properties 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted 
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted multiverse universe #Added by software-properties 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial universe 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates universe 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial multiverse 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates multiverse 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse 
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse #Added by software-properties 
deb http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner 
deb-src http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted 
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted multiverse universe #Added by software-properties 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security universe 
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security multiverse 

打开命令行执行apt-get update刷新列表

• 1.安装相应环境

#安装32位依赖库
apt-get install lib32z1 lib32ncurses5 lib32stdc++6 libbz2-1.0:i386
#安装 Openssl 库，实现网络的保密性和可靠性的数据传输,在编译u-boot时会用到
apt-get install libssl-dev
#安装设备树编译器工具
apt-get install device-tree-compiler
#安装此库，否则内核编译时make menuconfig等会报错
apt-get install libncurses5-dev 
#安装此库，否则内核编译报错
sudo apt-get install u-boot-tools 

• 2.安装vivado
  
  • 从官网下载WEB版的VIVADO Xilinx_Vivado_SDK_2017.1_0415_1_Lin64.bin（我已上传到：Xilinx_Vivado_SDK_2017.1_0415_1_Lin64.bin）
  • 执行该.bin，安装方法以及界面都同WINDOWS版的VIVADO安装一样，运行该文件后首先通过GUI对安装进行配置
  • 配置到选择器件支持时，尽可能将不需要的器件勾选掉（减少下载的大小）
  • 配置完成后，等待下载，以及安装，即可
• 3.下载
  从https://github.com/Xilinx，直接下载官方u-boot和kernel（linux-xlnx-master.zip、u-boot-xlnx-master.tar.gz）
• 4.编译u-boot
  
  • 定位编译环境source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh
  • 进入u-boot目录cd /home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master
  • 打开GUI配置u-bootmake menuconfig，但是这个GUI是空白的配置，所以要先载入一下xilinx的默认配置，再做修改（如下）
  • 在menu中，按方向键选择load，回车，载入xinlinx默认配置文件（输入zynq_ax7010_defconfig的绝对路径，我的是/home/hlf/mnt/u-boot-xlnx-master/configs/zynq_ax7010_defconfig）
    
  • 然后将改动好的配置（本章不改动），再save到该路径，所需配置已保存到zynq_ax7010_defconfig文件里
  • 针对刚刚的配置开始编译u-boot:
    
    • make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- zynq_ax7010_defconfig#读配置
    • make CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi-#编译
    • #arm-xilinx-linux-gnueabi-objdump -h u-boot #查看 u-boot 文件的不同段的内存分配情况
      到这一步，把u-boot拷贝出来，并加后缀为u-boot.elf，待用
      
• 5.生成BOOT.bin
  
  • 启动SDK，新建一个FSBL模板，并在文件中#define FSBL_DEGUG_INFO以便看到调试信息，然后编译生成fsbl.elf
    
  • 从SDK中将上述fsbl.elf、硬件的.bit文件、u-boot.elf打包成BOOT.bin
    
• 6.生成uImage
  
  • 进入目录 cd /home/hlf/mnt/linux-xlnx-master
  • 定位编译环境 source /opt/Xilinx/SDK/2017.1/settings64.sh
  • 打开GUI配置内核 make ARCH=arm menuconfig
  • 在GUI中load一下xilinx的默认配置，load的路径为/home/hlf/mnt/linux-xlnx-master/arch/arm/configs/xilinx_zynq_defconfig
  • 在GUI中进行相关设置后（本章不改动），save到xilinx_zynq_defconfig里（也可以自己选择）
  • make ARCH=arm xilinx_zynq_defconfig #读配置
  • make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi- uImage LOADADDR=0x00008000 #编译内核
  • 编译完成后，在linux-xlnx-master/arch/arm/boot目录下可以发现uImage文件，待用
• 7.生成devicetree.dtb
  在linux-xlnx-master/arch/arm/boot/dts目录内新建或者找到zynq-7010.dts文件，内容为（注意一下串口和主频和硬件是否对应）：

/dts-v1/;
/include/ "zynq-7000.dtsi"

/ {
    model