linux dtb的编译打包过程_「正点原子FPGA连载」第二十章另一种方式编译ZYNQ镜像...

1)摘自【正点原子】领航者 ZYNQ 之linux驱动开发指南

2)实验平台：正点原子领航者ZYNQ开发板
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第二十章另一种方式编译ZYNQ镜像

本篇是ARM Linux驱动开发篇中的第一章，本章跟驱动开发并没有什么关系，由于前面我们一直都是使用xilinx的petalinux工具编译镜像文件，例如包括u-boot、linux内核、设备树、ZYNQ PL端的bitstream文件以及fsbl等，虽然petalinux功能上比较全面，但是在编译速度上太慢了！完全是在浪费时间，相信大家在使用petalinux的时候已经感受到了它给你带来的无奈之处；为此笔者专门去研究了一下，那本章笔者就带大家通过另外一种比较快的方式编译各种镜像文件。
本章采用分步式的方式编译启动开发板所需要的各种镜像文件，虽然步骤比较繁琐，但灵活性比较高；虽然本章使用的是另一种方式编译镜像，但还是得需要用到petalinux提供的一些工具，所以大家一定要安装petalinux。
20.1由hdf文件得到bit文件
.bit文件是zynq pl端所需要用到的bitstream文件，例如我们使用petalinux-build命令完成工程编译之后会在images/linux目录会产生一个system.bit文件，这个就是我们这里说到bitstream文件，.bit可以通过.hdf硬件描述符文件得到，怎么得到呢？下面给大家说来。
将ZYNQ开发板资料盘(A盘)4_SourceCodeZYNQ_70103_Embedded_Linuxvivado_proNavigator_7010Navigator_7010.sdk文件夹拷贝到Ubuntu系统目录下，例如/home/zynq/hdf/目录，大家根据自己的情况选择目录，本实验以领航者7010为例，如果大家用的是领航者7020，则选择ZYNQ开发板资料盘(A盘)4_SourceCodeZYNQ_70203_Embedded_Linuxvivado_proNavigator_7020Navigator_7020.sdk文件夹。
在Navigator_7010.sdk目录下有一个.hdf文件，如下所示：

图 31.1.1 hdf文件

接下来使用source命令执行petalinux的环境配置脚本settings.sh，如下所示：

1. source /home/zynq/petalinux/v2018.3/settings.sh

图 31.1.2 运行settings.sh脚本文件

/home/zynq/petalinux/v2018.3是笔者的petalinux安装目录，完成环境配置之后执行hsi命令进入到hsi命令模式，如下所示：

1. hsi

图 31.1.3 hsi命令行

执行命令之后就可以进入到hsi命令行模式下了，hsi命令行模式就跟我们的linux命令行模式差不多，都可以执行命令，只不过执行的命令不同；hsi命令是petalinux工具提供的，所以一定安装petalinux才行；在这个模式下可以执行一些命令，例如执行下面这条命令可以打开硬件设计文件hdf得到bit文件：

1. open_hw_design /home/zynq/hdf/Navigator_7010.sdk/design_navigator_7010_wrapper.hdf

图 31.1.4 打开hdf文件

Open_hw_design命令紧跟着的是hdf文件路径，命令执行成功之后会在hdf文件所在目录下产生bit文件以及ps7_init命名的.c文件和.h文件，如下所示(在hsi命令行模式下执行exit命令退出该模式)：
exit

图 31.1.5 退出hsi命令行模式

图 31.1.6 产生bit文件及其它文件

从上图中可以看到在hdf文件所在目录下产生了design_navigator_7010_wrapper.bit文件以及.c和.h文件。
20.2自动生成设备树文件
Petalinux可以根据hdf文件描述的硬件信息自动配置U-Boot和内核所需的设备树文件，那么我们也可以通过hsi命令来生成；首先需要导入xilinx的device-tree仓库，在我们提供的资料包中已经给大家准备好了，路径为：ZYNQ开发板资料盘(A盘)4_SourceCodeZYNQ_70103_Embedded_Linuxmiscdevice-tree-xlnx-xilinx-v2018.3.tar.gz，大家也可以通过https://github.com/Xilinx/device-tree-xlnx/releases网址进行下载，选择2018.3版本.tar.gz压缩格式文件，如下所示：

图 31.2.1 设备树仓库下载

Xilinx device-tree描述了设备与设备树之间的匹配关系，将下载好或是资料包中的device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3.tar.gz压缩文件拷贝到Ubuntu系统目录下，例如/home/zynq/device-tree，大家根据自己的情况选择，然后将其解压当前目录，解压之后会产生一个device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3文件夹，如下所示：

图 31.2.2 device-tree目录

那么device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3目录就是我们所需要的device-tree仓库。接下来我们执行hsi命令进入到hsi命令行模式，执行下面这些命令：

1. open_hw_design /home/zynq/hdf/Navigator_7010.sdk/design_navigator_7010_wrapper.hdf
2. set_repo_path /home/zynq/device-tree/device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3
3. create_sw_design device-tree -os device_tree -proc ps7_cortexa9_0
4. generate_target -dir /home/zynq/linux/dts

图 31.2.3 生成设备树文件

首先也是通过open_hw_design命令打开hdf文件，然后使用set_repo_path命令设置device-tree仓库所在路径，例如/home/zynq/device-tree/device-tree-xlnx-xilinx-v2018.3；使用create_sw_design创建软件设计，” -os device_tree”指定了软件设计的类型，我们这里使用device-tree表示它是一个设备树类型，” -proc ps7_cortexa9_0”指定处理器的名称，在hsi命令模式下使用”xxxx -help”可以查看xxxx命令的用法说明，这里就不给大家列举了；最后使用generate_target命令去产生目标，也就是我们的设备树文件，” -dir /home/zynq/linux/dts”指定路径。
此时我们可以退出hsi命令行模式，进入到/home/zynq/linux/dts目录下，可以看到自动配置产生的.dts和.dtsi文件，如下所示：

图 31.2.4 生成设备树文件

Linux设备树是是一个很重要的知识点，将会在后面给大家详细说明，本章先不讲，这些文件后面我们会用到。
20.3创建、编译fsbl工程
fsbl(First Stage Boot Loader)是ZYNQ第一启动引导加载代码，它的主要任务就是初始化DDR，并将用户代码(例如U-Boot、bit文件或者是SDK裸机代码)从存储设备中拷贝到DDR中运行。在使用petalinux-build命令编译完成之后，在images/linux目录下有一个zynq_fsbl.elf文件，这个就是fsbl编译之后产生了elf格式文件，同样也可以使用hsi命令来创建fsbl工程并进行编译。
首先我们需要导入Xilinx embeddedsw存储库，该embeddedsw仓库用于裸机应用，例如fsbl、pmu固件、plm等，在我们提供的资料包中已经给大家准备好了，路径：ZYNQ开发板资料盘(A盘)4_SourceCodeZYNQ_70103_Embedded_Linuxmiscembeddedsw-xilinx-v2018.3.tar.gz，大家也可以从https://github.com/Xilinx/embeddedsw/releases网址进行下载，选择2018.3版本.tar.gz压缩格式，如下所示：

图 31.3.1 下载embeddedsw仓库

将下载好或是资料包中的embeddedsw-xilinx-v2018.3.tar.gz压缩文件拷贝到Ubuntu系统目录下，例如/home/zynq/embeddedsw，大家根据自己的情况选择；然后将其解压当前目录，解压之后会产生一个embeddedsw-xilinx-v2018.3文件夹，如下所示：

图 31.3.2 embeddedsw目录

在Ubuntu中执行下面这条命令，建立一个软链接文件gmake，链接到make：

1. sudo ln -s /usr/bin/make /usr/bin/gmake

图 31.3.3 建立gmake软链接文件

因为在编译的过程中会用到gmake，其实gmake就是GNU make的缩写，Linux系统环境下的make就是GNU make；之所有有gmake，是因为在别的平台上，make一般被占用，GNU make只好叫gmake了；比如在进行编译时要使用make命令，但如果在非GNU系统中运行，必须使用GNU make，而不是使用系统自带的make版本，这时要用gmake代替make进行编译。
完成上面的工作之后，我们就可以进行fsbl的创建与编译了，执行hsi命令进入hsi命令行模式，执行下面这些命令：

1. open_hw_design /home/zynq/hdf/Navigator_7010.sdk/design_navigator_7010_wrapper.hdf