📚 课程目录第4章移植Linux内核到车载开发板

4. 移植Linux内核到车载开发板

任务目标

将Linux内核移植到车载开发板（以i.MX6ULL EVK为参考平台），完成从源码下载、设备树配置、交叉编译到通过SD卡烧录并启动内核的完整闭环。最终验证标准：开发板串口终端输出内核启动日志并进入用户空间shell。

环境与依赖

主机：Ubuntu 20.04+，已安装交叉编译工具链 arm-linux-gnueabihf-（gcc 9.4.0）
目标板：i.MX6ULL EVK开发板，SD卡启动方式
内核源码：linux-5.4.47（NXP官方BSP对应版本）
必要工具：u-boot-tools（生成dtb）、device-tree-compiler

实现步骤与代码

1. 下载并解压内核源码

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.47.tar.xz
tar -xJf linux-5.4.47.tar.xz
cd linux-5.4.47

2. 配置设备树与内核

i.MX6ULL的默认设备树文件为imx6ull-14x14-evk.dts。若需适配自定义板载外设（如修改LED引脚或添加CAN控制器），直接编辑该dts文件后重新编译即可。此处使用默认配置演示完整流程：

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
make imx_v6_v7_defconfig
# 可选：make menuconfig 进行内核功能裁剪
make imx6ull-14x14-evk.dtb

3. 编译内核与设备树

make -j4 zImage
make imx6ull-14x14-evk.dtb

编译产物：arch/arm/boot/zImage 与 arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dtb。

4. 烧录到SD卡

将SD卡分为两个分区：FAT32分区（100MB）存放内核与dtb，ext4分区（剩余空间）存放根文件系统。假设SD卡设备为/dev/sdb：

sudo mkfs.vfat -F 32 /dev/sdb1
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2
sudo mount /dev/sdb1 /mnt/boot
sudo cp arch/arm/boot/zImage /mnt/boot/
sudo cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dtb /mnt/boot/
sync
sudo umount /mnt/boot

根文件系统（如Buildroot生成的rootfs.tar）解压到/dev/sdb2后，插入SD卡并设置开发板拨码开关为SD卡启动。

5. U-Boot引导参数

开发板进入U-Boot后设置环境变量并启动：

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw'
setenv bootcmd 'fatload mmc 0:1 0x80800000 zImage; fatload mmc 0:1 0x83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb; bootz 0x80800000 - 0x83000000'
saveenv
boot

验证方法与判定标准

编译验证：上述make命令无报错退出，且zImage与.dtb文件生成。
启动验证：开发板串口（115200-8-N-1）连接主机，上电后观察输出。预期看到U-Boot启动信息，随后Linux内核解压日志，最后出现Welcome to Buildroot登录提示符或login:字样。
设备树验证：内核日志中出现Machine model: Freescale i.MX6ULL 14x14 EVK Board，且无Failed to find或Error级别的设备树解析错误。

预期输出（串口终端最后几行）：

VFS: Mounted root (ext4 filesystem) on device 179:2.
Freeing unused kernel memory: 2048K
Run /sbin/init as init process
Starting network: OK
Welcome to Buildroot
buildroot login:

出现上述登录提示即表示内核移植成功。若卡在Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs，则检查root=/dev/mmcblk0p2参数与SD卡ext4分区是否对应。

常见问题

dtb无法加载：确认U-Boot中fatload的dtb地址与bootz命令地址一致，且dtb文件未损坏。
串口无输出：检查拨码开关启动模式、串口线连接（ttymxc0对应UART1）以及console=ttymxc0,115200参数。
网络不通：若需网络功能，确认设备树中fec1节点status为okay，且PHY芯片驱动已编译进内核。