米联客(MSXBO)osrc-lab LINUX开发包使用说明

使用XILINX ZYNQ FPGA开发LINUX使用petalinux大行其道，没错使用petalinux是比较简洁和高效的办法，但是，米联客使用一种更加通用的方法，编写了一些简单的shell脚本去编译uboot,kernel,dts最终产生需要的uboot.bin,uimage,dtb文件。米联客给了大家一种比较通用的开发嵌入式硬件平台的方法，掌握这个方法，不管是你XILINX的平台，还是使用Intel的平台或者其他厂家的ARM平台，都可以很快的切换过去。

米联客提供了3套常用的系统方案给大家选择使用，这些系统方案全部可以自己定义或者裁剪，方案完全受控。接下来先来认识下，osrc-lab的文件结构：

首先，打开osrc-lab，其中有6个文件夹

我们先看下Boards下的书结构

Boards

└── MZ7X

├── buildroot

│ ├── dts

│ │ ├── skeleton.dtsi

│ │ ├── system-top.dts

│ │ ├── zynq-7000.dtsi

│ │ ├── zynq-zed.dts

│ │ └── zynq-zybo.dts

│ ├── fpga

│ ├── images

│ │ ├── boot

│ │ │ ├── BOOT.bin

│ │ │ ├── devicetree.dtb

│ │ │ ├── uEnv.txt

│ │ │ └── uImage

│ │ ├── common.sh

│ │ ├── deploy_image.sh

│ │ ├── make_parted.sh

│ │ ├── qspi_image

│ │ │ └── qspi_image.bin

│ │ └── rootfs

│ │ └── uramdisk.image.gz

│ └── output

│ ├── rootfs

│ ├── sdcard

│ │ ├── boot

│ │ └── rootfs

│ └── target

│ ├── boot.bin

│ ├── devicetree.dtb

│ ├── qspi_image.bif

│ ├── ramdisk.image.gz

│ ├── rootfs.tar.gz

│ ├── sd_image.bif

│ ├── system.bit

│ ├── u-boot.elf

│ ├── u-boot.img

│ ├── uImage

│ ├── uImage.bin

│ ├── uramdisk.image.gz

│ ├── zImage

│ └── zynq_fsbl.elf

├── debian

│ ├── dts

│ │ ├── skeleton.dtsi

│ │ ├── system-top.dts

│ │ ├── zynq-7000.dtsi

│ │ ├── zynq-zed.dts

│ │ └── zynq-zybo.dts

│ ├── fpga

│ ├── images

│ │ ├── boot

│ │ │ ├── BOOT.bin

│ │ │ ├── devicetree.dtb

│ │ │ ├── uEnv.txt

│ │ │ └── uImage

│ │ ├── common.sh

│ │ ├── deploy_image.sh

│ │ ├── make_parted.sh

│ │ └── rootfs

│ │ └── rootfs.tar.gz

│ └── output

│ ├── rootfs

│ ├── sdcard

│ │ ├── boot

│ │ └── rootfs

│ └── target

│ ├── boot.bin

│ ├── devicetree.dtb

│ ├── rootfs.tar.gz

│ ├── sd_image.bif

│ ├── system.bit

│ ├── u-boot.elf

│ ├── u-boot.img

│ ├── uImage

│ ├── uImage.bin

│ ├── zImage

│ └── zynq_fsbl.elf

└── ubuntu

├── dts

│ ├── skeleton.dtsi

│ ├── system-top.dts

│ ├── zynq-7000.dtsi

│ ├── zynq-zed.dts

│ └── zynq-zybo.dts

├── fpga

├── images

│ ├── boot

│ │ ├── BOOT.bin

│ │ ├── devicetree.dtb

│ │ ├── uEnv.txt

│ │ └── uImage

│ ├── common.sh

│ ├── deploy_image.sh

│ ├── make_parted.sh

│ └── rootfs

│ └── rootfs.tar.gz

└── output

├── rootfs

├── sdcard

│ ├── boot

│ └── rootfs

└── target

├── boot.bin

├── devicetree.dtb

├── rootfs.tar.gz

├── sd_image.bif

├── system.bit

├── u-boot.elf

├── u-boot.img

├── uImage

├── uImage.bin

├── zImage

└── zynq_fsbl.elf

可以看到以上树结构中，包含了3套系统，每套系统里面的文件都差不多，我们这里以buildroot系统为例：

├── buildroot

│ ├── dts

│ │ ├── skeleton.dtsi

│ │ ├── system-top.dts

│ │ ├── zynq-7000.dtsi

│ │ ├── zynq-zed.dts

│ │ └── zynq-zybo.dts

│ ├── fpga

│ ├── images

│ │ ├── boot

│ │ │ ├── BOOT.bin

│ │ │ ├── devicetree.dtb

│ │ │ ├── uEnv.txt

│ │ │ └── uImage

│ │ ├── common.sh

│ │ ├── deploy_image.sh

│ │ ├── make_parted.sh

│ │ ├── qspi_image

│ │ │ └── qspi_image.bin

│ │ └── rootfs

│ │ └── uramdisk.image.gz

│ └── output

│ ├── rootfs

│ ├── sdcard

│ │ ├── boot

│ │ └── rootfs

│ └── target

│ ├── boot.bin

│ ├── devicetree.dtb

│ ├── qspi_image.bif

│ ├── ramdisk.image.gz

│ ├── rootfs.tar.gz

│ ├── sd_image.bif

│ ├── system.bit

│ ├── u-boot.elf

│ ├── u-boot.img

│ ├── uImage

│ ├── uImage.bin

│ ├── uramdisk.image.gz

│ ├── zImage

│ └── zynq_fsbl.elf

Dts路径下包含了system-top.dts，zynq-7000.dtsi是我们要用到的文件，其他的可以删除，其他的只是为了支持其他一些型号开发板而保留的板级dts

fpga路径下是放我们的FPGA工程

Images路径下

>boot路径是放编译好的uboot.bin,dtb,uimage

>qspi_image路径存放编译好的qpsi_image.bin,这个qpsi_image.bin是把包括uboot.bin,dtb,uimage合成到一个文件来烧录系统到qspi FLASH的。

> rootfs路径为文件系统uramdisk.image.gz

Output路径下

>rootfs/sdcard路径都不需要分析，是空的，预留使用

>target路径下几个文件很关键

1) u-boot.elf这个编译uboot内核的时候产生的，zynq_fsbl.elf是first bootloader,zynq芯片如果需要启动， system.bit是FPGA编译完成后的文件。利用这三个文件合成了签名的uboot.bin。

2) uImage为编译好的kernel文件

3) devicetree.dtb 就是编译好的设备树文件

4) rootfs.tar.gz文件是编译好系统文件，其首先改名为ramdisk.image.gz然后压缩为uramdisk.image.gz。

了解了以上文件后来分析buildroot系统部分的编译脚本

scripts

├── common.sh

├── kernel

│ ├── cfg_kernel.sh

│ ├── make_kernel.sh

│ └── save_kernel_defconfig.sh

├── rootfs

│ ├── buildroot

│ │ ├── cfg_rootfs.sh

│ │ ├── create_image.sh

│ │ ├── create_qspi_image.sh

│ │ ├── deploy_image.sh

│ │ ├── interfaces

│ │ ├── make_parted.sh

│ │ ├── make_rootfs.sh

│ │ ├── mount_rootfs.sh

│ │ ├── save_rootfs_defconfig.sh

│ │ ├── umount_rootfs.sh

│ │ └── ustart.sh

│ ├── debian

│ │ ├── cfg_rootfs.sh

│ │ ├── create_image.sh

│ │ ├── deploy_image.sh

│ │ ├── make_parted.sh

│ │ ├── make_qspi_image.sh

│ │ ├── make_rootfs.sh

│ │ └── save_rootfs_defconfig.sh

│ └── ubuntu

│ ├── cfg_rootfs.sh

│ ├── create_image.sh

│ ├── deploy_image.sh

│ ├── make_parted.sh

│ ├── make_rootfs.sh

│ └── save_rootfs_defconfig.sh

├── settings64.sh

├── uboot

│ ├── cfg_uboot.sh

│ ├── make_uboot.sh

│ └── save_uboot_defconfig.sh

└── xilinx

├── export_xilinx_env.sh

├── get_hw_description.sh

├── install_cable_drivers.sh

└── run_vivado.sh

可以看到以上树结构中包含的脚本，我们继续以和buildroot系统为列讲解这些脚本的使用。

Settings64.sh为配置osrc-lab的路径，所以这个脚本是最先执行的，而common.sh定义一些关于脚本里面需要高亮，标红等的信息输出模版。我们这部分截图settings64.sh里面的代码

2、当执行完Settings64.sh后，后面的文件都是可以根据需要执行，比如当我们的ZYNQ FPGA工程开发完后，需要把bit导入到SDK 并且产生zynq_fsbl.elf文件，之后需要通过执行get_hw_description.sh把bit文件和zynq_fsbl.elf文件复制到boards/MZ7X/buildroot/output/target/路径，为后面编译做好准备工作。如果FPGA工程没有修改自然也不需要执行这个脚本。

# => Setting The Development Environment Variables
if [ ! "${ZN_CONFIG_DONE}" ];then
echo "[ERROR] 请以“source settings64.sh”的方式执行 settings64.sh 脚本。" && exit 1
fi
# => Filename of the running script.
ZN_SCRIPT_NAME="$(basename ${BASH_SOURCE})"
###############################################################################
# => The beginning
echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}"
# => hw_platform
ZYNQ_HW_PLATFORM_DIR=${ZN_VIVADO_PROJECT_DIR}/${ZN_VIVADO_PROJECT_NAME}.sdk/${ZN_BD_NAME}_wrapper_hw_platform_0
# => bitstream
ZYNQ_BITSTREAM=${ZYNQ_HW_PLATFORM_DIR}/${ZN_BD_NAME}_wrapper.bit
if [ ! -f "${ZYNQ_BITSTREAM}" ]; then
error_exit "could not find file 'system.bit'"
fi
cp ${ZYNQ_BITSTREAM} ${ZN_TARGET_DIR}/system.bit
# => zynq_fsbl
ZYNQ_FSBL_DIR=${ZN_VIVADO_PROJECT_DIR}/${ZN_VIVADO_PROJECT_NAME}.sdk/zynq_fsbl
# 确定fsbl.elf文件是否存在
if [ -f "${ZYNQ_FSBL_DIR}/Release/zynq_fsbl.elf" ]; then
cp ${ZYNQ_FSBL_DIR}/Release/zynq_fsbl.elf ${ZN_TARGET_DIR}/zynq_fsbl.elf
elif [ -f "${ZYNQ_FSBL_DIR}/Debug/zynq_fsbl.elf" ]; then
cp ${ZYNQ_FSBL_DIR}/Debug/zynq_fsbl.elf ${ZN_TARGET_DIR}/zynq_fsbl.elf
else
error_exit "could not find file 'zynq_fsbl.elf'"
fi
# => The end
echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}"
###############################################################################

3、当我们修改了uboot源码就绪执行make_uboot.sh

###############################################################################

# => Setting The Development Environment Variables

if [ ! "${ZN_CONFIG_DONE}" ];then

echo "[ERROR] Please source the settings64.sh script first" && exit 1

fi

# => Filename of the running script.

ZN_SCRIPT_NAME="$(basename ${BASH_SOURCE})"

###############################################################################

# => The beginning

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}"

# => Make sure the source is there

if [ "`ls -A ${ZN_UBOOT_DIR}`" = "" ]; then

error_exit "Can't find the source code of u-boot"

else

cd ${ZN_UBOOT_DIR}

fi

# => Building the U-Boot bootloader is a part of the Xilinx design flow.

echo_info "Build U-Boot on the ${ZN_UBOOT_DIR}"

make ${MAKE_JOBS}

if [ $? -eq 0 ]; then

###

# 1. U-Boot normally

###

cp ${ZN_UBOOT_DIR}/u-boot ${ZN_TARGET_DIR}/u-boot.elf

###

# 2. U-Boot SPL

###

if [ -f "${ZN_UBOOT_DIR}/u-boot.img" ]; then

cp ${ZN_UBOOT_DIR}/u-boot.img ${ZN_TARGET_DIR}

cp ${ZN_UBOOT_DIR}/spl/boot.bin ${ZN_TARGET_DIR}

fi

echo_info "U-Boot - Build OK"

else

error_exit "U-Boot - Build Failed"

fi

# => The end

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}"

###############################################################################

4、当我们修改了system.dts或者修改了内核配置，或者内核源码也需要重新编译内核

###############################################################################

# => Setting The Development Environment Variables

if [ ! "${ZN_CONFIG_DONE}" ];then

echo "[ERROR] Please source the settings64.sh script first" && exit 1

fi

# => Filename of the running script.

ZN_SCRIPT_NAME="$(basename ${BASH_SOURCE})"

###############################################################################

# => The beginning

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}"

# => Make sure the source is there

if [ "`ls -A ${ZN_KERNEL_DIR}`" = "" ]; then

error_exit "Can't find the source code of kernel"

else

cd ${ZN_KERNEL_DIR}

fi

# => Make sure the target directory is there

[[ ! "${ZN_TARGET_DIR}" ]] && error_exit "Can't find the target directory"

# => 1. Compiling the Kernel

echo_info "Building the kernel image on the ${ZN_KERNEL_DIR}"

make ${MAKE_JOBS} UIMAGE_LOADADDR=0x8000 uImage

if [ $? -eq 0 ]; then

echo_info "Installing the Kernel Image"

cp -a ${ZN_KERNEL_DIR}/arch/arm/boot/zImage ${ZN_TARGET_DIR}

cp -a ${ZN_KERNEL_DIR}/arch/arm/boot/uImage ${ZN_TARGET_DIR}

cp -a ${ZN_KERNEL_DIR}/arch/arm/boot/uImage ${ZN_TARGET_DIR}/uImage.bin

else

error_exit "Kernel Image - Build Failed"

fi

# => 2. Compiling the Device Tree Binaries

echo_info "Building the Device Tree Binaries on the ${ZN_DTS_DIR}"

${ZN_DTC_DIR}/dtc -I dts -O dtb -o ${ZN_DTB_DIR}/${ZN_DTB_NAME} ${ZN_DTS_DIR}/${ZN_DTS_NAME}

if [ $? -eq 0 ]; then

echo_info "The Device Tree - Build OK"

else

error_exit "The Device Tree - Build Failed"

fi

# => 3. Compiling the Kernel Modules

echo_info "Building the Kernel Modules on the ${ZN_KERNEL_DIR}"

make ${MAKE_JOBS} modules

if [ $? -eq 0 ]; then

echo_info "Installing the Kernel Modules"

sudo rm -rf ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/*

sudo tar zxf ${ZN_TARGET_DIR}/rootfs.tar.gz -C ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}

sudo rm -rf ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/lib/modules/

sudo make ${MAKE_JOBS} ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT} modules_install

if [ $? -eq 0 ]; then

sudo rm ${ZN_TARGET_DIR}/rootfs.tar.gz

sudo tar zcf ${ZN_TARGET_DIR}/rootfs.tar.gz -C ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT} .

sudo rm -rf ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/*

echo_info "The Kernel Modules - Install OK"

else

sudo rm -rf ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/*

error_exit "The Kernel Modules - Install Failed"

fi

else

error_exit "Kernel Modules - Build Failed"

fi

# => The end

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}"

###############################################################################

5、如果修改了文件系统我们还要编译文件系统

执行make_rootfs.sh

上面都是准备工作，把修改编译后的东西都放到，boards/MZ7X/buildroot/output/target/路径

6、执行create_qspi_image.sh

其中产生boot.bin的代码如下

以下代码产生uramdisk.image.gz

另外对于内核和设备树的文件是已经全部编译内核的时候就好了，所以简单复制就可以

7、有的时候我们需要修改uramdisk.image.gz 那么可以执行make_rootfs.sh，可以看到我们这里复制了interfaces文件到/etc/network/interfaces中。而在interfaces文件中我们有这么一段代码，没错就是配置默认的IP地址，这样可以实现在开机后网络就能正常工作，方便我们用网络调试和传输数据。

auto eth0

iface eth0 inet static

address 10.1.2.33

netmask 255.255.255.0

# => The beginning

echo_info "$(date "+%Y.%m.%d-%H.%M.%S") : Starting $ZN_SCRIPT_NAME"

# => 确定uramdisk.image.gz文件是否存在

if [ ! -f "${ZN_TARGET_DIR}/uramdisk.image.gz" ]; then

error_exit "找不到uramdisk.image.gz"

fi

# 预处理。。。

gunzip ${ZN_TARGET_DIR}/ramdisk.image.gz

chmod u+rwx ${ZN_TARGET_DIR}/ramdisk.image

sudo mount -o loop ${ZN_TARGET_DIR}/ramdisk.image ${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}

if [ $? -eq 0 ]; then

echo_info "根文件系统已经挂载在${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}"

#sudo cp ${ZN_SCRIPTS_DIR}/rootfs/buildroot//ustart.sh /${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/etc/init.d/ustart.sh

sudo cp ${ZN_SCRIPTS_DIR}/rootfs/buildroot//interfaces /${ZN_ROOTFS_MOUNT_POINT}/etc/network/interfaces

else

error_exit "根文件系统挂载失败..."

fi

# => The end

echo_info "$(date "+%Y.%m.%d-%H.%M.%S") : Finished $ZN_SCRIPT_NAME"

###############################################################################

8、修改完成后，执行umount_rootfs.sh 文件，这样修改后的uramdisk.image.gz就好了，这个时候他在boards/MZ7X/buildroot/output/target/路径下，如果是SD卡启动一定用这个文件替换原来的uramdisk.image.gz。

9、执行 create_qspi_image.sh制作qpsi启动文件，而且是带系统，内核，设备树的启动文件

#######################################################################################################################

# Create a new bif files...

#######################################################################################################################

BIF_FILE=${ZN_TARGET_DIR}/qspi_image.bif

#

# 每次都重新生成qspi_image.bif文件，这样，就可以解决手动修改路径的问题。

echo "//arch = zynq; split = false; format = BIN" > ${BIF_FILE}

echo "the_ROM_image:" >>${BIF_FILE}

echo "{" >>${BIF_FILE}

# The files we need are:

# 1. the first stage boot loader

echo " [bootloader]${ZN_TARGET_DIR}/zynq_fsbl.elf" >>${BIF_FILE}

# 2. FPGA bit stream

if [ -f "${ZN_TARGET_DIR}/system.bit" ]; then

echo " ${ZN_TARGET_DIR}/system.bit" >>${BIF_FILE}

fi

# 3. Das U-Boot boot loader

echo " ${ZN_TARGET_DIR}/u-boot.elf" >>${BIF_FILE}

# 4. Linux kernel with modified header for U-Boot

echo " [offset = 0x1300000]${ZN_TARGET_DIR}/uImage.bin" >>${BIF_FILE}

# 5. Device tree blob

echo " [offset = 0x1800000]${ZN_TARGET_DIR}/devicetree.dtb" >>${BIF_FILE}

# 6. Root filesystem

echo " [offset = 0x1820000]${ZN_TARGET_DIR}/uramdisk.image.gz" >>${BIF_FILE}

echo "}" >>${BIF_FILE}

#######################################################################################################################

#

#######################################################################################################################

QSPI_IMAGE_BIN=${ZN_QSPI_IMG_DIR}/qspi_image.bin

QSPI_IMAGE_MCS=${ZN_QSPI_IMG_DIR}/qspi_image.mcs

QSPI_IMAGE=${QSPI_IMAGE_BIN}

###############################################################################

# Starting Vivado

###############################################################################

# => The beginning

echo_info "$(date "+%Y.%m.%d-%H.%M.%S") : Starting $ZN_SCRIPT_NAME"

# => Setting Zynq-7000 Development Environment Variables

if [ -f "${ZN_SCRIPTS_DIR}/xilinx/export_xilinx_env.sh" ]; then

source ${ZN_SCRIPTS_DIR}/xilinx/export_xilinx_env.sh

else

error_exit "Could not find file ${ZN_SCRIPTS_DIR}/xilinx/export_xilinx_env.sh !!!"

fi

bootgen -image ${BIF_FILE} -o ${QSPI_IMAGE} -w on

# cd ${ZN_TARGET_DIR}

# bootgen -image ${BIF_FILE} -o ${QSPI_IMAGE} -w on -split bin

# cd -

# => The end

echo_info "$(date "+%Y.%m.%d-%H.%M.%S") : Finished $ZN_SCRIPT_NAME"

###############################################################################

对于buildroot系统请注意以上红色的部分，在uboot源码中需要这样设定，并且把#include <configs/zynq-common.h>放到前面。

还得打开zynq-common.h修改uboot.bin uimage dts uramdisk.image.gz的加载偏移地址

9、好了以上就完成了一个简单的闭环了。

以上的情况是基于你直接拿到我们的osrc-lab没做大的修改的情况下使用的。

10、那么如果你自己搭建的一个LINUX系统，VIVADO安装的路径和我们不一样，就要修改export_xilinx_env.sh文件

11、如果我们修改了uboot的menuconfig 那么需要执行save_uboot_defconfig.sh,执行后把配置保存到zynq_mz7x_defconfig

###############################################################################

# => The beginning

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}"

# => Make sure the source is there

if [ "`ls -A ${ZN_UBOOT_DIR}`" = "" ]; then

error_exit "Can't find the source code of u-boot"

fi

# => To save bootloader config use the command :

echo_info "To save bootloader config"

make -C ${ZN_UBOOT_DIR} savedefconfig

if [ $? != 0 ]; then

error_exit "Failed to save defconfig"

else

cp ${ZN_UBOOT_DIR}/defconfig ${ZN_UBOOT_DIR}/configs/${ZN_UBOOOT_DEFCONFIG}

fi

# => The end

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}"

###############################################################################

至于cfg_uboot.sh，这个会做一些清理工作

###############################################################################

# => The beginning

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Starting ${ZN_SCRIPT_NAME}"

# => Make sure the source is there

if [ "`ls -A ${ZN_UBOOT_DIR}`" = "" ]; then

error_exit "Can't find the source code of u-boot"

else

cd ${ZN_UBOOT_DIR}

fi

# => 1. Cleaning the Sources

echo_info "To delete all build products as well as the configuration"

make distclean || error_exit "Failed to make distclean"

# => 2. To configure the sources for the intended target.

echo_info "Configure u-boot on the ${ZN_UBOOT_DIR}"

make ${ZN_UBOOOT_DEFCONFIG} || error_exit "Failed to make ${ZN_UBOOOT_DEFCONFIG}"

# => 3. Prepare for compiling the source code

echo_info "Prepare for compiling the source code"

make tools || error_exit "Failed to make tools"

# => The end

echo_info "[ $(date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S") ] Finished ${ZN_SCRIPT_NAME}"

###############################################################################

12、scripts/kernel路径下一样也有类似的脚本 cfg_kernel.sh和save_kernel_defconfig.sh他们的使用方法一样。

13、本文对osrc-lab应用做一个简单的介绍，希望大家学习后，对于开发LINUX有一定的帮助！

云海 · 发表于 2020-3-9 17:41:02

谢谢

lxy · 发表于 2020-8-19 14:47:25

正在弄这一部分

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