100ASK-IMX6ULL開發板使用busybox構建根文件系統

3. 完善根文件系統

4. 添加自己的開機log

1. 爲什麼使用busybox?

現在可以用於構建根文件系統的軟件有很多，比如buildroot，yocto，而且這些軟件構建的根文件系統軟件更全，爲什麼要使用busybox呢，因爲比較簡單，對於我這種初學者來說，從簡單開始學習纔是最好的，可以瞭解原理，原理清楚了，再使用其他軟件來構建就簡單多了。

2. 編譯busybox構建根文件系統

2.1 構建環境：

gcc: 100ask_imx6ull-sdk\ToolChain\gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux- gnueabihf
linux: linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2
主機系統: ubuntu18.04
gcc可以在百問網提供的bsp包找到，busybox使用的版本是nxp官方的busybox-1.29.0.tar.bz2，點擊下載[busybox-1.29.0.tar.bz2][1]。

2.2 配置編譯busybox

解壓busybox-1.29.0.tar.bz2:

tar -vxjf busybox-1.29.0.tar.bz2

修改Makefile，添加編譯器，打開busybox的根目錄中的Makefile，將164行修改爲：

CROSS_COMPILE ?= /home/book/share/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-

將路徑修改爲自己的交叉編譯工具的絕對路徑，將190行修改爲：

ARCH ?= arm

配置busybox，busybox有三種配置選項：

defconfig，默認配置
allyesconfig，全選配置，使能busybox中的所有功能
allnoconfig，最小配置
使用默認配置，執行：

make defconfig

然後打開圖形配置界面，執行：

make menuconfig

分別配置下面的路徑：

Location:
  -> Settings
	-> Build static binary (no shared libs) //取消選中，動態編譯，不然編譯出來的根文件系統很大
Location:
  -> Settings
	-> vi-style line editing commands  //選中
Location:
  -> Linux Module Utilities
	-> Simplified modutils   //取消選中
Location:
  -> Linux System Utilities
	-> mdev (16 kb) //確保下面的全部選中，默認都是選中的

配置完busybox就可以編譯了，執行:

make install CONFIG_PREFIX=/home/book/nfs_rootfs/blogrootfs

CONFIG_PREFIX指定輸出路徑，指向nfs服務器的路徑即可。編譯完成後可以查看rootfs路徑下的文件：

向根文件系統添加lib庫
在rootfs下創建lib文件夾，在usr下創建lib文件夾。

進入交叉編譯器存放的目錄，將arm-linuxgnueabihf/libc/lib下的*so*和*.a拷貝到rootfs/lib下：

 cp *so* *.a ~/nfs_rootfs/blogrootfs/lib/ -d

後面的“-d”表示拷貝符號鏈接。在rootfs中lib執行ls ld-linux-armhf.so.3 -l，可以看到ld-linux-armhf.so.3是一個軟鏈接，所以需要重新複製一下。先刪除rootfs/lib下的ld-linux-armhf.so.3，然後進入arm-linuxgnueabihf/libc/lib執行：

cp ld-linux-armhf.so.3 ~/nfs_rootfs/blogrootfs/lib/

再次查看rootfs/lib下的ld-linux-armhf.so.3，已經不是軟鏈接了。

進入交叉編譯器存放的目錄，將arm-linuxgnueabihf/lib下的*so*和*.a拷貝到rootfs/lib下：

 cp *so* *.a ~/nfs_rootfs/blogrootfs/lib/ -d

進入交叉編譯器存放的目錄，將arm-linuxgnueabihf/libc/usr/lib下的*so*和*.a拷貝到rootfs/usr/lib下：

 cp *so* *.a ~/nfs_rootfs/blogrootfs/usr/lib/ -d

可能會有警告，不用管。

創建其它文件夾
在rootfs根目錄下創建文件夾：dev、 proc、 mnt、 sys、 tmp、root，創建完後如下圖示：
測試根文件系統
測試根文件系統一般都使用NFS，在內核啓動時指定使用的nfs服務器以及路徑，在uboot啓動後，設置bootargs爲：

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rootwait rw nfsroot=192.168.101.5:/home/book/nfs_rootfs/rootfs ip=192.168.101.6:192.168.101.5:192.168.101.1:255.255.255.0::eth0:off'
/* root=/dev/nfs nfsroot=[<server-ip>:]<root-dir>[,<nfs-options>] ip=<client-ip>:<server-ip>:<gwip>:<netmask>:<hostname>:<device>:<autoconf>:<dns0-ip>:<dns1-ip>*/

設置好後保存環境變量，然後使用tftp加載內核和設備樹並啓動：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-100ask-emmc.dtb
bootz 80800000 - 83000000

啓動完成後如下圖：

可以執行基本的命令了，但是提示沒有/etc/init.d/rcS文件，所以需要完善一下文件系統。

3. 完善根文件系統

3.1 創建/etc/init.d/rcS文件

linux啓動後需要運行一些服務，而 /etc/init.d/rcS文件就是規定啓動哪些服務，創建該文件並添加如下內容：

#!/bin/sh

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
export PATH LD_LIBRARY_PATH

mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug #通過這兩行，linux內核就可以在/dev目錄下自動創建設備節點
mdev -s

將rcS添加可執行權限chmod 777 rcS。

3.2 創建/etc/fstab文件

fstab 在 Linux 開機以後自動配置哪些需要自動掛載的分區，創建該文件並添加如下內容：

#<file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
proc           /proc         proc    defaults   0      0
tmpfs          /tmp          tmpfs   defaults   0      0
sysfs          /sys          sysfs   defaults   0      0

3.3 創建/etc/inittab文件

init 程序會讀取/etc/inittab這個文件， inittab 由若干條指令組成，創建該文件並添加如下內容：

::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/sbin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

3.4 創建/etc/resolv.conf文件

/etc/resolv.conf文件用於配置域名服務器，沒有域名服務器就不能將網址轉換成ip地址，創建該文件並添加如下內容：

nameserver 114.114.114.114
nameserver 192.168.101.1

創建完以上三個文件後，重啓linux，發現沒有錯誤提示了。ping一下百度也可以ping通，網絡也可以使用了，此時可以通過交叉編譯器來編譯可以在100ASK開發板上運行的linux程序了。

4. 添加自己的開機log

其實並沒有修改內核在啓動的時候顯示的小企鵝，只是在linux啓動完後，運行一個app，這個app可以顯示bmp圖片，設置該app開機自動運行即可(在rcS中添加兩行代碼就可以了)。
bmp圖片的格式網上有詳解，編寫代碼displaybmp.c：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define SCREEN_HEIGHT 600
#define SCREEN_WIDTH 1024

#pragma pack(1) // 讓編譯器做1字節對齊

struct bmp_file     //BMP文件頭結構
{
	char type[2];       		//位圖文件的類型，必須爲BM，我這裏類型不對，所以顯示有誤。
	unsigned int size;  		//位圖文件的大小，以字節爲單位
	short rd1;          		// 位圖文件保留字，必須爲0
	short rd2;          		// 位圖文件保留字，必須爲0
	unsigned int offset;    	// 位圖數據的起始位置，以相對於位圖
};

struct bmp_info   //圖像信息區
{
	unsigned int bsize;      		//本結構體所佔用字節數,即40個字節
	int width;               		// 位圖的寬度，以像素爲單位，像素數量是4字節對齊的
	int height;              		// 位圖的高度，以像素爲單位，如果該位爲正，說明圖像是倒向的，爲負則說明是正向，大多數都是正向，但是QQ截圖保存的BMP好像都是正向的
	unsigned short planes;     		// 目標設備的級別，必須爲1
	unsigned short count;      		// 每個像素所需的位數，必須是1(雙色）// 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一
	unsigned int compression;    	// 位圖壓縮類型，必須是 0(不壓縮),// 1(BI_RLE8壓縮類型)或2(BI_RLE4壓縮類型)之一
	unsigned int sizeimage;      	// 位圖的大小，以字節爲單位
	unsigned int xmeter;     	 	// 位圖水平分辨率，每米像素數
	unsigned int ymeter;         	// 位圖垂直分辨率，每米像素數
	unsigned int cused;          	// 位圖實際使用的顏色表中的顏色數
	unsigned int cimportant;     	// 位圖顯示過程中重要的顏色數

};

struct bmp_head {
	struct bmp_file file;
	struct bmp_info info;
};

#pragma pack() // 取消1字節對齊，恢復爲默認對齊

struct bmp_head bmphead;
unsigned char *bmpBuff = NULL;
unsigned int *fbBuff = NULL;

int bmp_width = 0;
int bmp_height = 0;
int actual_width = 0, actual_height = 0; /* 實際顯在屏幕上的大小，如果BMP圖片比屏幕大，那麼就只顯示屏幕分辨率的大小*/
int flag = 0; /* 指示圖像是否是倒向的，倒向爲0，正向爲1 */
int pix_count = 0; /* 指示每個像素佔用的大小,字節爲單位 */

void draw_screenbuf_point(int x, int y, unsigned int color) //在LCD buf上x, y處畫一個點
{
	if(flag)
		fbBuff[y * SCREEN_WIDTH + x] = color;
	else
		fbBuff[(SCREEN_HEIGHT - 1 - y) * SCREEN_WIDTH + x] = color;
}

unsigned int read_bmp_point(int x, int y) //從bmp文件中取出x,y座標處的點
{
	unsigned int color = 0;
	unsigned char R,G,B;
	if(pix_count == 24) {  /* bmp圖片count不一樣，數據區的格式就不一樣 */
		B = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*3];
		G = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*3+1];
		R = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*3+2];  /* (x + y*bmp_width)*4+3存放alpha值，不使用 */
		color = B | G<<8 | R<<16 | 0x80<<24; /* 0x80爲透明度 */
		return color;
	}
	else if(pix_count == 32) {
		B = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*4];
		G = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*4+1];
		R = bmpBuff[(x + y*bmp_width)*4+2];  /* (x + y*bmp_width)*4+3存放alpha值，不使用 */
		color = B | G<<8 | R<<16 | 0x80<<24; /* 0x80爲透明度 */
		return color;
	}
	else 
		return 0x800000ff;
}

int main(int argc,char *argv[]) 
{
	
	if(2 != argc) {
		printf("Usage:%s xxx.bmp\n",argv[0]);
		return -1;
	}
 
	int bmpfd = open(argv[1],O_RDWR);
	if(-1 == bmpfd) {
		perror("open faild\n");
		return -1;
	}

	int fbdev = open("/dev/fb0",O_RDWR);
	if(-1 == fbdev) {
		perror("open failed\n");
		return -1;
	}

	if (-1 == read(bmpfd, &bmphead, sizeof(bmphead))) {
		perror("read failed\n");
		return -1;
	}

	pix_count = bmphead.info.count;
	if((pix_count != 24) && (pix_count != 32) ) {
		printf("This format is not supported! pix_count:pix_count:%d\n", pix_count);
		return 0;
	}

	bmp_width = bmphead.info.width;

	if(bmphead.info.height < 0) {
		bmp_height = 0-bmphead.info.height; //換成正數
		flag = 1;
	}
	else {
		bmp_height = bmphead.info.height;
		flag = 0;
	}

	actual_width = bmp_width;
	actual_height = bmp_height; 
	if(bmp_width > SCREEN_WIDTH) {
		actual_width = SCREEN_WIDTH;
	}
	if(bmp_height > SCREEN_HEIGHT) {
		actual_height = SCREEN_HEIGHT;
	}

	// printf("%s:%dx%d, flag:%d\n", argv[1], bmp_width, bmp_height, flag);
	// printf("screen size:%dx%d\n", SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);
	// printf("display size:%dx%d\n", actual_width, actual_height);

	bmpBuff = (unsigned char *)malloc(bmphead.file.size - sizeof(struct bmp_head));
	if(NULL == bmpBuff) {
		perror("malloc failed\n");
		return -1;
	}

	fbBuff = (unsigned int *)malloc(SCREEN_WIDTH*SCREEN_HEIGHT*sizeof(int));
	if(NULL == fbBuff) {
		perror("malloc failed\n");
		return -1;
	}

	if (-1 == read(bmpfd, bmpBuff, bmphead.file.size - sizeof(struct bmp_head))) {
		perror("read failed\n");
		return -1;
	}

	int x = 0,y = 0;
	unsigned int color;
	for(y=0; y < actual_height; y++) {
		for(x=0; x < actual_width; x++) {
			color = read_bmp_point(x, y);
			draw_screenbuf_point(x, y, color);
		}
	}

	write(fbdev, fbBuff, SCREEN_WIDTH*SCREEN_HEIGHT*4); /* 寫入frambuffer */

	free(fbBuff);
	free(bmpBuff);

	close(fbdev);
	close(bmpfd);
	return 0;
}

該程序的原理就是根據bmp的格式讀取RGB數據，然後寫入linux的framebuffer就可以顯示了，只支持位圖數據爲32位或者24位的bmp圖像顯示。
編譯測試：

arm-linux-gnueabihf-gcc disbmp.c -o displaybmp
sudo cp displaybmp ~/nfs_rootfs/blogrootfs/

使用QQ或者起他工具截圖並保存爲bmp格式，然後將bmp圖片放入roots目錄下，執行：

displaybmp xxx.bmp

一切正常的話LCD上應該就顯示截圖了。然後在/etc/init.d/rcS末尾添加：

./displaybmp xxx.bmp &

重啓後就會自動顯示了。
[1]: https://download.csdn.net/download/u014783685/12255517
[2]: https://www.bilibili.com/read/cv5121765

100ASK-IMX6ULL開發板使用busybox構建根文件系統

100ASK-IMX6ULL開發板使用busybox構建根文件系統

1. 爲什麼使用busybox?

2. 編譯busybox構建根文件系統

2.1 構建環境：

2.2 配置編譯busybox

3. 完善根文件系統

3.1 創建/etc/init.d/rcS文件

3.2 創建/etc/fstab文件

3.3 創建/etc/inittab文件

3.4 創建/etc/resolv.conf文件

4. 添加自己的開機log

linux設備驅動框架圖(platform,i2c,設備樹)

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