Petalinux的使用——定制Linux系统-编程知识

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配置petalinux运行环境
petalinux设计流程

配置petalinux运行环境

Petalinux的安装在文章Ubuntu镜像源的更改及其Petalinux的安装中已经介绍，下面介绍petalinux运行环境的配置过程。
进入到petalinux的安装路径下，使用下面的命令对petalinux的运行环境进行配置。

source settings.sh

需要注意的是，这条命令只对当前终端有效，重新开一个终端后需要再执行该命令才可以，执行结果如下图所示。
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如果每次打开终端都要使用petalinux，可以把source petalinux的绝对路径添加到家目录下的.bashrc脚本文件中，.bashrc脚本文件是每次打开终端自动执行的。比如，按照我的安装路径在.bashrc文件中添加下面的代码。

source /opt/pkg/petalinux/settings.sh

添加成功以后保存退出。
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重新打开一个终端窗口，对petalinux的运行环境进行配置的语句一开始就执行了，不过每次启动终端都会花时间执行。

petalinux设计流程

petalinux设计流程大致为：搭建Vivado工程，导出硬件描述文件(.hdf文件)；创建petalinux工程；将.hdf文件导入到petalinux工程；配置petalinux工程(包括内核、u-boot和根文件系统的配置)；编译petalinux工程(得到u-boot镜像、内核镜像、rootfs、bitstream、fsbl镜像文件)；启动开发板进行验证。
进入到petalinux的安装路径下，在命令行输入petalinux-，按下两次Tab键，就显示了下面6个petalinux命令。
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可以通过–help的命令查看该命令的帮助信息，如下图所示。

下面提供了创建zynq工程的命令样例。

petalinux-create -t project -n project_name --template zynq

根据样例输入命令创建工程，如果不使用-p指定工程路径，工程默认创建在当前路径下，如下如所示。
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准备好.hdf文件，该文件需要在Vivado软件中先生成比特流文件，然后导出到硬件，导出的时候需要勾选包括比特流选项。
先进入到刚创建的工程文件夹下，然后使用下面的命令将.hdf文件导入到petalinux工程中。

petalinux-config --get-hw-description .hdf文件所在文件夹的绝对路径
petalinux-config --get-hw-description /home/ubuntu16/zynq/hdf #例子

其运行一会之后就打开了下面配置的图形化界面。
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这里暂时使用默认配置，退出当前窗口，等待其配置完成，完成后打印的信息如下图所示。

如果关闭该窗口后还想打开该窗口进行补充设置，使用petalinux-config命令即可。
使用下面的命令就可以依次配置u-boot、kernel和rootfs，这里都暂时保持默认设置，不进行配置。

petalinux-config -c u-boot
petalinux-config -c kernel
petalinux-config -c rootfs

u-boot配置成功如下图所示。
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内核配置成功如下图所示。

根文件系统配置成功。

以上配置完成后就可以进行编译了，编译的时候可以选择编译整个petalinux工程，也可以单独编译u-boot、kernel、rootfs。编译整个petalinux工程包括u-boot、kernel、rootfs、fsbl、bitstream、设备树等，编译使用的命令如下。

petalinux-build #编译整个petalinux工程
petalinux-build -c u-boot
petalinux-build -c kernel
petalinux-build -c rootfs

可以在虚拟机设置这里根据自己电脑的配置将处理器的数量调大，这样在编译的时候速度会快一些。
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编译成功后打印的信息如下。

依次打开该工程下的/images/linux文件夹，里面就存放了刚才编译工程所生成的镜像文件，如下图所示。

在启动开发板之前要制作一个启动镜像文件BOOT.BIN，该文件是fsbl镜像文件、FPGA镜像文件和用户程序镜像文件整合而成的，其使用的命令如下。

petalinux-package --boot --fsbl fsbl_path --fpga fpga_path --u-boot uboot_path --force

其中，–boot表示要生成BOOT.BIN文件，–fsbl用于指定fsbl文件(上图中的zynq_fsbl.elf文件)的路径，–fpga用于指定fpga文件(上图中的system.bit文件)的路径，–u-boot用于指定u-boot文件(上图中的u-boot.elf文件)的路径。
如果进到上面所在的文件夹/images/linux下，使用下面的程序就可以打包。

petalinux-package --boot --fsbl ./zynq_fsbl.elf --fpga ./system.bit --u-boot ./u-boot.elf --force

命令执行成功后就在当前目录下生成了BOOT.BIN镜像文件。
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不同于SDK实验中只拷贝BOOT.BIN文件就可以启动开发板，如下图所示，终端打印信息提示无法读取image.ub文件。

image.ub文件是kernel、设备树和rootfs整合而成的文件，该文件在编译之后也生成了，开发板启动也需要image.ub文件，将两个文件拷贝到SD卡，然后再启动开发板。
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有了这两个文件，开发板就成功启动了，启动成功后的用户名和密码都是root。

需要说明的是，有些Vivado工程定制的镜像文件无法启动开发板，我使用helloworld的SDK工程创建的就无法启动，后面改用呼吸灯breath_led的工程定制的就可以启动，但是自己定制的这个Linux系统网络接口有点问题，和Ubuntu互相ping不通，所以直接使用了厂家提供的镜像文件。
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下面是使用厂家提供的Vivado工程定制Linux系统的过程，该工程中的框图如下。
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使用该工程SDK文件夹下的.hdf文件，将其先拷贝到Ubuntu中。

先设置petalinux环境变量，在该目录下创建工程。

source settings.sh
petalinux-create -t project -n zynq7020 --template zynq

创建成功后进到创建的工程目录下。
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执行下面的命令从存放hdf的文件夹中获取文件进行相关配置。

petalinux-config --get-hw-description /home/ubuntu16/zynq/hdf

执行过程中弹出的图形配置窗口保持默认设置即可，执行过程如下图所示。
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依次执行下面三条命令分别对u-boot、kernel和rootfs进行配置，配置过程中弹出的图形窗口仍然使用默认配置。

petalinux-config -c u-boot
petalinux-config -c kernel
petalinux-config -c rootfs

u-boot配置成功后接着配置kernel。
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kernel配置成功之后再配置rootfs。
rootfs配置成功后的结果如下图所示。

以上配置完成后执行下面的命令进行编译。

petalinux-build

编译成功之后打印的信息如下。
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然后进到/images/linux目录下，执行下面的命令将三个文件合成一个BOOT.BIN文件。

petalinux-package --boot --fsbl ./zynq_fsbl.elf --fpga ./system.bit --u-boot ./u-boot.elf --force

然后就在该目录下生成了BOOT.BIN文件，如下图所示。
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将BOOT.BIN文件和image.ub文件拷贝到SD卡中，成功启动了开发板，如下图所示。

开发板中的网口直接连接路由器，启动会快一些，但是如果和电脑相连，也能够启动成功，这样启动后也方便我们自己设置IP地址。
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设置eth0的IP，使其和Ubuntu中的IP在同一网段内，这样就能够互相ping通了。

网络通了之后就可以通过nfs挂载或者使用网络传输文件到开发板进行测试了。

这里的elf文件在SDK中新建工程的时候，需要将操作系统的平台选择为linux，如下图所示。
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否则在执行文件的时候会显示这是非法指令。