I.MX6ULL_Linux_系统篇(25) buildroot文件系统构建

前面我们学习了如何使用 busybox 来构建根文件系统,但是 busybox 构建的根文件系统不齐全,很多东西需要我们自行添加,比如 lib 库文件。在我们后面的驱动开发中很多第三方软件也需要我们自己去移植,这些第三方软件有很多又依赖其他的库文件,导致移植过程非常的繁琐。本章我们来学习一下另外一种实用的根文件系统构建方法,那就是使用 buildroot 来构建根文件系统。

buildroot 简介

在《系统移植篇》我们最后讲解了如何使用 busybox 构建文件系统, busybox 仅仅只是帮我们构建好了一些常用的命令和文件,像 lib 库、 /etc 目录下的一些文件都需要我们自己手动创建,而且 busybox 构建的根文件系统默认没有用户名和密码设置。在后续的实验中,我们还要自己去移植一些第三方软件和库,比如 alsa、 iperf、 mplayer 等等。那么有没有一种傻瓜式的方法或软件,它不仅包含了 busybox 的功能,而且里面还集成了各种软件,需要什么软件就选择什么软件,不需要我们去移植。答案肯定是有的, buildroot 就是这样一种工具, buildroot比 busybox 更上一层楼, buildroot 不仅集成了 busybox,而且还集成了各种常见的第三方库和软件,需要什么就选择什么,就跟我们去吃自助餐一样,想吃什么就拿什么。 buildroot 极大的方便了我们嵌入式 Linux 开发人员构建实用的根文件系统。

从 busybox 开始一步一步的构建根文件系统适合学习、了解根文件系统的组成,但是不适合做产品(主要是自己构建的话会有很多不完善、没有注意到的细节)。 buildroot 会帮我们处理好各种细节,根文件系统也会更加的合理、有效。因此在做产品的时候推荐大家使用 buildroot 来构建自己的根文件系统,当然了,类似 buildroot 的软件还有很多,比如后面要讲的 yocto。buildroot 和 uboot、 Linux Kernel 很类似,我们需要到其官网上下载源码,然后对其进行配置,比如设置交叉编译器、设置目标 CPU 参数等,最主要的就是选择所需要的第三方库或软件。
一切配置好以后就可以进行编译,编译完成了以后就会在一个文件夹里面存放好编译结果,也就是根文件系统。

buildroot 下载
 

buildroot 源码肯定是要从 buildroot 官网下载,官网地址为 https://buildroot.org/, 打开以后的官网界面如图所示:

点击图中的“DOWNLOAD”按钮即可打开 buildroot 的下载界面,如下图所示:

buildroot 构建根文件系统

配置 buildroot

将 buildroot 源码拷贝到 ubuntu 中。拷贝完成以后对其进行解压,命令如下:

tar -xf buildroot-2024.02.1.tar.gz

解压完成以后就会得到一个名为“buildroot-2024.02.1”的目录,此目录就是我们解压得到的 buildroot 源码,进入到此目录中,此目录下的文件如图所示:

buildroot 和 uboot、 Linux kernel 一样也支持图形化配置,输入如下命令即可打开图形化配置界:

make menuconfig

打开以后的图形化配置界面如图所示:

配置 Target options

首先配置 Target options 选项,需要配置的项目和其对应的内容如下(“=”号后面是配置项要选择的内容! ):

Target options
        -> Target Architecture                 = ARM (little endian)
        -> Target Binary Format             = ELF
        -> Target Architecture Variant    = cortex-A7
        -> Target ABI                              = EABIhf
        -> Floating point strategy           = NEON/VFPv4
        -> ARM instruction set               = ARM

配置 Toolchain

此配置项用于配置交叉编译工具链,也就是交叉编译器,这里设置为我们自己所使用的交叉编译器即可。 buildroot 其实是可以自动下载交叉编译器的,但是都是从国外服务器下载的,鉴于国内的网络环境,强烈推荐大家设置成自己所使用的交叉编译器。需要配置的项目和其对应的内容如下:

Toolchain
        -> Toolchain type                                                                 = External toolchain
        -> Toolchain                                                                         = Custom toolchain //用户自己的交叉编译器
        -> Toolchain origin                                                               = Pre-installed toolchain //预装的编译器
        -> Toolchain path                                                                 =/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf
        -> Toolchain prefix                                                               = $(ARCH)-linux-gnueabihf //前缀
        -> External toolchain gcc version                                        = 4.9.x
        -> External toolchain kernel headers series                        = 4.1.x
        -> External toolchain C library                                             = glibc/eglibc
        -> [*] Toolchain has SSP support? (NEW) //选中
        -> [*] Toolchain has RPC support? (NEW) //选中
        -> [*] Toolchain has C++ support? //选中
        -> [*] Enable MMU support (NEW) //选中

Toolchain 下几个比较重要的选项需要说明一下,如下所示:
Toolchain:设置为 Custom toolchain,表示使用用户自己的交叉编译器。
Toolchain origin:设置为 Pre-installed toolchain,表示使用预装的交叉编译器。
Toolchain path:设置自己安装的交叉编译器绝对路径! buildroot 要用到。
Toolchain prefix:设置交叉编译器前缀,要根据自己实际所使用的交叉编译器来设置,比如我们使用的是 arm-linux-gnueabihf-gcc,因此前缀就是$(ARCH)-linux-gnueabihf,其中 ARCH
我们前面已经设置为了 arm。

配置 System configuration

此选项用于设置一些系统配置,比如开发板名字、欢迎语、用户名、密码等。需要配置的项目和其对应的内容如下:

System configuration
        -> System hostname                     = alpha_imx6ull //平台名字,自行设置
        -> System banner                         = Welcome to alpha i.mx6ull //欢迎语
        -> Init system                                = BusyBox //使用 busybox
        -> /dev management                    = Dynamic using devtmpfs + mdev //使用 mdev
        -> [*] Enable root login with password (NEW) //使能登录密码
        -> Root password                        = 123456 //登录密码为 123456

配置 Filesystem images

此选项配置我们最终制作的根文件系统是什么格式的,配置如下:

-> Filesystem images
-> [*] ext2/3/4 root filesystem //如果是 EMMC 或 SD 卡的话就用 ext3/ext4
-> ext2/3/4 variant = ext4 //选择 ext4 格式
-> [*] ubi image containing an ubifs root filesystem //如果使用 NAND 的话就用 ubifs

禁止编译 Linux 内核和 uboot

buildroot 不仅仅能构建根文件系统,也可以编译 linux 内核和 uboot。当配置 buildroot,使能 linux 内核和 uboot 以后 buildroot 就会自动下载最新的 linux 内核和 uboot 源码并编译。但是我们一般都不会使用 buildroot 下载的 linux 内核和 uboot,因为 buildroot 下载的 linux 和 uboot官方源码,里面会缺少很多驱动文件,而且最新的 linux 内核和 uboot 会对编译器版本号有要求,可能导致编译失败。因此我们需要配置 buildroot,关闭 linux 内核和 uboot 的编译,只使用buildroot 来构建根文件系统。

配置 Target packages

此选项用于配置要选择的第三方库或软件、比如 alsa-utils、 ffmpeg、 iperf 等工具,但是现在我们先不选择第三方库,防止编译不下去!先编译一下最基本的根文件系统,如果没有问题的话再重新配置选择第三方库和软件。否则一口吃太多会容易撑着的,编译出问题的时候都不知道怎么找问题。

编译 buildroot

配置完成以后就可以编译 buildroot 了,编译完成以后 buildroot 就会生成编译出来的根文件系统压缩包,我们可以直接使用。输入如下命令开始编译:

sudo make //注意,一定要加 sudo,而且不能通过-jx 来指定多核编译!!!

buildroot 编译的时候会先从网上下载所需的软件源码,有些软件源码可能下载不下来,这个时候就需要我们自行处理,这个后面会详细的讲解。
buildroot 编译过程会很耗时,可能需要几个小时,请耐心等待!
buildroot 因为要从网上下载源码,因此可能存在有些源码无法下载或下载很慢的情况,遇到此情况可自行下载,然后拷贝到 Ubuntu 中 buildroot 源码目录下的 dl 文件夹中, dl 文件夹专用用于存放下载下来的源码。

等待编译完成,编译完成以后就会在 buildroot-2019.02.6/output/images 下生成根文件系统,如图所示:

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