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shell脚本将uboot zImage 和文件系统打包成为一个img系统镜像

小果壳 2024-01-22 原文

1、img系统镜像

一个磁盘上的数据在另一个磁盘上存在一个完全相同的副本即为镜像。镜像文件的格式有ISO、BIN、IMG、TAO、DAO、CIF、FCD。所以，我们可以img文件可以简单理解为一个磁盘，可以存放二进制数据，可以进行分区，可以建立文件系统等操作。

最近使用NXP的imx6ull开发，看官方给的程序烧录方法是使用官方给的 mfgtools 工具，通过usb将uboot kernel rootfs这些文件烧写到 emmc nandflash或者sd卡等存储介质上面，这种方式效率比较低。
官方推荐的量产烧写方式是把SD卡刷机，就是把SD卡做成启动盘，启动板子再把系统烧录emmc或者nandflash里面。

这里分享一种通过脚本将 uboot kernel dtb rootfs打包成img镜像的方法，可以使用 dd 指令将打包好的img系统镜像烧写进emmc或者nandflash中。

2、镜像分区表

镜像的分区表和烧录过镜像的存储介质的分区表是一样的，一般的linux系统镜像分区表如下：

Start Addresssizefilesystem TypeUsage
0x02 sectors(1K)nonepartition table
2 sector(K,0x400)20414 sectors(9M+)noneu-boot image
20480 sector (10M,0xa00000)204800 sectors(100MB)FAT32Boot partition
225280 sector(110M,0x6e00000)Remaining SpaceEXT4filesystem for rootfs

3、创建工程目录

创建一个叫creat_image的文件夹，在该文件夹中再创建一个叫files的文件夹，files用于存放uboot zImage rootfs.tar.bz2 和dtb文件。

mkdir creat_image
cd creat_image
mkdir files

创建脚本文件

touch creat_image.sh

将编译好的 uboot 内核 设备树 文件系统都放到files文件夹中
目录结构如下：

4、shell脚本代码

#!/bin/bash
#根据当前时间取文件名
imgname=imx6ull-ssj-$(date "+%m-%d-%H-%M").img
#创建一个空的镜像文件
dd if=/dev/zero of=./$imgname bs=1024k count=1024
#给镜像文件分区
parted $imgname mklabel msdos
parted $imgname mkpart primary fat32 10M 110M
parted $imgname mkpart primary ext4 110M 100%
	
sync
#loopdev=$(losetup -f) 可以通过losetup -f指令查看哪个loop空闲
#将映像文件挂接到loopX中去，如果loop0空闲，loop0可以看作是磁盘设备，其存储区域就是所挂载的镜像文件
#这样就把img文件映射为一个磁盘设备了，可以通过设备的方式对它进行访问了
losetup /dev/loop0 $imgname
#使用kpartx来装载镜像文件，识别该硬盘的分区表。装载之后，就可以在/dev/mapper/目录下看到两个loopXpY的文件了。
kpartx -av /dev/loop0
#对两个分区进行格式化
mkfs.vfat  /dev/mapper/loop0p1
mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p2
    
sync

if [ ! -e ./boot ]
then
   mkdir -p ./boot
fi

if [ ! -e ./rootfs ]
then
   mkdir -p  ./rootfs
fi

mount /dev/mapper/loop0p1 ./boot/
mount /dev/mapper/loop0p2 ./rootfs/

dd if=./files/u-boot-imx6ull-14x14-ddr512-emmc.imx of=$imgname bs=1k seek=1 conv=notrunc,sync

cp ./files/zImage ./boot
cp ./files/imx6ull-14x14-emmc-4.3-480x272-c.dtb ./boot

tar jxfm ./files/rootfs.tar.bz2 -C ./rootfs

umount ./boot/
umount ./rootfs/

sync

如果loop0被占用导致失败，那就把loop0改为loop100 或者其他数字

对15-16行代码的注释： 在linux中，如果映像文件(.img)含有分区表的话，那么用losetup这个程序来加载文件系统就有点力不从心了。因为losetup只能加载无分区的文件系统映像文件。不过有一个好东西配合losetup却可以来挂载带有分区表的映像文件。这就是kpartx了。

接下来就是使用dd指令烧录到sd卡

dd if=imx6ull-ssj-10-12-09-04.img of=/dev/sdb

将sd卡插入开发板的卡槽，选择从sd卡启动的boot脚电平。可以看到系统能正常启动。

5、扩展内容

其实很多时候，除了兴趣因素 我们没必要去关注造轮子问题，在实际项目中，制作linux系统镜像一般使用buildroot或者yocto。还可以了解一下 genimage 工具的使用方法。这里只介绍一下genimage 源码下载和编译方法：

git clone https://github.com/pengutronix/genimage.git
cd genimage
./autogen.sh
./configure
make
find -name genimage //找到编译生成的可执行文件

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