【PocketBeagle2】二，Linux系统移植，构建自己的系统-电子产品世界论坛

【PocketBeagle2】二，Linux系统移植，构建自己的系统

参考链接：Debian: Getting Started with the PocketBeagle 2 - Embedded / Linux Guides - DigiKey TechForum - An Electronic Component and Engineering Solution Forum

安装依赖

sudo apt update  \
sudo apt-get install -y build-essential git

整体流程图

一，交叉编译工具的安装32 位 arm-linux-gnueabi-gcc

# 下载
wget -c https://mirrors.edge.kernel.org/pub/tools/crosstool/files/bin/x86_64/11.5.0/x86_64-gcc-11.5.0-nolibc-arm-linux-gnueabi.tar.xz
# 解压
tar -vxf x86_64-gcc-11.5.0-nolibc-arm-linux-gnueabi.tar.xz
# 添加环境变量
export CC32=`pwd`/gcc-11.5.0-nolibc/arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabi-
# 测试交叉编译器
${CC32}gcc --version

64 位 arm-linux-gnueabi-gcc

# 下载
wget -c https://mirrors.edge.kernel.org/pub/tools/crosstool/files/bin/x86_64/11.5.0/x86_64-gcc-11.5.0-nolibc-aarch64-linux.tar.xz
# 解压
tar -xf x86_64-gcc-11.5.0-nolibc-aarch64-linux.tar.xz
# 添加环境变量
export CC64=`pwd`/gcc-11.5.0-nolibc/aarch64-linux/bin/aarch64-linux-
# 测试交叉编译器
${CC64}gcc --version

二，TF-A编译

TF-A全称是Trusted Firmware-A，也就是可信固件-A，-A表示针对Cortex-A内核处理器，-M表示针对Cortex-M内核处理器。主要负责构建安全可信的启动环境和运行时服务。它就像是嵌入式系统启动过程中一位至关重要的"安全卫士"，确保从芯片上电开始，每一步都安全可靠。

详细的参考链接：TF-A（Trusted Firmware-A）及其启动流程详解：以stm32MP1平台为例-CSDN博客

下载

git clone -b lts-v2.12.3 https://github.com/TrustedFirmware-A/trusted-firmware-a.git --depth=1

构建

make -C ./trusted-firmware-a/ -j4 CROSS_COMPILE=${CC64} PLAT=k3 ARCH=aarch64 SPD=opteed TARGET_BOARD=lite K3_USART=0x6 all

参数说明

make	调用 GNU Make 构建工具，根据 Makefile 规则管理编译过程。
-C ./trusted-firmware-a/	指示 make 在开始工作前，先切换到 ./trusted-firmware-a/ 目录下寻找 Makefile。
-j4	指定并行编译任务数为 4，即同时使用 4 个进程进行编译，能显著加快编译速度。
CROSS_COMPILE=${CC64}	定义交叉编译工具链的前缀。${CC64} 是一个变量，其值可能是类似 aarch64-linux-gnu- 的字符串，用于指定编译器和工具。
PLAT=k3	指定目标硬件平台为 k3，这通常指 Texas Instruments (TI) 的 Keystone 系列处理器。
ARCH=aarch64	指定目标处理器架构为 AArch64，即 64 位的 ARM 架构。
SPD=opteed	设定安全分区驱动程序（SPD）为 opteed，表示 BL31 将使用 OP-TEE 作为其安全世界操作系统。
TARGET_BOARD=lite	指定目标开发板的具体型号或配置为 lite 版本。
K3_USART=0x6	可能用于配置特定平台（K3）的调试串口（USART）编号或地址为 0x6。
all	指定 Makefile 中的最终构建目标，通常是编译生成所有必要的二进制文件

三，OPTEE 编译和配置

OP-TEE（Open Portable Trusted Execution Environment）在嵌入式系统中发挥着关键作用，主要提供一个安全可信的执行环境，用于保护嵌入式系统中的关键数据和敏感信息。

依赖安装

sudo apt update  \
sudo apt-get install -y python3-cryptography python3-minimal  \
sudo apt-get install -y python3-pyelftools

下载

git clone -b 4.6.0 https://github.com/OP-TEE/optee_os.git --depth=1

构建

make -C ./optee_os/ -j4 CROSS_COMPILE=${CC32} CROSS_COMPILE64=${CC64} CFG_ARM64_core=y PLATFORM=k3-am62x CFG_WITH_SOFTWARE_PRNG=y CFG_CONSOLE_UART=0x6 all

make调用 GNU Make 构建工具，根据 Makefile 规则管理编译过程。

-C ./optee_os/	指示 make 在开始工作前，先切换到 ./optee_os/ 目录下寻找 Makefile。
-j4	指定并行编译任务数为 4，即同时使用 4 个进程进行编译，能显著加快编译速度。
CROSS_COMPILE=${CC32}	定义 32 位（AArch32）交叉编译工具链的前缀。${CC32} 是一个变量，其值可能是类似 arm-linux-gnueabihf- 的字符串。
CROSS_COMPILE64=${CC64}	定义 64 位（AArch64）交叉编译工具链的前缀。${CC64} 是一个变量，其值可能是类似 aarch64-linux-gnu- 的字符串。
CFG_ARM64_core=y	指示编译目标为 64 位的 ARM 核心（AArch64）。
PLATFORM=k3-am62x	指定目标硬件平台为 Texas Instruments (TI) 的 AM62x 系列处理器。
CFG_WITH_SOFTWARE_PRNG=y	启用软件伪随机数生成器。这是一个重要的安全特性，用于在硬件随机数生成器不可用或不满足需求时提供随机数源。
CFG_CONSOLE_UART=0x6	配置 OP-TEE 输出调试信息的串口（UART）设备编号或地址为 0x6。这个值需要与具体硬件板卡的设计相匹配。
all	指定 Makefile 中的默认构建目标，即编译所有必要的组件。

四，TI Linux 固件下载源码

git clone -b 11.00.13 https://github.com/beagleboard/ti-linux-firmware.git --depth=1

五，U-Boot编译依赖安装

sudo apt update  \
sudo apt-get install -y bc bison flex libgnutls28-dev libssl-dev \
sudo apt-get install -y python3-dev python3-jsonschema  \
sudo apt-get install -y python3-setuptools python3-yaml  \
sudo apt-get install -y swig uuid-dev yamllint

下载u-boot源码

git clone -b v2025.07-am6232-pocketbeagle2 https://github.com/beagleboard/u-boot.git --depth=1

R5 核编译

R5 核的主要功能是初始化 DDR 并引导 A53 核启动。TI 的 AM62x 系列并未进行 DDR 兼容性设计。

# 配置
make -C ./u-boot/ O=../CORTEXR CROSS_COMPILE=${CC32} am6232_pocketbeagle2_r5_defconfig  
# 构建
make -C ./u-boot/ -j4 O=../CORTEXR CROSS_COMPILE=${CC32} BINMAN_INDIRS=../ti-linux-firmware/
# 复制构建产物
mkdir -p ./input/ 
cp -v ./CORTEXR/tiboot3-am62x-hs-fs-evm.bin ./input/

命令组成部分解释

第一条命令 (make ... defconfig)	配置阶段：为特定硬件生成构建配置
make -C ./u-boot/	在 ./u-boot/ 目录中执行 make。
O=../CORTEXR	将所有的编译输出文件（如 .o, .bin）都指定到 ../CORTEXR 目录，保持源码目录的干净。
CROSS_COMPILE=${CC32}	指定 32 位 ARM 架构的交叉编译工具链前缀。变量 ${CC32} 可能类似于 arm-none-linux-gnueabihf-。
am6232_pocketbeagle2_r5_defconfig	选择针对 TI AM6232 芯片的 PocketBeagle2 板卡且运行在 Cortex-R5 核心上的默认配置文件。此命令会在输出目录生成最终的 .config 文件。
第二条命令 (make ... all)	构建阶段：实际编译生成 U-Boot 镜像
make -C ./u-boot/	再次在 ./u-boot/ 目录执行 make。
-j4	使用 4 个并行任务进行编译，以加快速度。
O=../CORTEXR	确保构建过程使用上一步在 ../CORTEXR 目录中生成的配置。
CROSS_COMPILE=${CC32}	与配置阶段保持一致，使用相同的交叉编译器。
BINMAN_INDIRS=../ti-linux-firmware/	告诉 U-Boot 的 binman 工具（用于打包最终镜像）去 ../ti-linux-firmware/ 目录查找可能需要的预编译固件等二进制文件。
(默认目标 all)	编译并生成最终的 U-Boot 镜像文件，如 u-boot.bin。

A53 核编译

TI 的 U-Boot 分为 R5 核和 A53 核两个版本

# 配置
make -C ./u-boot/ O=../CORTEXA CROSS_COMPILE=${CC64} am6232_pocketbeagle2_a53_defconfig 
# 构建
make -C ./u-boot/ -j4 O=../CORTEXA CROSS_COMPILE=${CC64} BL31=../trusted-firmware-a/build/k3/lite/release/bl31.bin TEE=../optee_os/out/arm-plat-k3/core/tee-pager_v2.bin BINMAN_INDIRS=../ti-linux-firmware/
# 复制构建产物
cp -v ./CORTEXA/tispl.bin ./input/  
cp -v ./CORTEXA/u-boot.img ./input/

参数作用

-C ./u-boot/	进入 u-boot 源码目录执行编译
O=../CORTEXA	输出目录设为 ../CORTEXA（与 R5 核的输出分离）
CROSS_COMPILE=${CC64}	指定 64 位 ARM 交叉编译器（如 aarch64-linux-gnu-）
am6232_pocketbeagle2_a53_defconfig	使用针对 A53 核心的默认配置（与之前的 R5 配置不同）

参数作用

-j4	启用 4 线程并行编译加速
BL31=...	关键！指定 TF-A 编译生成的 bl31.bin 路径（安全监控固件）
TEE=...	关键！指定 OP-TEE 编译生成的 tee-pager_v2.bin 路径（安全执行环境）
BINMAN_INDIRS=...	指定额外二进制依赖目录（如 TI 官方固件）

文件用途

tispl.bin	TI 专用初始引导加载程序，包含 TF-A、OP-TEE 和 U-Boot 的整合镜像
u-boot.img	标准 U-Boot 镜像，通常由 tispl.bin 加载后执行

注意事项

路径一致性： BL31 和 TEE 的路径必须与之前编译 TF-A/OP-TEE 的输出路径匹配。
环境变量：确保 ${CC64} 已正确设置为 64 位 ARM 工具链（如 export CC64=aarch64-linux-gnu-）。
依赖文件： ../ti-linux-firmware/ 目录需包含 TI 平台所需的专用固件（如 DDR 初始化代码）。

最终输出文件说明文件加载顺序功能

tispl.bin	1	整合了 TF-A + OP-TEE + U-Boot SPL，负责初始化 DDR、加载完整 U-Boot
u-boot.img	2	完整的 U-Boot，加载操作系统内核并传递控制权

这两个文件是启动链的核心，需烧录到设备的 Boot 分区。

六，Linux Kernel 编译下载内核

git clone -b v6.12.43-ti-arm64-r52 https://github.com/beagleboard/linux.git

编译内核

#!/bin/bash -e
#
# 自定义内核构建脚本
# 简化版本，仅包含核心构建步骤
#

set -e  # 任何命令失败立即退出

# 基础变量设置
DIR=$(pwd)
KERNEL_DIR="${KERNEL_DIR:-$DIR/KERNEL}"  # 允许通过环境变量覆盖
DEPLOY_DIR="${DIR}/deploy"

# 默认配置（可通过环境变量覆盖）
KERNEL_ARCH="${KERNEL_ARCH:-arm64}"
CONFIG="${CONFIG:-defconfig}"
CC="${CC:-aarch64-linux-gnu-}"  # 根据你的架构调整
CORES="${CORES:-$(nproc)}"
BUILD="${BUILD:-}"

# 创建部署目录
mkdir -p "${DEPLOY_DIR}"

# 颜色输出函数
red() { echo -e "\033[31m$@\033[0m"; }
green() { echo -e "\033[32m$@\033[0m"; }
blue() { echo -e "\033[34m$@\033[0m"; }

# 检查内核目录是否存在
check_kernel_dir() {
    if [ ! -d "${KERNEL_DIR}" ]; then
        red "错误: 内核目录不存在: ${KERNEL_DIR}"
        red "请设置 KERNEL_DIR 环境变量指向你的内核源码目录"
        red "例如: export KERNEL_DIR=/path/to/your/kernel"
        exit 1
    fi
    
    if [ ! -f "${KERNEL_DIR}/Makefile" ]; then
        red "错误: ${KERNEL_DIR} 不是有效的内核源码目录"
        exit 1
    fi
    
    green "✓ 内核目录检查通过: ${KERNEL_DIR}"
}

# 步骤1: 配置内核
copy_defconfig() {
    blue "步骤1: 配置内核..."
    
    cd "${KERNEL_DIR}"
    
    # 清理之前的构建
    green "清理构建环境..."
    make ARCH=${KERNEL_ARCH} CROSS_COMPILE="${CC}" distclean || true
    
    # 应用默认配置
    green "应用默认配置: ${CONFIG}"
    make ARCH=${KERNEL_ARCH} CROSS_COMPILE="${CC}" ${CONFIG}
    
    # 更新配置
    green "更新配置..."
    make ARCH=${KERNEL_ARCH} CROSS_COMPILE="${CC}" olddefconfig
    
    cd "${DIR}"
    green "✓ 内核配置完成"
}

# 步骤2: 可选交互式配置
make_menuconfig() {
    if [ "${SKIP_MENUCONFIG}" != "1" ]; then
        blue "步骤2: 启动交互式配置界面..."
        
        cd "${KERNEL_DIR}"
        green "当前配置将启动 menuconfig 界面"
        green "按任意键继续，或 Ctrl+C 跳过..."
        read -n 1 -s
        
        make ARCH=${KERNEL_ARCH} CROSS_COMPILE="${CC}" menuconfig
        
        cd "${DIR}"
        green "✓ 交互式配置完成"
    else
        green "跳过交互式配置 (SKIP_MENUCONFIG=1)"
    fi
}

# 步骤3: 编译内核
make_kernel() {
    blue "步骤3: 编译内核、模块和设备树..."
    
    # 确定镜像类型
    if [ "${KERNEL_ARCH}" = "arm" ]; then
        image="zImage"
    else
        image="Image"
    fi
    
    cd "${KERNEL_DIR}"
    
    # 编译内核和模块
    green "编译内核镜像和模块 (使用 ${CORES} 个核心)..."
    echo "命令: make -j${CORES} ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE=\"${CC}\" ${image} modules"
    make -j${CORES} ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE="${CC}" ${image} modules
    
    # 编译设备树
    green "编译设备树二进制文件..."
    echo "命令: make -j${CORES} ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE=\"${CC}\" dtbs"
    make -j${CORES} ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE="${CC}" dtbs
    
    # 获取内核版本
    KERNEL_UTS=$(cat "${KERNEL_DIR}/include/generated/utsrelease.h" | awk '{print $3}' | sed 's/\"//g')
    green "内核版本: ${KERNEL_UTS}"
    
    # 复制内核镜像和配置到部署目录
    if [ -f "./arch/${KERNEL_ARCH}/boot/${image}" ]; then
        green "复制内核镜像到部署目录..."
        cp -v "./arch/${KERNEL_ARCH}/boot/${image}" "${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}.${image}"
        cp -v ".config" "${DEPLOY_DIR}/config-${KERNEL_UTS}"
    else
        red "错误: 内核镜像未生成"
        exit 1
    fi
    
    cd "${DIR}"
    green "✓ 内核编译完成"
}

# 步骤4: 打包模块
make_modules_pkg() {
    blue "步骤4: 打包内核模块..."
    
    cd "${KERNEL_DIR}"
    
    # 创建临时目录
    TEMP_DIR="${DEPLOY_DIR}/tmp_modules"
    rm -rf "${TEMP_DIR}"
    mkdir -p "${TEMP_DIR}"
    
    # 安装模块到临时目录
    green "安装模块到临时目录..."
    make -s ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE="${CC}" \
          modules_install INSTALL_MOD_PATH="${TEMP_DIR}"
    
    # 打包模块
    green "打包模块..."
    cd "${TEMP_DIR}"
    tar czf "${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}-modules.tar.gz" .
    
    # 清理
    cd "${DIR}"
    rm -rf "${TEMP_DIR}"
    
    green "✓ 模块打包完成: ${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}-modules.tar.gz"
}

# 步骤5: 打包设备树
make_dtbs_pkg() {
    blue "步骤5: 打包设备树二进制文件..."
    
    cd "${KERNEL_DIR}"
    
    # 创建临时目录
    TEMP_DIR="${DEPLOY_DIR}/tmp_dtbs"
    rm -rf "${TEMP_DIR}"
    mkdir -p "${TEMP_DIR}"
    
    # 安装设备树到临时目录
    green "安装设备树到临时目录..."
    make -s ARCH=${KERNEL_ARCH} LOCALVERSION=${BUILD} CROSS_COMPILE="${CC}" \
          dtbs_install INSTALL_DTBS_PATH="${TEMP_DIR}"
    
    # 打包设备树
    green "打包设备树..."
    cd "${TEMP_DIR}"
    tar czf "${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}-dtbs.tar.gz" .
    
    # 清理
    cd "${DIR}"
    rm -rf "${TEMP_DIR}"
    
    green "✓ 设备树打包完成: ${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}-dtbs.tar.gz"
}

# 显示构建信息
show_build_info() {
    blue "=========================================="
    blue "           自定义内核构建脚本"
    blue "=========================================="
    echo "内核目录: ${KERNEL_DIR}"
    echo "架构: ${KERNEL_ARCH}"
    echo "配置: ${CONFIG}"
    echo "编译器: ${CC}"
    echo "并行编译: ${CORES} 核心"
    echo "构建标签: ${BUILD}"
    echo "部署目录: ${DEPLOY_DIR}"
    blue "=========================================="
}

# 主构建流程
main() {
    show_build_info
    
    # 检查内核目录
    check_kernel_dir
    
    # 执行构建步骤
    copy_defconfig
    make_menuconfig
    make_kernel
    make_modules_pkg
    make_dtbs_pkg
    
    # 显示构建结果
    green "=========================================="
    green "           构建完成!"
    green "=========================================="
    green "生成的文件:"
    ls -lh "${DEPLOY_DIR}/${KERNEL_UTS}"*
    echo ""
    green "内核版本: ${KERNEL_UTS}"
    echo "${KERNEL_UTS}" > "${DIR}/kernel_version"
    green "版本信息已保存到: ${DIR}/kernel_version"
}

# 帮助信息
show_help() {
    echo "用法: $0 [选项]"
    echo ""
    echo "选项:"
    echo "  -h, --help          显示此帮助信息"
    echo "  -s, --skip-menuconfig  跳过交互式配置"
    echo ""
    echo "环境变量:"
    echo "  KERNEL_DIR   内核源码目录路径 (默认: ./KERNEL)"
    echo "  KERNEL_ARCH  目标架构 (默认: arm64)"
    echo "  CONFIG       内核配置 (默认: defconfig)"
    echo "  CC           交叉编译工具链前缀"
    echo "  CORES        并行编译核心数 (默认: 自动检测)"
    echo "  BUILD        构建版本标签"
    echo ""
    echo "示例:"
    echo "  $0"
    echo "  KERNEL_DIR=/path/to/kernel CONFIG=my_defconfig $0"
    echo "  $0 --skip-menuconfig"
}

# 解析命令行参数
while [[ $# -gt 0 ]]; do
    case $1 in
        -h|--help)
            show_help
            exit 0
            ;;
        -s|--skip-menuconfig)
            export SKIP_MENUCONFIG=1
            shift
            ;;
        *)
            red "未知选项: $1"
            show_help
            exit 1
            ;;
    esac
done

# 运行主函数
main

设置环境变量

export KERNEL_DIR="/home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux"
export KERNEL_ARCH="arm64"
export CONFIG="defconfig"
export CORES=8
export BUILD="-custom"
export CC="/home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/gcc-11.5.0-nolibc/aarch64-linux/bin/aarch64-linux-"

环境变量含义你的设置影响范围

KERNEL_DIR	内核源码路径	/home/user/linux-6.15	源码位置
KERNEL_ARCH	目标架构	arm64	CPU指令集
CONFIG	配置类型	defconfig	功能特性
CC	编译器前缀	aarch64-linux-gnu-	编译工具
CORES	并行编译数	8	编译速度
BUILD	版本后缀	-custom	版本标识

构建

./build.sh

# 最后输出内容

内核版本: 6.12.43-custom-ga59d522530aa
复制内核镜像到部署目录...
'./arch/arm64/boot/Image' -> '/home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa.Image'
'.config' -> '/home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/config-6.12.43-custom-ga59d522530aa'
✓ 内核编译完成
步骤4: 打包内核模块...
安装模块到临时目录...
打包模块...
✓ 模块打包完成: /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa-modules.tar.gz
步骤5: 打包设备树二进制文件...
安装设备树到临时目录...
打包设备树...
✓ 设备树打包完成: /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa-dtbs.tar.gz
==========================================
           构建完成!
==========================================
生成的文件:
-rw-rw-r-- 1 mxz mxz 13M  9月 24 16:23 /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa-dtbs.tar.gz
-rw-rw-r-- 1 mxz mxz 46M  9月 24 16:22 /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa.Image
-rw-rw-r-- 1 mxz mxz 78M  9月 24 16:23 /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/deploy/6.12.43-custom-ga59d522530aa-modules.tar.gz

内核版本: 6.12.43-custom-ga59d522530aa
版本信息已保存到: /home/mxz/pocketbeagle_2/sdk/linux/kernel_version
mxz@kone:~/pocketbeagle_2/sdk/linux$

编译命令的实际展开

# 在KERNEL_DIR目录中执行的实际命令：
make -j8 ARCH=arm64 LOCALVERSION=-custom CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- defconfig
make -j8 ARCH=arm64 LOCALVERSION=-custom CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- Image modules dtbs

生成的文件命名

# 部署目录中的文件：
deploy/
├── 6.15.0-custom.Image          # 内核镜像
├── config-6.15.0-custom         # 内核配置
├── 6.15.0-custom-modules.tar.gz # 模块包
└── 6.15.0-custom-dtbs.tar.gz    # 设备树包

本组成部分具体值含义与来源

主版本号 (A.B.C)	6.12.43	这是内核源码本身的版本，由 Makefile 中的 VERSION、PATCHLEVEL、SUBLEVEL 定义。
本地版本 (LOCALVERSION)	-custom	这是你的自定义标识。它来源于你设置的环境变量 BUILD="-custom"，编译时通过 LOCALVERSION 变量附加到主版本号后。
自动版本后缀	-ga59d522530aa	这是内核构建系统自动添加的。它基于你编译时所在的 Git 提交点的缩写哈希值 (ga59d522530aa)，表示你基于一个特定的代码状态进行了编译。

七，构建根文件系统下载源码

wget -c https://rcn-ee.com/rootfs/eewiki/minfs/debian-12.11-minimal-arm64-2025-05-28.tar.xz

校验

sha256sum debian-12.11-minimal-arm64-2025-05-28.tar.xz

解压

tar xf debian-12.11-minimal-arm64-2025-05-28.tar.xz

八，安装内核和根文件系统添加环境变量

export kernel_version=6.12.43-custom-ga59d522530aa

使用 genimage 创建根文件系统下载安装genimage

git clone https://github.com/pengutronix/genimage
cd genimage
./autogen.sh  && ./configure && make 
sudo make install  # 安装到系统路径

创建 genimage 工作目录

sudo mkdir -p ./input/.rootfs

复制根文件系统

sudo tar xfvp ./debian-*-*-arm64-*/arm64-rootfs-*.tar -C ./input/.rootfs/
sync

启用首次启动自定义配置

sudo cp ./input/.rootfs/etc/bbb.io/templates/sysconf.txt ./input/

用文本编辑器打开./input/sysconf.txt，修改用户设置：

user_name=
user_password=
hostname=

sudo nano ./input/sysconf.txt

# This file will be automatically evaluated and installed at next boot
# time, and regenerated (to avoid leaking passwords and such information).
#
# To force it to be evaluated immediately, you can run (as root):
#
#     /usr/sbin/bbbio-set-sysconf
#
# You can disable the file evaluation by disabling the bbbio-set-sysconf
# service in systemd:
#
#     systemctl disable bbbio-set-sysconf
#
# Comments (all portions of a line following a '#' character) are
# ignored. This file is read line by line. Valid
# configuration lines are of the form 'key=value'. Whitespace around
# 'key' and 'value' is ignored. This file will be _regenerated_ every
# time it is evaluated.
#
# We follow the convention to indent with one space comments, and
# leave no space to indicate the line is an example that could be
# uncommented.

# root_password - Set a password for the root user (not used in ubuntu)
root_password=kone

# root_authorized_key - Set an authorized key for a root ssh login (not used in ubuntu)
#root_authorized_key=

# user_name - Set a user name for the user (1000)
user_name=kone

# user_password - Set a password for user (1000)
user_password=kone

# user_authorized_key - Set an authorized key for a user (1000) ssh login
#user_authorized_key=

# iwd_psk_file - Set a configuration for iwd https://wiki.archlinux.org/title/iwd
#iwd_psk_file=

# wifi_regdom - Country Code (ISO Alpha-2) Requests the country be set for the system.
#wifi_regdom=US

# hostapd_file - Set a configuration for hostapd https://wiki.gentoo.org/wiki/Hostapd
hostapd_file=SoftAp0.conf

# hostname - Set the system hostname.
hostname=kone

# keymap - Set the system keymap.
keymap=us

# timezone - Set the system timezone.
timezone=America/Chicago

# usb_enable_dhcp - enable usb gadget to startup in dhcp mode, useful for Win/Mac with ICS enabled
usb_enable_dhcp=yes

# enable_ufw - enable ufw firewall (https://en.wikipedia.org/wiki/Uncomplicated_Firewall)
enable_ufw=yes

# ufw_allow_ssh - allow ssh access over port 22
ufw_allow_ssh=yes

# ufw_allow_http - allow http access over port 80
ufw_allow_http=yes

# ufw_allow_https - allow https access over port 443
ufw_allow_https=yes

# ufw_allow_nodered - allow nodered access over port 1880 (https://nodered.org/)
ufw_allow_nodered=yes

# ufw_allow_vscode - allow vscode access over port 3000 (https://github.com/coder/code-server)
ufw_allow_vscode=yes

# ufw_allow_vnc - allow vnc access over port 5901
ufw_allow_vnc=yes

# ufw_allow_cockpit - allow cockpit access over port 9090 (https://cockpit-project.org/)
ufw_allow_cockpit=yes

配置 extlinux.conf

sudo sh -c "echo 'label Linux' > ./input/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    kernel /Image.gz' >> ./input/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    fdtdir /' >> ./input/extlinux.conf"
sudo sh -c "echo '    append console=ttyS2,115200n8 earlycon=ns16550a,mmio32,0x02860000 root=/dev/mmcblk1p2 ro rootfstype=ext4 rootwait net.ifnames=0' >> ./input/extlinux.conf"

复制内核镜像

sudo cp -v ./linux/deploy/${kernel_version}.Image ./input/Image.gz

复制内核设备树二进制文件

sudo mkdir -p ./input/dtbs/
sudo tar xfv ./linux/deploy/${kernel_version}-dtbs.tar.gz -C ./input/dtbs/
sudo cp -v ./input/dtbs/ti/k3-am6232-pocketbeagle2.dtb ./input/k3-am6232-pocketbeagle2.dtb

复制内核模块

sudo tar xfv ./linux/deploy/${kernel_version}-modules.tar.gz -C ./input/.rootfs/usr/

文件系统表（/etc/fstab）

sudo sh -c "echo '/dev/mmcblk1p2  /  auto  errors=remount-ro  0  1' >> ./input/.rootfs/etc/fstab"
sudo sh -c "echo '/dev/mmcblk1p1  /boot/firmware  vfat user,uid=1000,gid=1000,defaults 0 2' >> ./input/.rootfs/etc/fstab"

检查分区大小

sudo du -sh ./input/.rootfs/

创建 rootfs.ext4

sudo dd if=/dev/zero of=./input/rootfs.ext4 bs=1 count=0 seek=1600M
sudo mkfs.ext4 -F ./input/rootfs.ext4 -d ./input/.rootfs/

九，使用 genimage 创建 sdcard.img

创建 genimage.cfg 文件

nano genimage.cfg

#genimage.cfg
image boot.vfat {
        vfat {
            files = {
                    "tispl.bin",
                    "u-boot.img",
                    "Image.gz",
                    "sysconf.txt",
            }
            file tiboot3.bin {
                    image = tiboot3-am62x-hs-fs-evm.bin
            }
            file ti/k3-am6232-pocketbeagle2.dtb {
                    image = k3-am6232-pocketbeagle2.dtb
            }
            file extlinux/extlinux.conf {
                    image = extlinux.conf
            }
        }
        size = 256M
}
image sdcard.img {
        hdimage {
        }
        partition u-boot {
                partition-type = 0xC
                bootable = "true"
                image = "boot.vfat"
        }
        partition rootfs {
                partition-type = 0x83
                image = "rootfs.ext4"
        }
}

运行 genimage 生成镜像

sudo genimage --rootpath `mktemp` --config genimage.cfg

genimage 输出 ： sdcard.img 可通过balenaEtcher - Flash OS images to SD cards & USB drives 或其他镜像写入工具烧录到 microSD 卡。

十，镜像验证

使用 growpart 扩展分区表中的分区

sudo growpart /dev/mmcblk1 2

首次重启

sudo reboot

使用 resize2fs 扩容现有文件系统

sudo resize2fs /dev/mmcblk1p2

第二次重启

sudo reboot

十一，USB_RNDIS共享网络

卸载占用 UDC 的 g_ether 驱动

# 卸载 g_ether 模块，这会释放 UDC
sudo modprobe -r g_ether

# 确认 UDC 已释放（查看服务）
cat /sys/class/udc/31000000.usb/uevent
# 应该显示 USB_UDC_DRIVER= 或者没有 USB_UDC_DRIVER 这一行

启用Gadget框架

sudo modprobe libcomposite

使用configfs创建RNDIS功能/sys/kernel/config/usb_gadget/下创建虚拟网卡

# 创建Gadget目录
mkdir -p /sys/kernel/config/usb_gadget/g1
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/g1

# 设置USB标识符
echo "0x1d6b" > idVendor  # Linux Foundation VID
echo "0x0104" > idProduct # 示例PID

# 创建字符串描述符
mkdir -p strings/0x409
echo "1234567890" > strings/0x409/serialnumber
echo "MyBoard" > strings/0x409/manufacturer
echo "USB RNDIS Ethernet" > strings/0x409/product

# 创建RNDIS功能
mkdir -p functions/rndis.usb0 # 创建RNDIS功能配置

# 创建配置并关联功能
mkdir -p configs/c.1
ln -s functions/rndis.usb0 configs/c.1/ # 将RNDIS功能链接到配置中

# 启用Gadget，指定UDC控制器
echo $(ls /sys/class/udc) > UDC

这样就可以了，但是RNDIS在我电脑上没有驱动，难得找驱动，所以我更改了别的方式

十二，USB_NCM共享网络

# 加载`libcomposite`内核模块，这是创建USB Gadget的框架基础
sudo modprobe libcomposite
# 卸载g_ether模块，它占用着UDC控制器
sudo modprobe -r g_ether
# 加载 usb_f_ncm 模块
sudo modprobe usb_f_ncm

# Create the gadget
mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/g1
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/g1

# Set device descriptor
echo 0x1d6b > idVendor    # Linux Foundation
echo 0x0104 > idProduct   # Product ID
echo 0x0100 > bcdDevice   # Device version
echo 0x0200 > bcdUSB      # USB 2.0

# Set English strings
mkdir strings/0x409
echo "1234567890" > strings/0x409/serialnumber
echo "Linux Foundation" > strings/0x409/manufacturer
echo "Composite Gadget" > strings/0x409/product

# Create a configuration
mkdir configs/c.1
# echo 120 > configs/c.1/MaxPower

# Add NCM function
mkdir functions/ncm.usb0
ln -s functions/ncm.usb0 configs/c.1/

# Add serial (ACM) function
mkdir functions/acm.usb0
ln -s functions/acm.usb0 configs/c.1/

# Bind to USB controller
echo $(ls /sys/class/udc) > UDC
echo "31000000.usb" > /sys/kernel/config/usb_gadget/g1/UDC

这里电脑也成功识别到了网口设备，但是 sudo dhclient usb0 一直无法成功，猜测ACM影响到了NCM

ACM 确实会影响NCM

清理现有配置：首先需要解除UDC绑定，然后移除ACM功能。

# 进入您的gadget目录
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/g1

# 非常重要：先解除UDC绑定，才能修改配置
echo "" > UDC

# 删除configs/c.1/目录下指向acm.usb0的符号链接
rm configs/c.1/acm.usb0

# 删除acm功能目录本身
rmdir functions/acm.usb0

（可选但推荐）为NCM功能设置MAC地址：这可以使网络接口的MAC地址固定，避免每次重启变化。

# 在functions/ncm.usb0目录下设置设备端和主机端的MAC地址
echo "02:00:00:00:00:02" > functions/ncm.usb0/dev_addr
echo "02:00:00:00:00:01" > functions/ncm.usb0/host_addr

重新激活Gadget：将修改后的配置重新绑定到UDC。
```
echo "31000000.usb" > UDC
```
执行后，请等待几秒钟，然后用 ifconfig -a 命令查看 usb0 接口是否重新出现。
```
sudo dhclient usb0
```

sudo dhclient usb0
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