ZYNQ7020 Petalinux 以太网环境搭建

一、基本环境

1、linux版本：ubuntu 18.04.2 LTS

2、vivado2020.2、petalinux2020.2、vitis2020.2

3、MobaXterm

二、petalinux软件安装

1、虚拟机硬盘设置200G，内存设置16G，处理器个数2、每个处理器核数8（总共16核）

2、安装所需要文件：https://china.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/zh/downloadNav/embedded-design-tools/archive.html

petalinux-v2020.2-final-installer.run

download

sstate_arm_2020.2

 3、安装依赖库：

sudo apt-get install iproute2 gawk python3 python build-essential gcc git make net-tools libncurses5-dev tftpd zlib1g-dev libssl-dev flex bison libselinux1 gnupg wget git-core diffstat chrpath socat xterm autoconf libtool tar unzip texinfo zlib1g-dev gcc-multilib automake zlib1g:i386 screen pax gzip cpio python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev pylint3

4、修改bash

Petalinux 工具需要主机系统的/bin/sh 是 bash，而 Ubuntu 默认的/bin/sh 是 dash，所以这里 需要进行更改。运行 sudo dpkg-reconfigure dash 命令进行更改，执行结果如下图所示：

选择“否”按下回车即可。

5、安装

安装 Petalinux 就要考虑安装位置了，对于 Petalinux 这种体积庞大的工具，我们将其放在 /opt 目录下。在/opt 目录下新建专门存放 Petalinux 的文件夹，如/opt/pkg/petalinux/2020.2，在 终端输入以下命令即可：

sudo chown -R $USER:$USER /opt
mkdir -p /opt/pkg/petalinux/2020.2

 现在我们将 petalinux 安装在/opt/pkg/petalinux/2020.2 目录下，在终端中输入如下命令：

./petalinux-v2020.2-final-installer.run -d /opt/pkg/petalinux/2020.2

运行上述命令后，需要等待一段时间，当出现“Press Enter to display the license agreements” 字样的时候，如下图所示：

从显示的意思可以知道，让我们按下回车键显示软件许可协议，按下键盘上的回车键 Enter， 显示协议内容如下：

这些内容如果你感兴趣可以看看，此处我们就不详细看了，直接按下键盘上的 Q 键退出， 回到之前的界面之后会出现一个选择项，询问我们是否接受 xilinx 最终用户协议。 

输入 y 按回车接受。除了 xilinx 最终用户协议之外，还有两个协议也需要大家接受，会依次显示在终端上，同理也是输入 Y 按下回车接受。

 接受所有协议之后 Petalinux 安装工具便会继续安装，直到安装完成。安装完成之后，我 们进入到安装目录下，目录内容如下图所示：

每次开启一个terminal都要source setting.sh 文件。

 三、工程搭建

1、vivado工程：

 

 

 

 剩下的为正常的vivado开发步骤，最后导出 .xsa文件。

 2、Petalinux 定制 Linux 系统

a、配置环境变量

source /opt/pkg/petalinux/2020.2/settings.sh

b、创建工程

petalinux-create -t project --template zynq -n ALIENTEK-ZYNQ

c、配置工程，将vivado产生的.xsa文件复制到ALIENTEK-ZYNQ项目目录下

cd ALIENTEK-ZYNQ
petalinux-config --get-hw-description ./

弹出窗口，保持默认配置，选择Save，保存配置文件，选择Exit退出。

d、设置离线编译

petalinux-config

进入 Petalinux 工程，输入“petalinux-config”配置工程，配置“Yocto Settings --->Local sstate feeds settings--->local sstate feeds url”，添加解压后文件的路径，添加格式为“”。对 于笔者而言，路径为“/mnt/hgfs/share18/sstate/sstate_arm_2020.2/arm”，如下图所示：

配置“Yocto Settings --->Add pre-mirror url”，删除原来的内容，添加 downloads 包文件路径，添加格式为“file://”。 对于笔者而言，路径为“file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads”，如下图所示：

 保存配置，返回到“Yocto Settings”界面，取消“Enable Network sstate feeds”使能，如 下图所示：

使能“Enable BB NO NETWORK”，如下图所示：

进入 Petalinux 工程，编辑工程下的 project-spec/meta-user/conf/petalinuxbsp.conf 文件，在 文件末尾添加如下内容

PREMIRRORS_prepend = " \
git://.*/.* file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads \n \
gitsm://.*/.* file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads \n \
ftp://.*/.* file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads \n \
http://.*/.* file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads \n \
https://.*/.* file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads \n"

文件中 file:///mnt/hgfs/share18/downloads/downloads 要与 6.3.2 小节 pre-mirror url 的路径相 同。读者在添加时，需要将其替换成自己的包文件路径。结果如下图所示：

 e、编译u-boot

petalinux-config -c -u-boot

然后等待GUI出来，这里暂时不改动啥，直接save（save为u-boot.config，名字随便取但不要留空），选择exit退出。

f、编译kernel

petalinux-config -c kernel

同上、直接save保存为kernel.config，选择exit退出。

g、编译rootfs

petalinux-config -c rootfs

操作同上（save为默认即可）。

h、编译工程

petalinux-build

等待即可，最后生成的文件在 image/linux下。

I、生成BOOT.bin

petalinux-package --boot --fsbl --fpga --u-boot --force

如果没有FPGA部分，--fpag可以不加，本次实验没有加。

 将BOOT.BIN，boot.scr，image.ub复制到SD卡 FAT32 分区即可。

四、制作SD卡

1、在虚拟机中执行下面步骤：

 2、执行下面命令，查看SD卡

sudo fdisk -l

3、执行下面命令，开始制作SD卡

sudo fdisk /dev/sdb

输入p查看SD卡

 可以看到当前的分区表，有两个分区，一个 FAT32 的分区和一个 exFAT 分区。在开始新 分区之前需要将以前的分区删除，键入“d”，然后输入 1，删除 1 分区，再次键入“d”删除 第 2 个分区，如果读者的 SD 卡原本就只有一个分区，前面只需执行一次删除就行。当再次键 入“d”并出现提示“还没有定义分区！”时，表明已无存在的分区。

下面开始新建分区。输入“n”创建一个新分区。通过选择“p”使其为主，使用默认分区 号 1 和第一个扇区 2048。设置最后一个扇区，也就是设置第一个分区的大小，一般设置 500M 足够了，通过输入“+500M”，为该分区预留 500MB，如果提示分区包含 vfat 签名并询问是 否移除该签名，则输入“y”，如下图所示：

现在设置分区类型，输入“t”，然后输入“c”，设置为“W95 FAT32 (LBA)”，如下图 所示：

输入“a”，设为引导分区，如下图所示：

第一个分区就创建好了，开始创建第二个分区。 通过键入“n”来创建根文件系统分区。后面一路默认就可以了，如下图所示：

如果现在输入“p”检查分区表，会看到刚刚创建的 2 个分区。如果没问题，键入“w” 以写入到 SD 卡并退出。

 完成了分区创建后，就可以格式化分区了。在终端输入如下命令：

sudo mkfs.vfat -F 32 -n boot /dev/sdb1
sudo mkfs.ext4 -L rootfs /dev/sdb2

 将第一个分区格式化成 FAT32 分区并命名为 boot，将第二个分区格式化成 ext4 分区并命 名为 rootfs。执行结果如下图所示：

格式化分区之后就可以挂载分区了（重新插拔读卡器或者使用 mount 命令进行挂载）。挂 载完成后，我们将该工程 image/linux 目录下的 BOOT.BIN、boot.scr 和 image.ub 文件拷贝到名 为 boot 的分区也即/dev/sdb1 分区中。

 五、启动开发板

1、设置虚拟机为桥接（后面使用NFS做准备，要与开发板处于同一网段）

2、设置串口软件

 3、启动开发板，串口打印，证明启动成功

4、安装nfs与开发板共享文件

a、通过下面的命令安装 NFS 服务器

sudo apt-get install nfs-kernel-server

 b、 新建一个 work 目录做为 NFS 的一个工作目录，以后我们可以把交叉编译的程序放在这个目 录里，开发板可以很方便共享到这个目录里的文件。

c、使用下面命令编辑/etc/exports 文件，配置 NFS 服务路径

sudo gedit /etc/exports

 在尾部添加/home/alinx/work *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check) ，配置 /home/alinx/work 目录为 NFS 的一个工作目录。其中 alinx 是用户名，这里要根据实际修改。

 d、执行下面命令重启 rpcbind 服务。nfs 是一个 RPC 程序，使用它前，需要映射好端口，通过 rpcbind 设定

sudo /etc/init.d/rpcbind restart

e、执行下面命令重启 nfs 服务

sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

f、在开发板中执行下面命令设置共享文件夹，注意替换ip和路径

sudo mount -t nfs 192.168.1.154:/home/alinx/work /mnt -o nolock

六、C代码实现TCP

客户端

#include <sys/stat.h>
 
#include <fcntl.h>
 
#include <errno.h>
 
#include <netdb.h>
 
#include <sys/types.h>
 
#include <sys/socket.h>
 
#include <netinet/in.h>
 
#include <arpa/inet.h>
 
#include <stdio.h>
 
#include <string.h>
 
#include <stdlib.h>
 
#include <unistd.h>
 
#define SERVER_PORT 6666
 
/*
连接到服务器后，会不停循环，等待输入，
输入quit后，断开与服务器的连接
*/
 
int main()
 
{
 
//客户端只需要一个套接字文件描述符，用于和服务器通信
 
int clientSocket;
 
//描述服务器的socket
 
struct sockaddr_in serverAddr;
 
char sendbuf[200];
 
char recvbuf[200];
 
int iDataNum;
 
if((clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
 
{
 
perror("socket");
 
return 1;
 
}
 
serverAddr.sin_family = AF_INET;
 
serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
 
//指定服务器端的ip，本地测试：127.0.0.1
 
//inet_addr()函数，将点分十进制IP转换成网络字节序IP
 
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.102");
 
if(connect(clientSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0)
 
{
 
perror("connect");
 
return 1;
 
}
 
printf("连接到主机...\n");
 
while(1)
 
{
 
printf("发送消息:");
 
scanf("%s", sendbuf);
 
printf("\n");
 
send(clientSocket, sendbuf, strlen(sendbuf), 0);
 
 
 
if(strcmp(sendbuf, "quit") == 0)
 
break;
 
printf("读取消息:");
 
recvbuf[0] = '\0';
 
iDataNum = recv(clientSocket, recvbuf, 200, 0);
 
recvbuf[iDataNum] = '\0';
 
printf("%s\n", recvbuf);
 
}
 
close(clientSocket);
 
return 0;
 
}

服务端

#include <sys/stat.h>
 
#include <fcntl.h>
 
#include <errno.h>
 
#include <netdb.h>
 
#include <sys/types.h>
 
#include <sys/socket.h>
 
#include <netinet/in.h>
 
#include <arpa/inet.h>
 
#include <stdio.h>
 
#include <string.h>
 
#include <stdlib.h>
 
#include <unistd.h>
 
#define SERVER_PORT 6666
 
/*
监听后，一直处于accept阻塞状态，
直到有客户端连接，
当客户端如数quit后，断开与客户端的连接
*/
 
int main()
 
{
 
//调用socket函数返回的文件描述符
 
int serverSocket;
 
//声明两个套接字sockaddr_in结构体变量，分别表示客户端和服务器
 
struct sockaddr_in server_addr;
 
struct sockaddr_in clientAddr;
 
int addr_len = sizeof(clientAddr);
 
int client;
 
char buffer[2048];
 
int iDataNum;
 
//socket函数，失败返回-1
 
//int socket(int domain, int type, int protocol);
 
//第一个参数表示使用的地址类型，一般都是ipv4，AF_INET
 
//第二个参数表示套接字类型：tcp：面向连接的稳定数据传输SOCK_STREAM
 
//第三个参数设置为0
 
if((serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
 
{
 
perror("socket");
 
return 1;
 
}
 
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
 
//初始化服务器端的套接字，并用htons和htonl将端口和地址转成网络字节序
 
server_addr.sin_family = AF_INET;
 
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
 
//ip可是是本服务器的ip，也可以用宏INADDR_ANY代替，代表0.0.0.0，表明所有地址
 
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 
//对于bind，accept之类的函数，里面套接字参数都是需要强制转换成(struct sockaddr *)
 
//bind三个参数：服务器端的套接字的文件描述符，
 
if(bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0)
 
{
 
perror("connect");
 
return 1;
 
}
 
//设置服务器上的socket为监听状态
 
if(listen(serverSocket, 5) < 0)
 
{
 
perror("listen");
 
return 1;
 
}
 
while(1)
 
{
 
printf("监听端口: %d\n", SERVER_PORT);
 
//调用accept函数后，会进入阻塞状态
 
//accept返回一个套接字的文件描述符，这样服务器端便有两个套接字的文件描述符，
 
//serverSocket和client。
 
//serverSocket仍然继续在监听状态，client则负责接收和发送数据
 
//clientAddr是一个传出参数，accept返回时，传出客户端的地址和端口号
 
//addr_len是一个传入-传出参数，传入的是调用者提供的缓冲区的clientAddr的长度，以避免缓冲区溢出。
 
//传出的是客户端地址结构体的实际长度。
 
//出错返回-1
 
client = accept(serverSocket, (struct sockaddr*)&clientAddr, (socklen_t*)&addr_len);
 
if(client < 0)
 
{
 
perror("accept");
 
continue;
 
}
 
printf("等待消息...\n");
 
//inet_ntoa ip地址转换函数，将网络字节序IP转换为点分十进制IP
 
//表达式：char *inet_ntoa (struct in_addr);
 
printf("IP is %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));
 
printf("Port is %d\n", htons(clientAddr.sin_port));
 
while(1)
 
{
 
printf("读取消息:");
 
buffer[0] = '\0';
 
iDataNum = recv(client, buffer, 1024, 0);
 
if(iDataNum < 0)
 
{
 
perror("recv null");
 
continue;
 
}
 
buffer[iDataNum] = '\0';
 
if(strcmp(buffer, "quit") == 0)
 
break;
 
printf("%s\n", buffer);
 
 
 
printf("发送消息:");
 
scanf("%s", buffer);
 
printf("\n");
 
send(client, buffer, strlen(buffer), 0);
 
if(strcmp(buffer, "quit") == 0)
 
break;
 
}
 
}
 
close(serverSocket);
 
return 0;
 
}

 1、在Petalinux工程下创建linux应用程序工程

 在创建的petalinux工程目录下（ALIENTEK-ZYNQ）

petalinux-create -t apps -n linux-app --template c

-t表示创建的工程类型，“apps"表示创建的工程类型为用户应用
-n表示创建的工程名，这里工程名取为"linux-app”
--template表示创建的应用类型，“c"代表是c语言应用，若是c++应用则输入"c++”

2、在项目目录下：project-spec/meta-user/recipes-apps/linux-app/files
编写linux-app.c，将服务端代码复制到linux-app.c

3、编译

在创建的petalinux工程目录下（ALIENTEK-ZYNQ）输入以下命令：

petalinux-build -c linux-app -x do_compile

-c后接工程名字
-x do_compile表示编译操作

编译生成的可执行文件通过nfs共享给开发板，编译生成的文件位置为：

ALIENTEK-ZYNQ/build/tmp/work/cortexa9hf-neon-xilinx-linux-gnueabi/linux-app/1.0-r0

七，结果展示