Zynq 板卡 NFS 启动 eMMC rootfs 修复流程-编程实验室

环境信息

角色	IP 地址
NFS 服务器 (Linux VM)	`192.168.0.133`
Zynq 板卡	`192.168.0.100`
PC	`192.168.0.106`
rootfs	`rootfs.tar.gz`

源文件只需要板卡的rootfs.tar.gz

U-Boot 关键变量 (来自`printenv`)

设置IP地址

setenv ipaddr 192.168.0.100 # Zynq 板卡 IP setenv serverip 192.168.0.133 # NFS 服务器 IP

kernel_image=uImage devicetree_image=devicetree.dtb kernel_load_addr=0x2080000 devicetree_load_addr=0x2000000 image_path=/ ipaddr=192.168.0.100 serverip=192.168.0.133 rootfs_partition=/dev/mmcblk0p2 bitstream_image=fpga.bit loadbit_addr=0x1000000 bootargs=console=ttyPS1,115200 earlyprintk rootfstype=ext4 rootwait clk_ignore_unused uio_pdrv_genirq.of_id=generic-uio

一、准备工作 (PC 端)

1. 从 rootfs.tar.gz 生成 rootfs.img（eMMC 直接烧写用）

# 方法一：使用 mkfs.ext4 -d（推荐） mkdir rootfs_tmp sudo tar -xzf rootfs.tar.gz -C rootfs_tmp sudo chown -R root:root rootfs_tmp dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=2000 # count 根据实际 rootfs 大小调整，略大于解压后占用空间即可 sudo mkfs.ext4 -F -d rootfs_tmp rootfs.img sudo rm -rf rootfs_tmp # 方法二：loop 挂载法 dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=2000 sudo mkfs.ext4 -F rootfs.img sudo mkdir -p /mnt/rootfs sudo mount -o loop rootfs.img /mnt/rootfs sudo tar -xzf rootfs.tar.gz -C /mnt/rootfs sudo chown -R root:root /mnt/rootfs sudo umount /mnt/rootfs

生成后的rootfs.img可通过dd if=rootfs.img of=/dev/mmcblk0p2 bs=1M直接写入 eMMC。

二、NFS 服务端搭建 (192.168.0.133)

1. 安装 NFS 服务

sudo apt update sudo apt install nfs-kernel-server -y

2. 准备 rootfs（NFS 导出用）

# 创建 NFS 导出目录 sudo mkdir -p /home/admin/workspace/nfs_rootfs # 上传并解压 rootfs.tar.gz 到 NFS 目录 cd /home/admin/workspace/nfs_rootfs sudo tar -xzf rootfs.tar.gz sudo chown -R root:root . rm -f rootfs.tar.gz

3. 配置 NFS 导出

# 编辑 /etc/exports，添加： sudo tee -a /etc/exports <<'EOF' /home/admin/workspace/nfs_rootfs 192.168.0.0/24(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check,insecure) EOF # 应用导出 sudo exportfs -ra # 验证 sudo exportfs -v showmount -e 192.168.0.133

4. 防火墙

# 如果 ufw 开启，放行 NFS 相关端口 sudo ufw allow from 192.168.0.0/24 to any port nfs sudo ufw allow from 192.168.0.0/24 to any port 111 # 或直接关闭 sudo ufw disable

5. 自测

sudo mount -t nfs -o nfsvers=3 192.168.0.133:/home/admin/workspace/nfs_rootfs /mnt ls /mnt/ sudo umount /mnt

三、板卡 U-Boot NFS 启动

板卡上电，在倒计时内按任意键打断 autoboot，进入 U-Boot 命令行：

# 1. 加载 FPGA bitstream（必须，否则外设不工作） fatload mmc 0:1 ${loadbit_addr} ${image_path}/${bitstream_image} fpga loadb 0 ${loadbit_addr} ${filesize} echo FPGA load OK # 2. 从 eMMC FAT 分区加载内核 fatload mmc 0:1 ${kernel_load_addr} ${image_path}/${kernel_image} # 3. 从 eMMC FAT 分区加载设备树 fatload mmc 0:1 ${devicetree_load_addr} ${image_path}/${devicetree_image} # 4. 设置 bootargs 为 NFS root setenv bootargs 'console=ttyPS1,115200 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.0.133:/home/admin/workspace/nfs_rootfs,nfsvers=3 ip=192.168.0.100:192.168.0.133:192.168.0.1:255.255.255.0::eth0:off' # 5. 启动内核 bootm ${kernel_load_addr} - ${devicetree_load_addr}

ip 参数格式:ip=<板卡IP>:<服务器IP>:<网关>:<掩码>::<网卡>:off

四、修复 eMMC rootfs 分区

NFS 启动进入系统后执行：

# 1. 格式化 mmcblk0p2 umount /dev/mmcblk0p2 2>/dev/null mkfs.ext4 -F /dev/mmcblk0p2 # 2. 挂载 eMMC rootfs mount /dev/mmcblk0p2 /mnt # 3. 从当前 NFS 根文件系统复制全部内容 tar cf - \ --exclude=/proc \ --exclude=/sys \ --exclude=/dev \ --exclude=/run \ --exclude=/tmp \ --exclude=/mnt \ --exclude=/lost+found \ / | tar xf - -C /mnt # 4. 创建必要的空目录 mkdir -p /mnt/proc /mnt/sys /mnt/dev /mnt/run /mnt/tmp /mnt/mnt chmod 1777 /mnt/tmp # 5. 卸载并重启 sync umount /mnt reboot

重启后板卡将以 eMMC ext4 rootfs 正常启动，无需再依赖 NFS。

五、故障排查

板卡无法 ping 通 NFS 服务器

# 在 U-Boot 中测试 ping 192.168.0.133

NFS mount 失败 (access denied)

检查/etc/exports中 IP 网段是否正确 (192.168.0.0/24)
检查 NFS 服务是否运行:sudo systemctl status nfs-kernel-server
检查是否有防火墙:sudo ufw status

内核不支持 NFS root

如果启动时报 "VFS: Unable to mount root fs"，说明内核未编译 NFS 客户端支持，需要重新编译内核开启CONFIG_ROOT_NFS和CONFIG_NFS_FS。

mountd 端口随机变化

NFS mountd 默认使用随机端口，如果中间有防火墙可能需要固定端口：

# 编辑 /etc/default/nfs-kernel-server sudo sed -i 's/^RPCMOUNTDOPTS=.*/RPCMOUNTDOPTS="--port 40000"/' /etc/default/nfs-kernel-server sudo systemctl restart nfs-kernel-server