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Licheepi Nano 02 编译linux

Morning

  对于一个完整的linux系统，其由三部分组成：

  1. bootloader
  2. kernel
  3. rootfile system

bootloader相当于pc机上的bios，负责引导进入kernel，而rootfile system负责文件的存放与用户的交互。对于bootloader，这里使用uboot；对于rootfs，使用buildroot。

一、编译工具的准备

  这里需要使用的交叉编译工具链为：arm-linux-gnueabi-。我们使用它来编译u-boot和kernel。而rootfs则使用musl完成。

二、u-boot

  这里根据自己的需求下拉u-boot，这里使用licheepi nano的800*480分支。

git clone -b nano-lcd800480 https://github.com/LicheePiNano/u-boot.git

  因为本次系统存放在SD卡上，所以使用licheepi_nano_defconfig，然后在menuconfig里面修改一些启动参数。如果使用spi flash，则使用licheepi_nano_spiflash_defconfig。配置文件保存在/u-boot/configs/下。

make ARCH=arm licheepi_nano_defconfig

make menuconfig

2.1 u-boot参数配置

2.1.1 bootcmd

这里主要添加bootargs和bootcmd。bootcmd主要执行三条命令

  1. load mmc 0:1 0x80008000 zImage;
  2. load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb;
  3. bootz 0x80008000 - 0x80c08000;

load mmc负责将kernel编译出来的zImg、dtb加载到内存；bootz负责启动linux zImg。

  因此，bootcmd中添加如下内容：

load mmc 0:1 0x80008000 zImage;load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb;bootz 0x80008000 - 0x80c08000;

2.1.1 bootargs

console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw
  1. console=ttyS0,115200，表示终端为ttyS0即串口0,波特率为115200；
  2. panic=5，设置kernel恐慌时间；
  3. rootwait， 该参数是告诉内核挂在文件系统之前需要先加载相关驱动，这样做的目的是防止因mmc驱动还未加载就开始挂载驱动而导致文件系统挂载失败；
  4. root=/dev/mmcblk0p2，表示根文件系统的位置在mmc的0:2分区处，/dev是设备文件夹，内核在加载mmc中的时候就会在根文件系统中生成mmcblk0p2设备文件，这个设备文件其实就是mmc的0:2分区(这里对应TF卡的第二个分区：rootfs)，这样内核对文件系统的读写操作方式本质上就是读写/dev/mmcblk0p2该设备文件；
  5. earlyprintk，参数是指在内核加载的过程中打印输出信息，这样内核在加载的时候终端就会输出相应的启动信息。rw表示文件系统的操作属性，此处rw表示可读可写。

2.2 编译u-boot

  在配置完成bootargs和bootcmd之后，开始编译：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j8

在编译完成之后，/u-boot/下生成了输出文件——u-boot-sunxi-with-spl.bin。在使用dd创建启动盘之前，先对SD卡进行初始化。

三、SD卡分区设置

  我们在ubuntu下使用GParted来实现SD卡分区设置，如果没有安装，则可以直接使用apt来安装，sudo apt-get install gprated。SD卡分区设置如下：

图1：SD卡分区设置

第一个分区为fat16，用来存放kernel内容；第二分区为ext4，用来存放rootfs内容。

四、kernel

  我们在kernel.org下载内核，同时将linux-licheepi_nano_defconfig放入/arch/arm/configs/中。

make ARCH=arm linux-licheepi_nano_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j8
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j8 INSTALL_MOD_PATH=out modules
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j8 INSTALL_MOD_PATH=out modules_install

  之后输出的zImg文件在/arch/arm/boot/下；设备树dtb文件在/arch/arm/boot/dts/下。

五、buildroot

  在buildroot.org下载源码，解压后准备配置：

make clean
make menuconfig

5.1 Target options

  这里需要注意的配置有：目标架构为arm小端，即ARM (little endian)；同时架构变体为arm926t；浮点运算选择soft float软浮点。详细的配置如下图2所示。

图2：Target options

5.2 Build options

  这里将库设置为动态化静态库，如下图3所示。

图3：Build options

5.3 Toolchain

  这里编译工具选择musl以减少体积，同时选择Thread library debugging和Enable xxxx一堆选项。

图4：Toolchain

5.4 System configuration

  这里主要配置root登录的密码：

图5：System configuration

  之后直接使用make开始编译，第一次编译需要下载一些组件，所以时间比较长。编译完成后，在/output/images/下有输出文件，rootfs.tar。

六、移植

  在第三节中，我们对SD卡进行了分区，之后将开始移植。首先使用dd将u-boot文件拷贝到SD卡作为启动项，以图1中的设备为例，此处为/dev/sdb，即：

sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8

  之后将zImg和dtb文件拷贝到SD卡的boot分区；将rootfs.tar解压到SD卡的rootfs分区：

sudo tar -xvf rootfs.tar -C /media/<你的用户名>/rootfs/
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