f1c100s 荔枝派 系统移植

一。交叉编译环境配置 

1.1下载交叉工具链：https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.2-2017.11/arm-linux-gnueabi/

1.2解压安装

在home目录下新建 工程目录：mkdir  f1c100s_project

将windows下的gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz 放置在/home/f1c200s/f1c200s_project目录下

解压：tar -vxf gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz

其中tar解压缩命令格式如下：

选项	含义
-x	对 tar 包做解打包操作。
-f	指定要解压的 tar 包的包名。
-t	只查看 tar 包中有哪些文件或目录，不对 tar 包做解打包操作。
-C 目录	指定解打包位置。
-v	显示解打包的具体过程。

将解压的文件复制到/usr/local/arm/中

进入目录：cd   /usr/local/arm/

拷贝：sudo cp -rf /home/f1c200s/f1c200s_project/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi ./

1.3添加该交叉编译器的环境变量

只有这样编译器才能在任何目录或者任何位置打开的终端中执行，打开~/.bashrc文件 (修改.bashrc文件，只是针对某一个特定的用户；修改/etc/profile文件，它是针对于所有的用户)，写入以下内容：

cd /home/f1c200s/

打开文件：sudo vim .bashrc

在文件末尾添加： 

export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin

保存退出：wq。

使环境生效：source ~/.bashrc

验证是否成功：arm-linux-gnueabi-gcc -v

二. Uboot移植

bootloader主要的工作就是引导 Linux 内核启动，常见的bootloader有 U-Boot、vivi、RedBoot 等等

2.1 uboot拉取

从gitee上拉取对 Nano 进行了适配的 u-boot：

安装git工具：sudo apt-get install git

拉取代码：git clone https://gitee.com/LicheePiNano/u-boot.git

cd u-boot

# 查看分支

git branch -a

# 切换到 Nano 分支

git checkout nano-lcd800480 

u-boot对于新手来说目录层级稍显复杂，您可参考下表进行快速的熟悉和目标文件定位

2.2uboot默认配置

如上图所示，为uboot的configs目录下的两个荔枝派的配置文件，第一个licheepi_nano_defconfig    是针对TF卡的配置文件，第二个licheepi_nano_spiflash_defconfig是针对flash的启动文件，显然我们需要选择第一个配置文件编译uboot，因为我们只有TF卡一种存储介质，没有flash。下面是编译指令:

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

为了避免使用类似于上方的繁琐编译指令，在uboot根目录Makfile中加入如下内容：

 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

这样我们可以通过以下简洁的代码进行uboot配置： 

# 进入u-boot目录

cd u-boot/ 

# 加载配置文件

make licheepi_nano_defconfig   （报错可能没有配置ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-）

  经过以上操作，默认配置文件licheepi_nano_deconfig已经写入到，/uboot/.config文件中，这是根据默认配置文件，生成的uboot的最终配置文件，这个配置文件记录了所有配置选项的宏开关，我们可以通过宏开关对其进行修改。

2.3 uboot图形界面配置

2.3.1使用make menuconfig命令进行图形界面配置

ubootEnable boot arguments 选项上点击空格，弹出Boot arguments选项，选中回车输入以下内容后回车保存。用来配置串口，等待5秒，文件系统挂载盘符  

console=tty1 console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw

setenv bootargs "console=tty1 console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw"  使用uboot 命令

2.3.2同样的操作输入bootcmd的值，输入完成后如下图所示。

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

setenv bootcmd "load mmc 0:1 0x80008000 zImage;load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb;bootz 0x80008000 -x80c08000;" 在uboot下 使用 命令添加

如果移植在片上flash ，使用如下：bootargs=console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mtdblock3 rw rootfstype=jffs2

bootcmd=sf probe 0 50000000; sf read 0x80C00000 0x100000 0x4000; sf read 0x80008000 0x110000 0x400000; bootz 0x80008000 - 0x80C00000

2.3.3若要在套餐中附带的LCD上输出显示

请通过配置 ARM architecture --> Enable graphical uboot console on HDMI, LCD or VGA 为 Y

接着配置同级的 LCD panel timing details 为：

x:480,y:272,depth:18,pclk\khz:10000,le:42,ri:8,up:11,lo:4,hs:1,vs:1,sync:3,vmode:0

注：此块屏为为  480*272规格，如为800*480  请尝试如下配置:

x:800,y:480,depth:18,pclk\khz:33000,le:87,ri:40,up:31,lo:13,hs:1,vs:1,sync:3,vmode:0

并将 LCD panel backlight pwm pin 设为：PE6 （查自 Nano 原理图）

2.4uboot编译

在进行编译之前需要在Ubuntu 中安装 ncurses 库，否则可能编译会报错，安装命令如下：

sudo apt-get install libncurses5-dev

使用make -j8进行编译

其中-j8代表处理器核心数。编译完成，在根目录下找到u-boot-sunxi-with-spl.bin文件，该文件为最终烧录文件。

2.5烧录bin文件

只要将u-boot-sunxi-with-spl.bin烧录到tf卡的8k偏移地址处就可以了，至于为什么，上面的引用已经解释清楚了。将准备号的TF卡插入读卡器，使用如下块搬移命令进行烧写：

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

if    文件名：输入文件名，缺省为标准输入。即指定源文件。< if=input file >

of   文件名：输出文件名，缺省为标准输出。即指定目的文件。< of=output file >

bs  bytes：同时设置读入/输出的块大小为bytes个字节。

seek  blocks：从输出文件开头跳过blocks个块后再开始复制。

这里的输出文件(of)为主机电脑的/dev/sdb文件，也就是插入的读卡器代表的TF卡。

烧录完成，如下图所示，然后弹出读卡器之后再拔出，否则可能损坏读卡器。

2.6 uboot启动测试

将开发板使用数据线与电脑相连，打开串口调试工具，根据bootargs参数设置串口通信参数：

选中端口后，波特率设置为115200：

可以看到uboot版本和编译时间：

三 .   内核移植

3.1内核源码获取

1.下载Linux5.7.1源码，下载后完成后，将代码复制到Ubuntu中并解压。

https://mirror.bjtu.edu.cn/kernel/linux/kernel/v5.x/

1. 在Ubuntu上创建自己的文件夹，打开终端拉取

git clone https://gitee.com/LicheePiNano/Linux.git

3.2 内核配置与编译

基础配置与编译

解压完成后，首先在顶层Makfile中指定架构和交叉编译工具。注意：arm必须是小写.

在linux源码目录下：sudo vim Makefile 

Linux内核也需要进行配置，使用荔枝派的配置文件， 在arch/arm/configs文件夹中，在根目录使用以下命令配置Linux内核：

Make f1c100s_nano_linux_defconfig （针对2拉取的代码）

可能会报错：

 使用如下命令安装组件：

sudo apt-get install flex

sudo apt-get install bison -y

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- menuconfig 配置菜单栏

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

命令编译，经过漫长的等待后，在 arch/arm/boot目录下生成内核文件：zImage，在arch/arm/boot/dts目录下设备树文件：suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb。

如果出现以下错误，使用sudo apt install libssl-dev命令安装对应缺失库文件即可。

修改屏幕设备树，适配当期使用的屏幕：

~/f1c100s/Linux$ sudo vim arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts

 3.3 TF卡分区方式1：

1.初见licheepi-zero-CSDN博客

uboot移植的时候bootcmd变量记录了内核文件（zImage）和设备树（.dtb文件）的存放位置，那么现在我们就要准备好TF卡的分区，一旦编译出内核文件和设备树文件，就可以放到TF卡的指定位置，启动Linux内核。

打开终端 sudo apt-get install gparted

打开软件sudo gparted

我们需要将TF卡分区如下，其中uboot只能识别FAT16格式，EXT4格式为Linux内核识别格式。注意：一定要把上面图片中的分区删除，否则无法识别到启动文件（zImage、.dtb）。

分区 分区一 分区二

名称 kernel rootfs

分区格式 FAT16 EXT4

大小 32M（可以随意填写) 剩余空间

注意需要给uboot预留1M的空间，在【之前的空余空间】选择1M即可，在上面的可视化分区中无法看到这个预留空间。

3.4 TF卡分区 方式2：

分区【系统移植】SD卡 分区_sd卡分区-CSDN博客

先将SD 卡进行格式化。然后与虚拟机连接。

sudo fdisk -l     # 首先查看电脑上已插入的TF卡的设备号

sudo umount /dev/sdb1 # 若自动挂载了TF设备，请先卸载

sudo fdisk /dev/sdb   # 进行分区操作

# 若已存分区即按 d 删除各个分区

# 通过 n 新建分区，第一分区暂且申请为32M(足够大了...)，剩下的空间都给第二分区

# w 保存写入并退出

sudo mkfs.vfat /dev/sdb1 # 将第一分区格式化成FAT

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2 # 将第一分区格式化成EXT4

3.5 内核烧录

将上面编译产生的zImage、suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb两个文件拷贝到KERNEL分区。将TF卡插好之后上电，打开串口调试，按下复位按键，等待uboot启动，5秒倒计时结束，读取两个文件，启动Linux内核。至此，Linux内核移植完成，下一步是Linux根文件系统（rootfs）。

• 根文件系统

文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制，这种机制有利于用户和操作系统的交互。

4.1、buildroot下载

1. 方式一：

使用buildroot制作根文件系统，首先进入官网，下载根文件系统buildroot2018.2.11版本

Buildroot - Making Embedded Linux Easy

2.方式二：

首先安装一些依赖，比如linux头文件：

apt-get install linux-headers-$(uname -r)

下载：wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2021.02.4.tar.gz

解压：tar xvf buildroot-2021.02.4.tar.gz

进入目录：cd buildroot-2021.02.4/

4.2、根文件系统制作

 解压完成后进入文件系统根目录，清理工程后，进入图形界面配置：

make clean

make menuconfig

图形配置界面如下图所示，使用方向键选择不同选项，空格进行选中，回车进行确认。

Target options选项的配置如下图所示

第一个选项为架构选择，这里选择ARM架构小端模式，

第二个为输出的二进制文件格式，这里选择EFL格式，

第三个为架构体系，这里选择arm926t，因为F1C200S/F1C100S的架构就是这个架构，

第四个为矢量浮点处理器，这里不勾选，因为对于F1C200S/F1C100S而言，其内部没有浮点运算单元，只能进行软浮点运算，也就是模拟浮点预运算。

第五个为应用程序二进制接口，这里选择EABI，原因是该格式支持软件浮点和硬件实现浮点功能混用。

第六个为浮点运算规则，这里使用软件浮点

第七个选择指令集，这里选择ARM指令集，因为thumb主要针对Cortex M系列而言的，对于运行操作系统的A系列以及ARM9和ARM11而言，使用的都是32位的ARM指令集。

Toolchain按照下方配置（打开了一些功能）可以在开发板上直接编译程序。

C library (musl) # 使用musl减小最终体积。

登录的时候会显示 “Welcome to f1c200s linux system.” ，并且我们设置了root用户密码为“root”。

配置完成后保存，使用make命令进行编译，从下面可以看出，buildroot的编译需要网络支持，以通过网络配置我们选择的内容。 当然如果你的虚拟机无法连接网络，请看虚拟机ubuntu桥接怎么联网，或者是虚拟机net模式访问互联网。

终于编译完成了！编译完成后，在buildroot根目录的output/images目录下生成一个rootfs.rar文件，这个就是我们心心念念的根文件系统。

输出文件全部在output/目录下:

images/ — 存放编译后产生的所有镜像文件( 内核镜像 , 加载引导镜像 和 根文件系统镜像)

build/ — 存放所有的组件除了构建交叉编译工具链的组件 , 在这个目录里面每一个功能对应一个子目录存放他们各自的组件.

staging/ — 包含一个类似于根文件系统等级层次的层级 . 这个目录包含了 安装的交叉编译工具链 和 所有被选择用于目标板的所有用户空间包.

target/ — 包含了根文件系统，但不能用于你的开发板的

host/ — 包含了我们需要的交叉编译工具集

3、根文件系统移植

将上面得到的rootfs.rar解压到TF卡的第二个分区，也就是rootfs分区，不要解压完成在复制过去，因为解压出来好多文件夹。两种选择，要么把压缩包复制到rootfs分区，解压后删除压缩包，要么直接解压到第二分区。使用如下命令将压缩包解压到rootfs分区后如下图所示：

sudo tar -vxf rootfs.tar  -C  /media/sd 卡分区二/

4、根文件系统加载

TF卡第二个分区内已经放置了我们制作好的根文件系统，将TF卡插到开发板上并上电启动，打开串口调试助手，设置波特率115200，可以看到下面的内容，uboot和内核启动成功。

root为管理员用户名，密码为前面设置的root