荔枝派zero镜像制作及烧录

发表于2021-03-07更新于2024-01-29

环境准备

关于荔枝派zero是什么，可以通过以下链接去了解。

这篇文章主要记录第一次在荔枝派zero上烧写镜像的过程。下面列出的是本次做实验需要用到的硬件和工具：

  1. 淘宝Sipeed官方店购买lichee pi zero板子的全套餐。（买全套餐的原因是，怕万一后续缺某个组件会很麻烦，干脆一次买好）
  2. SD卡。（我用的16G的）
  3. 读卡器。（将镜像写入SD卡中）
  4. usb转串口工具。（这种类型的）
  5. 公对母杜邦线。
  6. 还有其他做硬件必不可少的工具，如万用表、电烙铁焊接套餐、各种公母杜邦线等等。（虽然这次试验没有都用上，但如果决定学习底层硬件原理的话，是需要都准备上的）

下面进入正题。

首先，使用别人制作好的镜像烧入sd卡中，来测试板子是否能正常使用。

之后，尝试自己编译uboot、linux kernel、文件系统，并将其写入到sd中，用于启动zero。

使用完整镜像测试

这一节参考了荔枝派 zero(全志V3S)-编译及SD烧录这篇文章的第一小节。

主要步骤如下

烧录sd卡

  1. 将镜像下载到本地，解压后可以看到lichee_zero-brmin_alpha.dd这个文件。

  2. 使用SD Card Formatter将sd卡格式化。

  3. 使用Win32 Disk Imager将上述解压得到的dd文件烧入sd卡中。

启动zero

  1. 将上述烧好的SD卡插入zero的sd卡插槽中。

  2. 将显示屏通过FPC 40连接到zero上，用于查看启动时的输出。

  3. 使用usb otg给zero供电。这时就可以看到屏幕中打印启动log了。

以上，证明我们的板子和操作是木有问题的，下面就让我们从源码开始构建一个zero的镜像吧！

源码编译构建镜像

这节内容参考了荔枝派官方文档及以下三篇文章，写的都非常棒！

编译uboot

安装依赖

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sudo apt install gcc-6-arm-linux-gnueabihf
sudo apt-get install device-tree-compiler

为了适配Makefile，将以上安装的arm-linux-gnueabihf-gcc-6创建一个软链接

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cd /usr/bin
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-cpp-6 ./arm-linux-gnueabihf-cpp
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcc-ar-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcc-ar
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcc-nm-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcc-nm
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcc-ranlib-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcc-ranlib
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcov-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcov
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcov-dump-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcov-dump
sudo ln -s ./arm-linux-gnueabihf-gcov-tool-6 ./arm-linux-gnueabihf-gcov-tool

下载uboot源码并修改配置文件sun8i.h

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git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git -b v3s-current
cd u-boot
# 修改include/configs/sun8i.h，使u-boot可以从tf卡启动。添加以下内容：
#define CONFIG_BOOTCOMMAND   "setenv bootm_boot_mode sec; " \
                            "load mmc 0:1 0x41000000 zImage; "  \
                            "load mmc 0:1 0x41800000 sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb; " \
                            "bootz 0x41000000 - 0x41800000;"

#define CONFIG_BOOTARGS      "console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw  vt.global_cursor_default=0"

改完sun8i.h后，执行编译

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make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- LicheePi_Zero_800x480LCD_defconfig
make ARCH=arm menuconfig
time make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 2>&1 | tee build.log

编译完成后，将在当前目录下生成u-boot-sunxi-with-spl.bin。这个二进制文件将被烧到8k位置用于启动。

编译linux kernel

下载linux源码并编译

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git clone https://github.com/Lichee-Pi/linux.git
cd linux
make ARCH=arm licheepi_zero_defconfig
make ARCH=arm menuconfig 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4     # 编译内核，目标文件为./arch/arm/boot/zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs    # 编译设备树，目标文件为./arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb

编译文件系统

安装依赖

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

下载源码并编译

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wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2017.08.tar.gz
tar xvf buildroot-2017.08.tar.gz
cd buildroot-2017.08/
make menuconfig			# 这里，在menuconfig中需要配置一些参数,如下
## *******第一部分配置******** ##
# Target Architecture (ARM(little endian)) --->
# Target Binary Format (ELF) --->
# Target Architecture Variant (cortex-A7) --->
# Target ABI (EABIhf) --->
# Floating point strategy (VFPv4) --->
# ARM instruction set (ARM)  --->
## *******第二部分配置******** ##
#     Toolchain type (External toolchain) --->
#     *** Toolchain External Options ***
#     Toolchain (Linaro ARM 2017.02)
#     Toolchain origin (Toolchain to be downloaded and installed) --->
# [ ] Copy gdb server to Target
#     *** Host GDB Options ***
# [ ] Build cross gdb for the host
# [ ] *** Toolchain Generic Options ***
# [ ] Copy gconv libraries
# [*] Enable MMU support
# ( ) Target Optimizations
# ( ) Target linker options
# [ ] Register toolchain within Eclipse Buildroot plug-in
## *******配置结束******** ##
make       # 完成后会生成./output/images/rootfs.tar，这就是我们需要的根文件系统

烧录SD卡

将以上三步生成的四个文件拷贝到一块，便于进行后续步骤

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bling@Ubuntu1804:~/lichee/sdcard$ ll
total 9612
drwxr-xr-x 2 bling bling    4096 3月   7 15:46 ./
drwxr-xr-x 6 bling bling    4096 3月   6 22:41 ../
-rw-r--r-- 1 bling bling 5601280 3月   6 22:41 rootfs.tar
-rw-r--r-- 1 bling bling    9262 3月   6 22:41 sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb
-rw-r--r-- 1 bling bling  398407 3月   6 22:42 u-boot-sunxi-with-spl.bin
-rwxr-xr-x 1 bling bling 3813392 3月   6 22:42 zImage*

将SD卡接入Ubuntu中，在Ubuntu中打开GParted分区编辑器

  • 在GParted界面的右上角可以切换磁盘设备，我的SD卡对应的是/dev/sdb。

  • 删除SD卡上的所有分区，使之成为一个未分配的磁盘。（记得点击上方绿色的“勾”，使更改生效）

  • 然后，创建第一个分区，为FAT16格式

  • 再，创建第二个分区，为EXT4格式

  • 最后，记得点击上方绿色的“勾”，使更改生效！！然后拔掉读卡器，再重新插到电脑上，就可以看到fat16和ext4分别挂载到了/media/bling/目录下

分区完成后，就可以将uboot，内核文件，dts文件以及根文件系统写入SD卡了！

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# 1.使用dd命令将uboot镜像写到8k位置处
sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8
# 确认uboot bin文件是否写去入磁盘中，这条可不执行
# sudo dd bs=1024 count=2000 if=/dev/sdb of=./test1.bin  

# 2.将dtb和zImage拷贝进fat16分区
cp sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb /media/bling/BOOT/
cp zImage /media/bling/BOOT/

# 3.将文件系统rootfs.tar文件解压并拷贝进ext4的分区
sudo tar xvf rootfs.tar -C /media/bling/rootfs/

这样就完成SD卡的制作了。

查看串口输出

让我们试试这些镜像能不能正常运行吧！

还需要做几件事情：

  1. 将上述烧好的SD卡插入zero的sd卡插槽中。

  2. 在电脑上查看串口输出：需要将荔枝派的UART0 的 TX 和 RX 分别连接到“usb转ttl工具”的 RX 和 TX处，并将“usb转ttl工具”接地。

  3. 使用usb otg给zero供电。这时就可以在电脑端串口工具中查看串口输出了。

  4. 启动完成后，使用root登录系统！

通过以上实验，确定了自己编译的镜像是可以在荔枝派zero上启动并运行操作系统的。所以接下来的计划是，深入学习uboot、kernel和文件系统这三个部分，理解从启动到系统运行的每一个过程和涉及的东西。希望最后能定制一个自己的系统出来~