全志V3S嵌入式驱动开发 - uboot，linux kernel和rootfs移植

bayche LV 6

安装了ubuntu操作系统，有了开发板，下面就可以进行我们的开发工作了。第一步，我们要面临的问题就是uboot移植。一般来说，嵌入式的基础环境就是uboot、linux和rootfs。uboot完成一些基本硬件的初始化，比如cpu频率设置、ddr初始化、加载linux等等。早前，uboot的烧入比较麻烦，需要jtag工具才能完成。现在来说，很多soc支持系统直接从sd卡启动，这对开发者就比较友好了。

要做好uboot移植，做好四个方面的工作就可以了。第一，下载好uboot代码；第二，安装交叉编译工具；第三，编译uboot；第四，选择好sd卡，将uboot的bin文件烧入到sd卡。这样，将sd卡插入到开发板中，上电，就可以看到uboot的启动画面了，比如像这样，

1、下载uboot代码

针对uboot代码，可以直接从官方的github地址下载就可以了，

git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git -b v3s-current

2、下载交叉编译工具

目前v3s的交叉编译工具都可以直接从网上下载，下载地址在这个位置，

https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/6.3-2017.05/arm-linux-gnueabihf/

注意，如果是ubuntu系统，可以选择这个安装包即可，

安装好之后，如果发现对应的gcc没有办法打开，记得安装一下lib32的包，

sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get update
sudo apt-get install zlib1g:i386 libstdc++6:i386 libc6:i386

并且在.bashrc当中设置一下环境变量，

export PATH=$PATH:/home/feixiaoxing/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-i686_arm-linux-gnueabihf/bin

3，编译uboot

相比较而言，编译uboot还是比较简单的，cd到uboot目录，

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- LicheePi_Zero_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

如果没有make命令，先用apt-get安装一下make命令，

sudo apt-get install make

4、烧入sd卡

做到了前面三步，好像第四步最简单。其实不然，要实现这个功能，要注意两个方面。第一，选择sd卡的时候一定要选择正规的sd卡，差的sd卡是没有办法完成uboot启动的，这算是自己很大的一个教训吧，浪费了不少时间。实践中发现，一线品牌的sd卡更好一点，启动基本没问题。另外一个方面，一定要让虚拟机支持usb功能，虽然开发板使用的是sd卡，但是这种sd卡是micro sd卡，因此需要一个读卡器，所以如果需要ubuntu支持sd卡的读写，最要让虚拟机支持usb，这样才可以完成ubuntu对sd卡的读写功能。

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

烧写直接使用dd命令就好了，注意这里烧写的文件是u-boot-sunxi-with-spl.bin，烧入的设备是/dev/sdb，也就是刚刚插入的sd卡。做到这两点，基本就可以保证烧入成功了。

除了少部分嵌入式设备使用vxworks和freertos之外，大部分嵌入式都是使用linux来做基础os来使用的。linux使用场景很多，除了大家都知道的android设备、娱乐设备之外，在汽车、工控、网络交换机、服务器等领域，linux也扮演着重要的角色。所以，对于linux或者linux kernel来说，大家没必要神话它，也没有必要轻视它，就把它当成一个工具好了，该优化优化、该加驱动加驱动、该写上层软件写上层软件就行。

前面学习了uboot，板子是可以启动了，但是不能称之为一个完整的系统，因为它还缺少了两样东西，一个是linux kernel，一个是rootfs。

不同厂家的soc，一般对uboot和kernel，他们自己都已经移植好了，用户只需要到对应的地址下载代码编译即可。而对于rootfs，如果本身没有特殊的需求，可以考虑直接使用别人做好的rootfs.tar，这样效率会高很多。

1、下载linux kernel

git clone https://github.com/Lichee-Pi/linux.git -b zero-4.10.y

不出意外，我们就可以下载到4.10.y版本的linux内核代码，首先，配置config文件

make ARCH=arm licheepi_zero_defconfig

接着，开始编译内核，

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

这个时候就可以搜索发现，生成了一个zImage文件，接着继续编译设备树

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs

最后就是生成驱动modules，

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- INSTALL_MOD_PATH=out modules

当然，如果需要自己把驱动放到统一的目录里面，就可以这么做，

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- INSTALL_MOD_PATH=out modules_install

2、编译rootfs

关于rootfs，一般都是用buildroot进行配置编译的。之前练习的时候，下载的buildroot版本是buildroot-2017.08.tar.gz。这部分还是建议使用别人编译好的根文件系统，差别不大，编译好之后，在./output/images目录下面，会有一个rootfs.tar文件，这就是我们需要的根文件系统。在文章的最后，我们也给出了自己编译好的rootfs.tar下载地址，供大家参考。

3、烧入sd卡

除linux kernel编译和rootfs编译之外，另外很重要的一个部分就是sd卡烧入。所有的操作都是在ubuntu虚拟机里面完成的，有这么几个流程，

3.1 分区

利用ubuntu里面的fdisk进行分区，输入

sudo fdisk /dev/sdb

分成两个区即可，第一个分区32M，剩下的空间留给另外一个分区，注意在第一个分区的最后一步输入+32M即可。

3.2 在刚才创建好的分区构建文件系统

sudo mkfs.vfat /dev/sdb1
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2

3.3 重新插拔sd卡

sudo sync
sudo eject /dev/sdb

3.4 拷贝文件

把zImage和sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb拷贝到vfat分区，与此同时把rootfs.tar拷贝到ext4分区，并解压，

tar -xvf rootfs.tar ./

因为之前已经烧入过uboot，这步可以省略，当然不放心的话，可以再烧入一下，

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

3.5 重启板子，因为uboot中我们没有对代码进行修改，所以uboot启动后，需要输入下面这些命令，才能启动kernel

setenv bootm_boot_mode sec
load mmc 0:1 0x41000000 zImage
load mmc 0:1 0x41800000 sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb
 
setenv bootargs console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw  vt.global_cursor_default=0
bootz 0x41000000 - 0x41800000

4、效果图

之前说过，uboot启动后，如果需要进入Linux，那么需要进行一些配置，效果如下，

所有命令输入完毕之后，也就是输入bootz 0x41000000 - 0x41800000后，kernel就可以开始启动了，

因为目前驱动的内容比较少，上层软件也不多，所以不到2s就启动结束，这里输入rootfs之后，马上就进入根文件系统了，

至此，一个最小的嵌入式linux系统就已经实实在在的跑起来了。