荔枝派Nano 全流程指南
u-boot 初体验
安装交叉编译链
首先需要安装交叉编译链：
# 此处为获取7.2.1版本，您可获取其他版本或者通过链接直接下载 wget http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.2-2017.11/arm-linux-gnueabi/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz tar -vxJf gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz sudo cp -r ./gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi /opt/ sudo vim /etc/bash.bashrc # 在文件末尾 添加以下内容 PATH="$PATH:/opt/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin" # 添加完毕 # 使路径生效 source /etc/bash.bashrc 此时可用 arm-linux-gnueabi-gcc -v 进行测试；若普通用户状态下没有成功，通过 sudo su 切换到root用户再尝试；
编译 u-boot
然后从github上拉取对 Nano 进行了适配的 u-boot：
sudo apt-get install git git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git cd u-boot # 查看分支 git branch -a # 切换到 Nano 分支 git checkout nano-v2018.01
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（搬运并修改自 荔枝派One）
. ├── api //封装一些平台无关的操作，如字符串打印，显示，网络，内存 ├── arch //以平台架构区分 │ ├──arm │ │ └──cpu │ │ │ └──arm926ejs │ │ │ │ └──sunxi //cpu相关的一些操作，如定时器读取 │ │ │ │ │ └──u-boot-spl.lds //spl的放置方法 │ │ └──dts │ │ │ └──suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts // f1c100s芯片的一些配置 │ │ │ └──suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb │ │ │ └──suniv-f1c100s.dtsi │ │ │ └──suniv.dtsi │ │ └──lib //一些库文件 │ │ └──mach-sunxi │ │ │ └──board.c //board_init_f │ │ │ └──dram_sun4i.c //ddr的操作，复位，时钟，延时，odt，etc. │ │ │ └──dram_helpers.c //ddr的设置及读写测试 ├── board │ ├──sunxi │ │ └──board.c //sunxi_board_init 入口 │ │ └──dram_suniv.c //DRAM的一些默认参数 ├── cmd //Uboot命令行的一些命令 ├── common //含spl ├── configs //menuconfig里的默认配置,比如各类驱动适配 │ ├── licheepi_nano_defconfig │ ├── licheepi_nano_spiflash_defconfig ├── disk //硬盘分区的驱动 ├── doc ├── drivers //外设驱动 ├── dts ├── examples ├── fs //多种文件系统 ├── include │ ├──configs │ │ └──sunxi_common.h //预配置的参数，如串口号等 │ │ └──suniv.h ├── lib //加密压缩等算法 ├── net //nfs,tftp等网络协议 ├── post ├── scripts
了解u-boot大致结构后，我们就可以开始尝试编译了；
# 此处告知make采用arm-linux-gnueabi下的所有交叉编译工具，目标架构为Arm，设定各项默认配置为 nano 的spiflash支持版 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- licheepi_nano_spiflash_defconfig # 若不带spi-flash的板子，请换成 licheepi_nano_defconfig # 进行可视化配置 make ARCH=arm menuconfig 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:800,y:480,depth:18,pclk_khz:33000,le:87,ri:40,up:31,lo:13,hs:1,vs:1,sync:3,vmode:0
注：此块屏为为 800*480 规格，如为 480*272 请尝试如下配置 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
并将 LCD panel backlight pwm pin 设为：
PE6 （查自 Nano 原理图）
LCD简单配置
# 开始编译
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j8 编译完成后，可一看到目录下多了一堆以u-boot带头的文件，我们只需取 u-boot-sunxi-with-spl.bin 即可；
下载工具 sunxi-tools 安装
在食用前，我们仍需要一个适配 Nano 的下载工具;
git clone -b f1c100s-spiflash https://github.com/Icenowy/sunxi-tools.git cd sunxi-tools make && sudo make install
如果出现：fel_lib.c:26:20: fatal error: libusb.h: No such file or directory，那需要安装libusb：
sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev
准备完软件，可以准备一下硬件:) 串口默认为 UART0
不插卡上电~
新到的一片 Nano ，基本上是上电无反应的，LCD亮但无内容，此时 Nano 自动进入fel下载模式，可以通过命令 sudo sunxi-fel ver 来确认有无成功进入fel模式。
此时有两种方式进行程序下载：
# 1.以 uboot file-with-spl形式进行（单次运行，测试时个人推荐） sunxi-fel uboot /your/path/to/u-boot-sunxi-with-spl.bin # 请自行修改到本机地址 # 2.烧进 spi-flash （开机自启） sunxi-fel -p spiflash-write 0 /your/path/to/u-boot-sunxi-with-spl.bin # note: 重新烧录或重进fel模式时，请在上电时拉低SPI flash 的 CS引脚
下载结束后，即可看到串口输出信息，LCD显示图标与简单信息。
此时在串口控制台（minicom、putty或其他）输入 bdinfo
将列出各种板子信息，如：
arch_number = 0x00000000 boot_params = 0x80000100 DRAM bank = 0x00000000 -> start = 0x80000000 -> size = 0x02000000 baudrate = 115200 bps TLB addr = 0x80FF0000 relocaddr = 0x80F72000 reloc off = 0xFF872000 irq_sp = 0x80E67D90 sp start = 0x80E67D80 FB base = 0x81E89000 Early malloc usage: 118 / 400 fdt_blob = 80e67da8
愉快地完成了 u-boot 的初体验~
再探 Uboot
首先进入 uboot，控制台输入 printenv ，可看到控制台输出以下信息：
arch=arm baudrate=115200 board=sunxi board_name=sunxi --- 略去一些信息 --- boot_scripts=boot.scr.uimg boot.scr bootcmd=run distro_bootcmd cpu=arm926ejs
通过此命令我们可以看到 uboot 自动配置了一些启动命令与参数，其中变量 boot_scripts 指定了启动时要加载哪个命令文本文件，依据此处，我们进行 boot.scr 的构建；
建立 boot.cmd 并确认参数
boot.scr 由 boot.cmd 生成，此处新建一个 boot.cmd 文件，并写入以下内容：
setenv bootargs console=tty0 console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 rw load mmc 0:1 0x80C00000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb load mmc 0:1 0x80008000 zImage bootz 0x80008000 - 0x80C00000
第一行setenv命令，设定了变量bootargs(启动参数)为：通过tty0和ttyS0串口输出启动信息；启动失败延迟5秒重启，根文件在TF卡的第二分区，可读写；
第二行指定了从TF中将设备树的dtb文件加载到0x80C00000的位置(地址参考自官方SDK)
第三行指定了将压缩后的内核zImage加载到0x80008000的位置
第四行为从加载地址启动内核的命令
生成 boot.scr
uboot ‣ tools ‣mkimage ，通过该程序生成boot.scr
为使用方便，建议将其：
cp ./mkimage /usr/local/bin/mkimage
生成 boot.scr
mkimage -C none -A arm -T script -d boot.cmd boot.scr
最后将其放入第一分区
主线Linux编译
源码下载
完整下载命令为：
git clone https://github.com/Icenowy/linux.git
git拉取有时速度很慢，建议做如下配置：
sudo vim /etc/hosts # 添加下面两行 192.30.253.112 github.com 151.101.73.194 github.global.ssl.fastly.net
# 添加完成
# 可自行通过dns检测网站检测github.global.ssl.fastly.net，更换为更快的ip地址
完整拉取linux极大，建议只拉取单层分支，减少等待时间：
git clone --depth=1 -b f1c100s-480272lcd-test https://github.com/Icenowy/linux.git
配置
下载 .config 文件
，放入源码主目录进行替换 (若下载时文件名有变，请重命名回 .config );
进行编译
编译工具链为 arm-linux-gnueabi，工具链的安装请参考 uboot 编译部分
make ARCH=arm menuconfig make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j4 #请自行修改编译线程数
生成的 zImage 在 arch ‣ arm ‣ boot 目录下；将其放入第一分区。
Nano 设备树简介
Nano的设备树在源码的 linux ‣ arch ‣ arm ‣ boot ‣ dts ‣ suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts；
该文件描述了各类外设的定义与配置，以下做简要描述；
其中由 / { … } 包裹的为根节点，定义了各类总线、外设的配置；
&xxx { … } 所包裹的内容为引用，其定义来自于 suniv.dtsi (suniv系列设备通用的定义)
compatible 属性，将与驱动源码中的 compatible 定义对应，进行识别选择；
设备树各部分的编写，可参考 linux ‣ Documentation ‣ devicetree ‣ bindings 下各个模组
设备树整体的详细介绍，请参考 Device_Tree ， zero文档 中也有较为详细的描述；
修改设备树中 LCD 配置
当前默认的 LCD配置 为480X272大小的屏幕，
“qiaodian,qd43003c0-40”, “simple-panel”
若要修改为适配800X480的屏，此处应当：
/ { } 所包裹的根节点目录下，panel属性下的compatible，应修改为：
“lg,lb070wv8”, “simple-panel”
linux ‣ drivers ‣ gpu ‣ drm ‣ panel 下有许多屏幕的配置，可挑选合适的进行配置；
添加底板上的 RGB LED 节点配置
/ { } 所包裹的根节点目录下进行添加
leds {
compatible = "gpio-leds";
blue_led {
label = "licheepi:blue:usr";
gpios = <&pio 4 4 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* PE4 */
};
green_led {
label = "licheepi:green:usr";
gpios = <&pio 4 5 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* PE5 */
default-state = "on";
};
red_led {
label = "licheepi:red:usr";
gpios = <&pio 5 6 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* PE6 */
};
};添加电容触摸屏的支持
电容触摸屏的控制芯片为GT911，使用I2C接口，我们要在设备树文件中添加定义；
（笔者此处直接在 suniv.dtsi 内进行修改）
// 添加在soc节点下
// 此处添加的属性与配置，来自于查找用户手册以及兼容设备
i2c0: i2c@1C27000 {
compatible = "allwinner,sun6i-a31-i2c";
reg = <0x01C27000 0x400>;
interrupts = <7>;
clocks = <&ccu CLK_BUS_I2C0>;
resets = <&ccu RST_BUS_I2C0>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&i2c0_pins>;
status = "disabled";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
};// 在pio节点下，添加i2c引脚定义
i2c0_pins: i2c0 {
pins = "PE11", "PE12";
function = "i2c0";
};在suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts中添加引用
/* 首先要添加的头文件： */
#include <dt-bindings/input/input.h>
#include <dt-bindings/interrupt-controller/irq.h>
/* 添加引用 */
&i2c0 {
pinctrl-0 = <&i2c0_pins>;
pinctrl-names = "default";
status = "okay";
gt911: touchscreen@14 {
compatible = "goodix,gt911";
reg = <0x14>;
interrupt-parent = <&pio>;
interrupts = <4 10 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>; /* (PE10) */
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&ts_reset_pin>;
irq-gpios = <&pio 4 10 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* (PE10) */
reset-gpios = <&pio 4 9 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* RST (PE9) */
/* touchscreen-swapped-x-y */
};
};
&pio {
ts_reset_pin: ts_reset_pin@0 {
pins = "PE9";
function = "gpio_out";
};
};完成添加～若测试的触摸屏的xy方向颠倒，请添加或去掉gt911节点下的 touchscreen-swapped-x-y 属性。
编译生成 dtb文件
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- dtbs -j4
生成的 dtb文件 在 dts同级目录下，将其放入 TF卡第一分区。
使用buildroot构建根文件系统
buildroot可用于构建小型的linux根文件系统。
大小最小可低至2M，与内核一起可以放入最小8M的spi flash中。
buildroot中可以方便地加入第三方软件包（其实已经内置了很多），省去了手工交叉编译的烦恼。
下载安装
首先安装一些依赖，比如linux头文件：
apt-get install linux-headers-$(uname -r)
然后下载安装：
wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2017.08.tar.gz tar xvf buildroot-2017.08.tar.gz cd buildroot-2017.08/ make menuconfig
配置
此处为免去另外配置工具链的步骤，使用了 buildroot 自动下载工具链执行的选项；
同内核编译一样，请下载 buildroot 的 .config 文件，重命名为 .config 后放到 buildroot目录下；
若编译时，buildroot下载软件包速度太慢，请下载 dl.zip ，将其中的软件包解压至 buildroot ‣ dl 下；
使用：
make menuconfig
进行配置，添加或删除指定的软件包；
一些配置的简单说明
Target options ---> Target Architecture Variant (arm926t) ---> // arm926ejs架构 [ ] Enable VFP extension support // Nano 没有 VFP单元，勾选会导致某些应用无法运行 Target ABI (EABI) ---> Floating point strategy (Soft float) ---> // 软浮点 System configuration ---> (Lichee Pi) System hostname // hostname (licheepi) Root password // 默认账户为root 密码为licheepi [*] remount root filesystem read-write during boot // 启动时重新挂在文件系统使其可读写 编译 make
>>> 有时候构建会出现莫名其妙的错误，make clean下会ok？
编译的过程如果带上下载软件包的时间比较漫长，很适合喝杯茶睡个午觉；(buildroot不能进行多线程编译)
编译完成的镜像包，是在 buildroot-2017.08 ‣ output ‣images ‣ rootfs.tar 中找到；
安装到第二分区
将镜像包复制到第二分区后，解压即可
# 请修改设备号
sudo umount /dev/sdX2 sudo mount /dev/sdX2 /mnt sudo cp ./rootfs.tar /mnt/ sudo tar -xf /mnt/rootfs.tar sudo rm /mnt/rootfs.tar sync sudo umount /dev/sdX2
另：检查 rootfs文件下的 /etc/inittab 是否已有以下声明：
ttyS0::respawn:/sbin/getty -L ttyS0 115200 vt100 # GENERIC_SERIAL // 串口登录使能
spi-flash 启动适配
对于从spi-flash启动系统，需要对 uboot / dts / 内核配置都有所修改，打包与烧写请参考 一键烧录及脚本使用说明
以下将以16M flash为例，介绍 spi flash 的适配过程。
分区规划
下表为分区规划表：
分区序号 | 分区大小 | 分区作用 | 地址空间及分区名 |
|---|---|---|---|
mtd0 | 1MB (0x100000) | spl+uboot | 0x0000000-0x0100000 : “uboot” |
mtd1 | 64KB (0x10000) | dtb文件 | 0x0100000-0x0110000 : “dtb” |
mtd2 | 4MB (0x400000) | linux内核 | 0x0110000-0x0510000 : “kernel” |
mtd3 | 剩余 (0xAF0000) | 根文件系统 | 0x0510000-0x1000000 : “rootfs” |
uboot 修改
以下是对 uboot 进行适配的流程描述；
bootcmd修改
在uboot源码目录下 进入 ./include/configs/
修改 suniv.h
#define CONFIG_BOOTCOMMAND "sf probe 0:50000000; " \ "sf read 0x80C00000 0x100000 0x4000; " \ "sf read 0x80008000 0x110000 0x400000; " \ "bootz 0x80008000 - 0x80C00000"
按照行数解释如下：
挂载 spi-flash
读取 spi-flash 1M（0x100000）位置 64KB(0x4000)大小的 dtb 到地址 0x80C00000
读取 spi-flash 1M+64K（0x110000）位置 4MB(0x400000)大小的 zImage 到地址 0x80008000
从 0x80008000 启动内核，从 0x80C00000 读取设备树配置
回到 uboot 源码一级目录，
make ARCH=arm menuconfig
进入TUI配置；
取消勾选 [ ] Enable a default value for bootcmd
bootargs修改
勾选 [*] Enable boot arguments；
在下方一项中填入 bootargs 参数:
console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mtdblock3 rw rootfstype=jffs2
(root=/dev/mtdblock3 指的是mtd设备第三分区，分区指定在dts中声明)
dts 修改
修改内核源码目录下的 ./arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts
&spi0 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&spi0_pins_a>;
status = "okay";
spi-max-frequency = <50000000>;
flash: w25q128@0 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "winbond,w25q128", "jedec,spi-nor";
reg = <0>;
spi-max-frequency = <50000000>;
partitions {
compatible = "fixed-partitions";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
partition@0 {
label = "u-boot";
reg = <0x000000 0x100000>;
read-only;
};
partition@100000 {
label = "dtb";
reg = <0x100000 0x10000>;
read-only;
};
partition@110000 {
label = "kernel";
reg = <0x110000 0x400000>;
read-only;
};
partition@510000 {
label = "rootfs";
reg = <0x510000 0xAF0000>;
};
};
};
};此处在dts中为mtd设备预先划分好了分区内容，内核将会自动解析
另一种通过bootargs传递给内核进行解析分区信息的方法，请参考 Lichee Zero spi-flash 启动
内核配置修改
勾选 File systems ‣ Miscellaneous filesystems ‣ Journalling Flash File System v2 (JFFS2) support
jffs2
修改源码下的 ./drivers/mtd/spi-nor.c
修改对应spi-flash；如 w25q128 :
{ "w25q128", INFO(0xef4018, 0, 64 * 1024, 256, SECT_4K) },
// 修改为 （不使用sector，使用块擦除）：
{ "w25q128", INFO(0xef4018, 0, 64 * 1024, 256, 0) },二进制bin 打包
以16M 大小flash镜像打包脚本为例：
dd if=/dev/zero of=flashimg.bin bs=1M count=16 &&\ dd if=$YOUR_UBOOT_FILE of=flashimg.bin bs=1K conv=notrunc &&\ dd if=$YOUR_DTB_FILE of=flashimg.bin bs=1K seek=1024 conv=notrunc &&\ dd if=$YOUR_KERNEL_FILE of=flashimg.bin bs=1K seek=1088 conv=notrunc &&\ mkdir rootfs tar -xzvf $YOUR_ROOTFS_FILE -C ./rootfs &&\ cp -r $YOUR_MOD_FILE rootfs/lib/modules/ &&\ # 为根文件系统制作jffs2镜像包 # --pad参数指定 jffs2大小 # 由此计算得到 0x1000000(16M)-0x10000(64K)-0x100000(1M)-0x400000(4M)=0xAF0000 mkfs.jffs2 -s 0x100 -e 0x10000 --pad=0xAF0000 -d rootfs/ -o jffs2.img &&\ dd if=jffs2.img of=$YOUR_IMG_FILE bs=1K seek=5184 conv=notrunc &&\
以上脚本通过对一个生成的16M空bin文件填充 uboot、dtb、kernel、rootfs 生成 16M 镜像，如需修改，请注意各个文件的大小，修改成对应地址（注意对齐）。
至此，SPI系统各部分已编译完成，通过sunxi-fel进行烧写即可；
bin 烧录
sudo sunxi-fel -p spiflash-write $YOUR_IMG_FILE
或请参考镜像包中的 write_flash.sh 烧录脚本；
启动后使用 账号：root 密码：licheepi 登录
1. 克隆uboot
git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git -b nano-v2018.01
2. 载入默认配置
如果需要生成在sdram里启动的uboot
make ARCH=arm licheepi_nano_defconfig
如果需要生成在spiflash里启动的uboot
make ARCH=arm licheepi_nano_spiflash_defconfig
3. 编译时可能遇到的问题以及解决办法
/bin/sh: 1: cc: not found
sudo apt install gcc
*** Configuration file “.config” not found!
请检查当前用户是否有当前文件夹的读写权限,然后再次载入默认配置.
/bin/sh: 1: python: not found
sudo apt install python
unable to execute ‘swig’: No such file or directory
error: command ‘swig’ failed with exit status 1
apt install swig
scripts/dtc/pylibfdt/libfdt_wrap.c:149:11: fatal error: Python.h: No such file or directory
apt install python-dev
/bin/sh: 1: bc: not found
apt install bc
3. 测试uboot
编译和使用sunxi-tools
1. 克隆sunxi-tools
git clone https://github.com/Icenowy/sunxi-tools.git -b f1c100s-spiflash
2. 编译sunxi-tools
安装sunxi-tools依赖库
sudo apt install libz libusb-1.0-0-dev
编译
make
安装
make install
3. 使用sunxi-tools
查看芯片信息
sudo sunxi-fel ver AWUSBFEX soc=00001663(F1C100s) 00000001 ver=0001 44 08 scratchpad=00007e00 00000000 00000000
列出所有芯片的信息
sudo sunxi-fel -l
加载并执行uboot的spl
sudo sunxi-fel spl 文件名
把文件内容写入内存指定地址(-p是显示写入进度) ``sudo sunxi-fel -p write 地址 文件名
调用指定地址的函数 sudo sunxi-fel exec 地址
显示spiflash的信息 sudo sunxi-fel spiflash-info
读取spiflash指定地址的数据并写入到文件 sudo sunxi-fel spiflash-read 地址 长度 存放数据的文件路径
写入指定文件的指定长度的内容到spiflash的指定地址 sudo sunxi-fel spiflash-write 地址 长度 存放数据的文件路径
