基于Licheepi 4a开发板构建自己的Linux操作系统

最新推荐文章于 2025-11-24 15:20:11 发布

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#linux #运维 #服务器

1 文档介绍

本文档的主要内容为基于Licheepi 4a开发板，描述一种从“零”开始构建自己的操作系统并烧录到开发板上使用的流程与方法。
什么是Licheepi 4a开发板？
LicheePi 4A 是基于 Lichee Module 4A 核心板的高性能 RISC-V Linux 开发板，以 TH1520 为主控核心（4xC910@1.85G， RV64GCV，4TOPS@int8 NPU， 50GFLOP GPU）。LicheePi 4A 可以用作典型的 RISC-V 验证平台，其强大的性能可以较快速地实现本地编译，而无需使用 QEMU 进行编译。（更多详情请参考官网资料：https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/lichee/th1520/lpi4a/1_intro.html）

2 系统镜像的构建

为了让自己构建的操作系统可以在开发板上运行，自构建操作系统的表现形式应该为一组可烧录到开发板的镜像文件。根据本文档所选择的硬件环境以及烧录工具，烧录镜像集主要包括以下三类：

U-Boot镜像：包括了U-Boot引导加载程序，烧录到对应的存储分区；
Boot镜像：主要包含了Linux内核镜像、设备树文件、临时根文件系统；
rootfs镜像：主要包含了用户空间根文件系统内容；

3 构建环境搭建

我所用的构建整个OS镜像所在的环境为x86架构下的Ubuntu24.04的虚拟机环境。在进行真正的构建流程前，需要先在此构建环境下安装一些必要的软件来支持构建工作，大部分软件通过如下命令就可安装：

apt updateapt install parted zstd make bison bc flex kpartx \ xz-utils qemu-user-static libssl-dev \ gcc-riscv64-linux-gnu dnf rpm

4 内核相关镜像构建

本章节的主要内容为从内核源码编译构建出内核相关文件与镜像的操作说明，因内核负责管理硬件资源并提供对底层硬件的抽象，所以它是对CPU架构最敏感的软件之一，内核特定架构的适配是整个操作系统适配的最重要事项。

从内核源码输出的相关文件主要有：

内核镜像（Kernel Image）
DTB文件（Device Tree Blob）
内核模块（module）

4.1 Kernel镜像

Linux内核是操作系统的核心部分，它负责管理硬件资源并提供对底层硬件的抽象层，使得应用程序可以无需关心具体的硬件细节就能运行。

内核镜像（Kernel Image）指的是编译后的Linux内核输出文件，通常是一个可以直接加载到计算机内存并执行的二进制文件。

基于RISC-V开发板的内核镜像的构建流程如下：

内核配置文件
在当前的开发板系统上，内核配置文件保存在/proc/config.gz中。把它解压提取出来，即可用作编译内核时的编译配置文件。
内核源码
此开发板芯片的生产商（THEAD）提供了主机的基于此c910芯片的OS系统（revyos）并把相关库开源，其中就包括了内核源码库（https:// http://github.com/revyos/th1520-linux-kernel/）。选择其中的”6.6.73”分支作为内核源码。
内核编译

把上文中所述的配置文件放入到内核源码目录，并重命名为”.config”（更规范的做法应该是把此配置文件放入arch/riscv/configs目录下，并重命名为一个唯一性名称，然后通过make命令选择该配置文件）。然后执行make编译命令，示范命令如下：

make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-linux-gnu- -j$(nproc)

make编译时会出现配置手动设置提示，一路回车即可。最后编译出的镜像在arch/riscv/boot/Image。

4.2 DTB镜像

DTB文件(Device Tree Blob)：在嵌入式系统中，尤其是那些支持多种硬件配置的系统中，设备树（Device Tree）是一种描述硬件的数据结构。DTB文件是编译后的设备树，它告诉内核有关连接到系统的硬件的信息，而不需要为每种硬件配置单独编译内核。这样做的好处是可以简化内核的编译过程，并且可以在不重新编译内核的情况下更新硬件信息。