编译和烧录SPI-NOR-Flash的V3s核心板(3)：rootfs

制作根文件系统 rootfs

获取buildroot

我使用了buildroot-2022.11最终版本，文件地址是

http://buildroot.uclibc.org/downloads/buildroot-2022.11.tar.xz

下载后解压到 .../v3s/buildroot 目录下。

配置buildroot

cd .../v3s/buildroot
make licheepi_zero_defconfig
make menuconfig

开始配置buildroot。

Target options

设置好的Target options如下截图。

 Toolchain

配置好的Toolchain选项如下图所示。我使用外部编译工具的配置，请注意External toolchain gcc version为6.x，External toolchain kernel headers series 是 4.6.x。

使用如下方法获得External toolchain kernel headers series的值。

cat /opt/gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include/linux/version.h
#define LINUX_VERSION_CODE 263680
#define KERNEL_VERSION(a,b,c) (((a) << 16) + ((b) << 8) + (c))

看到 LINUX_VERSION_CODE 的值为263680，等于十六进制数 0x040600，可得到其点分割格式的值为 4.6.0。

C library 仍然选用 glibc，使用uclibc可减小根文件系统的尺寸，但必须自行编译uclibc，我就没有再去折腾。

必须选中 Toolchain has C++ support。

 Build options

配置好的 Build options 如下图。请注意三点：

1. Location to save buildroot_config 我使用了绝对路径，这样保险一些。
2. 选中 [*] strip target binaries，以减小rootfs的尺寸。
3. gcc optimization level 使用 optimize for size，理由同上。

其它的选项没有做修改。

 System configuration

配置好的 System configuration 选项如下图所示。

1. System hostname，为主机起一个名字，运行时可用 hostname 命令显示出来。
2. Init system 使用 Busybox
3. 选中 [*] Enable root login with password，然后为root设置一个密码
4. busybox‘ default shell 使用 /bin/sh，如果没有特别需求，也可以选择 bash
5. 选中 [*] Purge unwanted locales
6. 选中 [*] Install timezone info，设置 default local time为 Aisa/Shanghai

 Kernel清空，Bootloaders清空

已经单独编译了u-boot和linux kernel，就不需要 buildroot 再次编译内核和bootloader了。

Target packages

考虑到应用的需要，这里只列出我所需要的选项，其余我都清空了。

1. Libraries -> Compression and decompression 选中 zlib support。
2. Libraries -> Crypto，选中 openssl support。
3. Libraries -> Database，选中 sqlite。
4. Networking applications，选中 dropbear，选择 client program， optimize for size
5. Networking applications，选中 ifupdown scripts
6. Networking applications，选中 ntp，选择 ntpdate 即可

Filesystem images

选择 ext2/3/4 root filesystem 和 tar the root filesystem。

配置Busybox

使用

sudo make busybox-menuconfig

配置busybox。之所以使用sudo是因为在我的开发环境中，没有sudo的话会出错。

使用默认配置可以满足绝大多数情况的需要。

保存退出 busybox-menuconfig 以后，要执行如下指令，使之生效。

sudo make busybox-menuconfig
sudo make busybox-update-config

编译

make -j16
# or use
# sudo make -j16

我使用了sudo。

期间需要下载应用软件包，如果下载失败，可以使用迅雷等软件将下载链接的文件事先下载好，拷贝到.../v3s/buildroot/dl 目录下，然后继续 make，buildroot 会自动识别。

编译完成后，在 .../v3s/buildroot/output/images 目录下生成三个文件：rootfs.ext2，rootrs.ext4和rootfs.tar，其中rootfs.tar就是我们所需要的。

制作flashimg.bin

为了方便，创建了一个新的文件夹 .../v3s/target，将所需文件全部都拷贝到这个文件夹中，文件列表如下：

• u-boot-sunxi-with-spl.bin，编译好的 u-boot 可执行映像
• sun8i-v3s-licheepi-zero.dtb 和 sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb，编译好的设备树
• zImage，编译好的 linux 内核
• rootfs.tar，编译好的根文件系统压缩包

我又编写了一个mkimg脚本，内容如下。

#!/bin/bash

if [ ! -e rootfs.tar ]; then
    echo "Need rootfs.tar"
    exit -1
fi

echo "Extracting rootfs..."
if [ ! -d rootfs ]; then
    mkdir rootfs
fi

cd rootfs; rm -rf *; tar -xvf ../rootfs.tar > /dev/null 2>&1; cd ..

echo "Preparing customer-tailored scripts..."
cp template/etc/network/interfaces rootfs/etc/network/interfaces
rm -f rootfs/etc/resolv.conf
cp template/etc/resolv.conf rootfs/etc/resolv.conf
cp template/etc/profile.d/dir.sh rootfs/etc/profile.d/dir.sh

rm -f rootfs/etc/localtime
cp template/etc/localtime rootfs/etc/localtime

echo "Making jffs..."
mkfs.jffs2 -s 0x100 -e 0x10000 -p 0x1AF0000 -d rootfs/ -o jffs2.img

echo "Making flash image..."
dd if=/dev/zero                        of=flashimg.bin bs=1M count=32
dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin        of=flashimg.bin bs=1K conv=notrunc
dd if=sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb of=flashimg.bin bs=1K seek=1024 conv=notrunc
dd if=zImage                           of=flashimg.bin bs=1K seek=1088 conv=notrunc
dd if=jffs2.img                        of=flashimg.bin bs=1K seek=5184 conv=notrunc

echo "Transtoring images..."
cp flashimg.bin $TFTP_ROOT/.
scp flashimg.bin fileserver:~/../smbshare/Buffer/flashimg.0531.bin

echo "[Done]"

exit 0

脚本的最后一段是将 flashimg.bin 文件拷贝到了 TFTP 服务器中以备下载使用。

烧录

将核心板的 uart0 和上位机连接好，在上位机打开 secureCRT 窗口，然后将核心板上电，当出现进入 u-boot 提示时，打回车键，进入到 u-boot，然后使用如下命令将 flashimg.bin 烧录到 Flash 中。

setenv serverip 192.168.0.104
setenv ipaddr 192.168.0.101
tftp 0x41800000 flashimg.bin
sf probe 0
sf update 0x41800000 0 0x2000000

setenv bootargs console=ttyS0,115200 earlyprintk panic=5 rootwait mtdparts=spi0.0:1M(uboot)ro,64k(dtb)ro,5M(kernel)ro,-(rootfs) root=31:03 rw rootfstype=jffs2

setenv bootcmd=sf probe 0; sf read 0x41800000 0x100000 0x10000; sf read 0x41000000 0x110000 0x500000; bootz 0x41000000 - 0x41800000

我这里使用的 ip 地址段是 192.168.0.x，根据网络环境分配具体的 ip 地址。

待上述命令全部正确执行后，打入 boot 命令，一切顺利的话，就可以正常启动了。

总结

为了正确地驱动超过 16MB 的 SPI-NOR flash，使用 SPI-NOR flash 启动V3s核心板，需注意以下的要点：

1. 事先做好 flash 的分区，按照分区计算好 u-boot 的 bootargs 和 bootcmd.
2. 修改 ./u-boot/arch/arm/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero.dts 和 ./u-boot/arch/arm/dts/sun8i-v3s.dts 设置好 spi，emac 节点以使 u-boot 支持 SPI Flash 和 网络。
3. 修改 linux kernel 的设备树，增加所使用的 flash 型号。
4. linux-4.13.y 编译后的尺寸小于4M，linux-5.2.y 的尺寸大于4M