从零开始为香橙派orangepi zero 3移植主线linux——1.uboot

从零开始为香橙派orangepi zero 3移植主线linux——1.uboot

0.前言

  之前买了块香橙派zero3，CPU是全志H618，四核cortex-A53，烧录了官方的ubuntu系统后就一直没有再玩过。最近一些其他的学习告一段落，就把这块板子拿出来倒腾倒腾，尝试移植主线linux，最好是能够在linux中把GPU也驱动起来。

一、环境搭建

  在此仅记录一些复杂或较常用的环境，其他的系统库依赖或交叉编译链等在此不再赘述。

NFS服务

ubuntu下安装：

sudoapt-getinstall nfs-kernel-server rpcbind

打开配置文件，并添加自己的NFS路径：

sudovim /etc/exports

追加内容：

<path_to _directory> *(rw,sync,no_root_squash)

重启NFS服务：

sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

TFTP服务

ubuntu下使用以下命令安装相关工具：

sudoapt-getinstall tftp-hpa tftpd-hpa
sudoapt-getinstall xinetd

创建tftpboot所使用的目录，并赋予权限：

mkdir<path_to _directory>chmod777<directory>

ubuntu下新建文件

/etc/xinetd.d/tftp

，并写入如下内容：

server tftp
{
    socket_type = dgram
    protocol = udp
    wait=yes
    user = root
    server = /usr/sbin/in.tftpd
    server_args =-s<path_to _directory>
    disable = no
    per_source =11
    cps =1002
    flags = IPv4
}

打开

/etc/default/tftpd-hpa

文件，将其修改为如下所示内容：

# /etc/default/tftpd-hpaTFTP_USERNAME="tftp"TFTP_DIRECTORY="<path_to _directory>"TFTP_ADDRESS=":69"TFTP_OPTIONS="-l -c -s"

最后重启tftp服务：

sudoservice tftpd-hpa restart

二、软硬件准备

需要准备的设备如下：

• PC：windows + ubuntu22.04（可用虚拟机）
• 香橙派zero3 + TF卡、读卡器

需要准备的软件环境：

• ubuntu中，编译uboot、kernel等需要的系统依赖库这里就不多赘述，编译过程如有报错可根据提示自行查找安装。
• 交叉编译链： 1.gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-aarch64-none-linux-gnu，用于编译tf-a、uboot、kernel等 下载地址：https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads/11-2-2022-02 2.or1k-linux-musl-cross，用于编译crust 下载地址：https://github.com/stffrdhrn/gcc/releases

软件源码：

• TF-A，arm可信固件 下载地址：https://github.com/ARM-software/arm-trusted-firmware
• crust，全志电源管理固件 下载地址：https://github.com/crust-firmware/crust
• uboot 下载地址：https://github.com/u-boot/u-boot
• linux kernel 下载地址：https://github.com/torvalds/linux
• buildroot 下载地址：https://github.com/buildroot/buildroot

在ubuntu中创建两个目录，一个用于存放编译工具链，另一个用于存放相关源码。nfs目录为虚拟网络文件系统，后续可以使用tftp更加方便的验证一些系统功能。

三、制作引导文件

参考文章：uboot源码中的 README.sunxi64

1.BL31

  BL31为Arm可信固件的编译产物，用于对uboot、 kernel进行校验和鉴权，相关原理部分可以参考一些开源教程中的描述。
  在

arm-trusted-firmware

源码的

plat\allwinner

目录中，存放了全志相关soc的可信固件校验源码，有兴趣的可以深入研究。

在源码目录下，使用以下命令：

exportPATH=$PATH:<path_to_toolchain>/aarch64-none-linux-gnu/bin
exportCROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu-
makePLAT=sun50i_h616 DEBUG=1 bl31

这里的PLAT即为plat目录下所声明的那些类型，选择与自己的板型相近的配置即可，如果没有就使用common类型。全志H618可以理解为H616的超频版，或者使用H6也没有问题。
编译完成后，生成的

BL31.bin

存放在源码目录的

build\<plat>\debug\

目录下。

2.SCP firmware (Crust)

  crust固件为全志系列SoC的电源管理，如果没有板载PMIC电源管理芯片，则用来控制系统的poweroff和reboot命令。此固件通常运行在AR100微控制器上，所以需要的交叉编译链与其他不同。
在configs目录下存放了相关板卡所需的配置文件：

在crust源码下，使用以下命令进行编译：

exportPATH=$PATH:<path_to_toolchain>/or1k-linux-musl/bin
exportCROSS_COMPILE=or1k-linux-musl-
make orangepi_3_defconfig &&make-j5scp

如果没有自己的板卡所对应的配置文件，就选择与相近的即可。例如orangepi 3和orangepi zero 3都是H6系列的芯片。编译结果存放在

build\scp\scp.bin

。

3.uboot

由于暂时不对uboot下的相关配置文件进行修改，所以这里直接尝试编译。
使用的配置文件为

configs\orangepi_zero3_defconfig

，对应的设备树文件为

arch\arm\dts\sun50i-h618-orangepi-zero3.dts

。使用一下命令进行编译：

# 声明BL31文件路径exportBL31=<path_to_tfa>/arm-trusted-firmware/build/sun50i_h616/debug/bl31.bin
# 声明SCP文件路径exportSCP=<path_to_crust>/crust/build/scp/scp.bin
exportPATH=$PATH:<path_to_toolchain>/aarch64-none-linux-gnu/bin

makeARCH=arm CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- orangepi_zero3_defconfig
makeARCH=arm CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- menuconfig
makeARCH=arm CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- -j20

注：官方文档中有说明，如果不想使用crust的电源管理功能，可以使用

export SCP=/dev/null

命令进行代替。
编译结果为存放在uboot源码根目录下的

u-boot-sunxi-with-spl.bin

文件。

四、烧录

首先使用读卡器将TF卡接到PC设备上，并进行格式化。然后接入ubuntu设备，进行分区。
刚介入ubuntu中，应该是下面这种情况：

会默认存在一个分区，这应该是windows格式化出来的。使用fdisk工具进行分区：

sudofdisk /dev/sdb 

欢迎使用 fdisk(util-linux 2.31.1)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

命令(输入 m 获取帮助)： d            //删除windows中创建的一个分区
已选择分区 1
分区 1 已删除。

命令(输入 m 获取帮助)： n            //创建新分区
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)： 

将使用默认回应 p。
分区号 (1-4, 默认  1):                          //使用默认
第一个扇区 (2048-7761886, 默认 2048):         //使用默认
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P}(2048-7761886, 默认 7761886): +200M  //第一个分区为200M大小

创建了一个新分区 1，类型为“Linux”，大小为 200 MiB。

命令(输入 m 获取帮助)： n
分区类型
   p   主分区 (1个主分区，0个扩展分区，3空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)： 

将使用默认回应 p。
分区号 (2-4, 默认  2):                         //使用默认
第一个扇区 (411648-7761886, 默认 411648):     //使用默认
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P}(411648-7761886, 默认 7761886):   //直接回车

创建了一个新分区 2，类型为“Linux”，大小为 3.5 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)： w            //保存
分区表已调整。
将调用 ioctl() 来重新读分区表。
正在同步磁盘。

然后对创建的分区进行格式化：

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

格式化完成后应该是以下结果：

之后就可以按照uboot源码中的README文档所述指令进行烧录：

sudoddif=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024seek=8sync

五、运行

将TF卡插入开发板，并连接串口和电源，串口提示如下：

从uboot和BL31的编译时间来看，应该是成功加载了，不过比较奇怪的是为什么uboot会加载两遍，而且从打印信息来看，貌似有一些功能没有正常启动，CPU的识别也有点问题，还有待继续研究。