构建 SyterKit 作为 Bootloader

SyterKit 是一个纯裸机框架，用于 TinyVision 或者其他 v851se/v851s/v851s3/v853 等芯片的开发板，SyterKit 使用 CMake 作为构建系统构建，支持多种应用与多种外设驱动。同时 SyterKit 也具有启动引导的功能，可以替代 U-Boot 实现快速启动

获取 SyterKit 源码

SyterKit 源码位于GitHub，可以前往下载。

git clone https://github.com/YuzukiHD/SyterKit.git

从零构建 SyterKit

构建 SyterKit 非常简单，只需要在 Linux 操作系统中安装配置环境即可编译。SyterKit 需要的软件包有：

  • gcc-arm-none-eabi
  • CMake

对于常用的 Ubuntu 系统，可以通过如下命令安装

sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi cmake build-essential -y

然后新建一个文件夹存放编译的输出文件，并且进入这个文件夹

mkdir build
cd build

然后运行命令编译 SyterKit

cmake ..
make

f6cd8396-6b9e-4171-a32f-b6e908fa1fb9-image.png

编译后的可执行文件位于 build/app 中，这里包括 SyterKit 的多种APP可供使用。

ecd7330e-1281-4296-9de7-0433e12fef2f-image.png

这里我们使用的是 syter_boot 作为启动引导。进入 syter_boot 文件夹，可以看到这些文件

d631adb8-9d69-4f38-99f4-f080a3d04cc4-image.png

由于 TinyVision 是 TF 卡启动，所以我们需要用到 syter_boot_bin_card.bin

0bee1188-3372-4a0a-94c3-5ae19322eab3-image.png

编译 Linux-6.1 内核

由于 Debian 12 配套的内核是 Linux 6.1 LTS，所以这里我们选择构建 Linux 6.1 版本内核。

搭建编译环境

安装一些必要的安装包

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y gcc-arm-none-eabi gcc-arm-linux-gnueabihf g++-arm-linux-gnueabihf build-essential libncurses5-dev zlib1g-dev gawk flex bison quilt libssl-dev xsltproc libxml-parser-perl mercurial bzr ecj cvs unzip lsof

获取内核源码

内核源码托管在 Github 上，可以直接获取到，这里使用 --depth=1 指定 git 深度为 1 加速下载。

git clone http://github.com/YuzukiHD/TinyVision --depth=1

然后进入内核文件夹

cd kernel/linux-6.1

配置内核选项

应用 defconfig

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

进入 menuconfig 配置选项

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

进入 General Setup ->，选中 Control Group Support

image-20231221104449523

image-20231221122711591

前往 File Systems 找到 FUSE (Filesystem in Userspace) support

image-20231221104607368

前往 File Systems 找到 Inotify support for userspace

image-20231221122848948

编译内核

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

使用 debootstrap 构建 debian rootfs

准备环境，依赖

下载安装依赖环境

sudo apt install debootstrap qemu qemu-user-static qemu-system qemu-utils qemu-system-misc binfmt-support dpkg-cross debian-ports-archive-keyring --no-install-recommends

生成目标镜像，配置环境，这里我们生成一个 1024M 的镜像文件用于存放 rootfs

dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=1024
mkdir rootfs
mkfs.ext4 rootfs.img
sudo mount rootfs.img rootfs

开始构建基础 rootfs

这里我们选择最新的 debian12 (bookwarm) 作为目标镜像，使用清华源来构建，输出到目标目录 rootfs_data 文件夹中。新版本的 debootstrap 只需要运行一次即可完成两次 stage 的操作，相较于老版本方便许多。

sudo debootstrap --arch=armhf bookworm rootfs_data https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/

image-20231221093653561

看到 I: Base system installed successfully. 就是构建完成了

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等待构建完成后，使用chroot进入到目录，这里编写一个挂载脚本方便挂载使用，新建文件 ch-mount.sh 并写入以下内容：

#!/bin/bash

function mnt() {
    echo "MOUNTING"
    sudo mount -t proc /proc ${2}proc
    sudo mount -t sysfs /sys ${2}sys
    sudo mount -o bind /dev ${2}dev
    sudo mount -o bind /dev/pts ${2}dev/pts		
    sudo chroot ${2}
}

function umnt() {
    echo "UNMOUNTING"
    sudo umount ${2}proc
    sudo umount ${2}sys
    sudo umount ${2}dev/pts
    sudo umount ${2}dev

}

if [ "$1" == "-m" ] && [ -n "$2" ] ;
then
    mnt $1 $2
elif [ "$1" == "-u" ] && [ -n "$2" ];
then
    umnt $1 $2
else
    echo ""
    echo "Either 1'st, 2'nd or both parameters were missing"
    echo ""
    echo "1'st parameter can be one of these: -m(mount) OR -u(umount)"
    echo "2'nd parameter is the full path of rootfs directory(with trailing '/')"
    echo ""
    echo "For example: ch-mount -m /media/sdcard/"
    echo ""
    echo 1st parameter : ${1}
    echo 2nd parameter : ${2}
fi

然后赋予脚本执行的权限

chmod 777 ch-mount.sh
  • 使用 ./ch-mount.sh -m rootfs_data 挂载
  • 使用 ./ch-mount.sh -u rootfs_data 卸载

执行挂载，可以看到进入了 debian 的 rootfs

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配置系统字符集，选择 en_US 作为默认字符集

export LC_ALL=en_US.UTF-8
apt-get install locales
dpkg-reconfigure locales

选择一个就可以

image-20231221095332517

直接 OK 下一步

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安装 Linux 基础工具

apt install sudo ssh openssh-server net-tools ethtool wireless-tools network-manager iputils-ping rsyslog alsa-utils bash-completion gnupg busybox kmod wget git curl --no-install-recommends

安装编译工具

apt install build-essential

安装 Linux nerd 工具

apt install vim nano neofetch

设置本机入口 ip 地址

cat <<EOF > /etc/hosts
127.0.0.1       localhost
127.0.1.1       $HOST
::1             localhost ip6-localhost ip6-loopback
ff02::1         ip6-allnodes
ff02::2         ip6-allrouters
EOF

配置网卡

mkdir -p /etc/network
cat >/etc/network/interfaces <<EOF
auto lo
iface lo inet loopback

auto eth0
iface eth0 inet dhcp
EOF

配置 DNS 地址

cat >/etc/resolv.conf <<EOF
nameserver 1.1.1.1
nameserver 8.8.8.8
EOF

配置分区

cat >/etc/fstab <<EOF
#<file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
/dev/mmcblk0p1  /boot   vfat    defaults                0       0
/dev/mmcblk0p2  /       ext4    defaults,noatime        0       1
EOF

配置 root 密码

passwd

配置主机名

echo TinyVision > /etc/hostname

退出 chroot

exit

取消挂载 chroot

./ch-mount.sh -u rootfs_data/

拷贝 rootfs 到镜像中

sudo cp -raf rootfs_data/* rootfs

取消挂载

sudo umount rootfs

至此 debian rootfs 就制作好了。

打包固件

编译完成 bootloader，内核，rootfs 后，还需要打包固件成为可以 dd 写入的固件，这里我们使用 genimage 工具来生成构建。

生成刷机镜像

编译内核后，可以在文件夹 arch/arm/boot/dts/allwinner 生成sun8i-v851se-tinyvision.dtb ，在文件夹arch/arm/boot 生成 zImage ，把他们拷贝出来。

33140ec9-fd56-4cef-9250-ffa210b74178.png

然后将 sun8i-v851se-tinyvision.dtb 改名为 sunxi.dtb ，这个设备树名称是定义在 SyterKit 源码中的，如果之前修改了 SyterKit 的源码需要修改到对应的名称，SyterKit 会去读取这个设备树。

然后编写一个 config.txt 作为配置文件

[configs]
bootargs=root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk=sunxi-uart,0x02500000 loglevel=2 initcall_debug=0 rootwait console=ttyS0 init=/sbin/init
mac_addr=4a:13:e4:f9:79:75
bootdelay=3

安装 GENIMAGE

这里我们使用 genimage 作为打包工具

sudo apt-get install libconfuse-dev #安装genimage依赖库
sudo apt-get install genext2fs      # 制作镜像时genimage将会用到
git clone https://github.com/pengutronix/genimage.git
cd genimage
./autogen.sh                        # 配置生成configure
./configure                         # 配置生成makefile
make
sudo make install

编译后运行试一试，这里正常

8dd643b9-5f40-4b9e-a355-457fd80d8c5b.png

使用 GENIMAGE 打包固件

编写 genimage.cfg 作为打包的配置

image boot.vfat {
	vfat {
		files = {
			"zImage",
			"sunxi.dtb",
			"config.txt"
		}
	}
	size = 32M
}

image sdcard.img {
	hdimage {}

	partition boot0 {
		in-partition-table = "no"
		image = "syter_boot_bin_card.bin"
		offset = 8K
	}

	partition boot0-gpt {
		in-partition-table = "no"
		image = "syter_boot_bin_card.bin"
		offset = 128K
	}

	partition kernel {
		partition-type = 0xC
		bootable = "true"
		image = "boot.vfat"
	}
	
	partition rootfs {
		partition-type = 0x83
		bootable = "true"
		image = "rootfs.img"
	}
}

由于genimage的脚本比较复杂，所以编写一个 genimage.sh 作为简易使用的工具

#!/usr/bin/env bash

die() {
  cat <<EOF >&2
Error: $@

Usage: ${0} -c GENIMAGE_CONFIG_FILE
EOF
  exit 1
}

# Parse arguments and put into argument list of the script
opts="$(getopt -n "${0##*/}" -o c: -- "$@")" || exit $?
eval set -- "$opts"

GENIMAGE_TMP="${BUILD_DIR}/genimage.tmp"

while true ; do
	case "$1" in
	-c)
	  GENIMAGE_CFG="${2}";
	  shift 2 ;;
	--) # Discard all non-option parameters
	  shift 1;
	  break ;;
	*)
	  die "unknown option '${1}'" ;;
	esac
done

[ -n "${GENIMAGE_CFG}" ] || die "Missing argument"

# Pass an empty rootpath. genimage makes a full copy of the given rootpath to
# ${GENIMAGE_TMP}/root so passing TARGET_DIR would be a waste of time and disk
# space. We don't rely on genimage to build the rootfs image, just to insert a
# pre-built one in the disk image.

trap 'rm -rf "${ROOTPATH_TMP}"' EXIT
ROOTPATH_TMP="$(mktemp -d)"
GENIMAGE_TMP="$(mktemp -d)"
rm -rf "${GENIMAGE_TMP}"

genimage \
	--rootpath "${ROOTPATH_TMP}"     \
	--tmppath "${GENIMAGE_TMP}"    \
	--inputpath "${BINARIES_DIR}"  \
	--outputpath "${BINARIES_DIR}" \
	--config "${GENIMAGE_CFG}"

准备完成，文件如下所示

8986491d-003b-479e-9ef0-01f3c93ca43c.png

运行命令进行打包

chmod 777 genimage.sh
./genimage.sh -c genimage.cfg

1ad6cdd4-59b6-4089-a5f4-2aac0e3538ef.png

打包完成，可以找到 sdcard.img

使用软件烧录固件到TF卡上

d06e037d-102f-46cc-80c1-49b47f72b8b1.png