编译 Buildroot 固件

本章介绍 Buildroot 固件的编译使用。

准备工作

下载源码

下载 repo 工具:

mkdir linux
cd linux
git clone https://github.com/FireflyTeam/repo.git

下载 Linux-SDK:

  • 方法一

初始化 repo 仓库:

mkdir linux-sdk
cd linux-sdk
../repo/repo init --repo-url https://github.com/FireflyTeam/repo.git -u https://github.com/FireflyTeam/manifests.git -b linux-sdk -m px30/px30_linux_release.xml

同步源码:

../repo/repo sync -c

同步过程中,网络波动会导致下载速度过低中断同步,可以使用下面脚本同步代码:

#! /bin/bash

../repo/repo sync -c

while [ $? -ne 0 ]
do  
    ../repo/repo sync -c
done
  • 方法二(国内用户推荐使用)

考虑到国内用户使用 repo 从网络上下载全部代码会比较慢,官方提供了基础的源码包 Linux_SDK.7z

下载 Linux_SDK.7z

# 把压缩包放在上一步下载 repo 工具的目录下
7z x Linux_SDK.7z

# 更新代码
repo sync -c

Linux_SDK 目录介绍

目录:

├── linux_sdk
│   ├── app
│   ├── buildroot                                               # Buildroot 根文件系统的编译目录
│   ├── build.sh -> device/rockchip/common/build.sh             # 全自动编译脚本
│   ├── device                                                  # 编译相关配置文件
│   ├── distro                                                  # Debian 根文件系统生成目录
│   ├── docs                                                    # 文档
│   ├── envsetup.sh -> buildroot/build/envsetup.sh
│   ├── external
│   ├── kernel                                                  # 内核
│   ├── Makefile -> buildroot/build/Makefile
│   ├── mkfirmware.sh -> device/rockchip/common/mkfirmware.sh   # rockdev 目录链接更新脚本
│   ├── prebuilts
│   ├── rkbin
│   ├── rkflash.sh -> device/rockchip/common/rkflash.sh         # 烧写脚本
│   ├── rootfs                                                  # Debian 根文件系统编译目录
│   ├── tools                                                   # 烧写、打包工具
│   └── u-boot                                                  # u-boot

搭建 SDK 编译环境

安装 Buildroot 编译所需工具,确保工具都正确安装:

sudo apt-get install repo git-core gitk git-gui gcc-arm-linux-gnueabihf u-boot-tools device-tree-compiler \
gcc-aarch64-linux-gnu mtools parted libudev-dev libusb-1.0-0-dev python-linaro-image-tools \
linaro-image-tools autoconf autotools-dev libsigsegv2 m4 intltool libdrm-dev curl sed make \
binutils build-essential gcc g++ bash patch gzip bzip2 perl tar cpio python unzip rsync file bc wget \
libncurses5 libqt4-dev libglib2.0-dev libgtk2.0-dev libglade2-dev cvs git mercurial rsync openssh-client \
subversion asciidoc w3m dblatex graphviz python-matplotlib libc6:i386 libssl-dev texinfo \
liblz4-tool genext2fs lib32stdc++6

编译 SDK

编译前配置

选择开发板对应的配置文件。配置文件会链接到 device/rockchip/.BoardConfig.mk,查看该文件可确认当前所使用的配置文件:

./build.sh px30-buildroot.mk

# 文件路径在 `device/rockchip/px30/px30-buildroot.mk`

用户也可以通过参考该配置生成新的配置文件来适配自己所需要的固件。

重要配置介绍:(如果需要定制固件,可以修改下列配置信息)

# Uboot defconfig(uboot 配置文件)
export RK_UBOOT_DEFCONFIG=evb-px30

# Kernel defconfig(kernel 配置文件)
export RK_KERNEL_DEFCONFIG=px30_linux_defconfig

# Kernel dts(dts 文件)
export RK_KERNEL_DTS=px30-firefly-lvds

# Buildroot config(Buildroot 根文件系统配置文件)
export RK_CFG_BUILDROOT=rockchip_px30_64

# parameter for GPT table(分区信息,十分重要)
export RK_PARAMETER=parameter-ubuntu.txt

# packagefile for make update image(打包配置文件)
export RK_PACKAGE_FILE=px30-ubuntu-package-file

# rootfs image path(根文件系统镜像路径)
export RK_ROOTFS_IMG=buildroot/output/$RK_CFG_BUILDROOT/images/rootfs.$RK_ROOTFS_TYPE

全自动编译

在配置和搭建环境的工作都做好的前提下:

./build.sh

全自动编译会编译并打包固件,生成固件目录 rockdev/,同时会在 IMAGE/ 中备份。

部分编译

  • kernel

./build.sh kernel
  • u-boot

./build.sh uboot
  • recovery

recovery 分区可省略,若有需要,编译 recovery:

./build.sh recovery
  • rootfs

编译 Buildroot 根文件系统,将会在 buildroot/output 生成编译输出目录:

./build.sh buildroot

注意:确保作为普通用户编译 Buildroot 根文件系统,避免不必要的错误。编译过程中会自动下载所需软件包,请保持联网状态。

固件打包

同步更新各部分镜像

每次打包固件前先确保 rockdev/ 目录下文件链接正确:

ls -l

├── boot.img -> ~/linux/linux_sdk/kernel/boot.img
├── idbloader.img -> ~/linux/linux_sdk/u-boot/idbloader.img
├── MiniLoaderAll.bin -> ~/linux/linux_sdk/u-boot/px30_loader_v1.10.112.bin
├── misc.img -> ~/linux/linux_sdk/device/rockchip/rockimg/wipe_all-misc.img
├── oem.img
├── parameter.txt -> ~/linux/linux_sdk/device/rockchip/px30/parameter-ubuntu.txt
├── recovery.img -> ~/linux/linux_sdk/buildroot/output/rockchip_px30_recovery/images/recovery.img
├── rootfs.img -> ~/linux/linux_sdk/buildroot/output/rockchip_px30_64/images/rootfs.ext4
├── trust.img -> ~/linux/linux_sdk/u-boot/trust.img
├── uboot.img -> ~/linux/linux_sdk/u-boot/uboot.img
└── userdata.img

可以运行 ./mkfirmware.sh 更新链接:

./mkfirmware.sh

提示:若不是编译全部的分区镜像,在运行 ./mkfirmware 时,会遇到如下类似情况:

error: /home/xxx/linux/linux-sdk/buildroot/output/rockchip_px30_recovery/images/recovery.img not found!
# 表示 recovery 分区没有编译出镜像,其他的情况类似,如 oem.img、userdata.img
# 上文提到,这些属于可省略分区镜像,可以不用理会。

打包统一固件

注意:打包前请确认 tools/linux/Linux_Pack_Firmware/rockdev/package-file 是否正确。打包会根据此文件进行分区打包。此文件链接会在执行 ./build.sh px30-buildroot.mk 命令时更新,如果配置不对请再次执行该命令。

整合统一固件:

./build.sh updateimg

分区介绍

parameter

parameter.txt包含了固件的分区信息十分重要,你可以在 device/rockchip/px30 目录下找到一些 parameter.txt 文件,下面以 parameter-debian.txt 为例子做介绍:

FIRMWARE_VER: 8.1
MACHINE_MODEL: PX30
MACHINE_ID: 007
MANUFACTURER: PX30
MAGIC: 0x5041524B
ATAG: 0x00200800
MACHINE: px30
CHECK_MASK: 0x80
PWR_HLD: 0,0,A,0,1
TYPE: GPT
CMDLINE: mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00004000(uboot),0x00002000@0x00006000(trust),0x00002000@0x00008000(misc),0x00010000@0x0000a000(boot),0x00010000@0x0001a000(recovery),0x00010000@0x0002a000(backup),0x00020000@0x0003a000(oem),0x00700000@0x0005a000(rootfs),-@0x0075a000(userdata:grow)
uuid:rootfs=614e0000-0000-4b53-8000-1d28000054a9

CMDLINE 属性是我们关注的地方。以 uboot 为例 0x00002000@0x00004000(uboot)0x00004000 为uboot分区的起始位置 0x00002000 为分区的大小。后面的分区规则相同。用户可以根据自己需要增减或者修改分区信息,但是请最少保留 uboot,trust,boot,rootfs 分区,这是机器能正常启动的前提条件。parameter-ubuntu.txt 中使用的就是这样的最简分区方案。

分区介绍:

  • uboot 分区:烧写 uboot 编译出来的 uboot.img

  • trust 分区:烧写 uboot 编译出来的 trust.img

  • misc 分区:烧写 misc.img,开机检测进入 recovery 模式(可省略)

  • boot 分区:烧写 kernel 编译出来的 boot.img,包含 kernel 和设备树信息

  • recovery 分区:烧写 recovery.img(可省略)

  • backup 分区:预留,暂时没有用。后续跟 Android 一样作为 recovery 的 backup 使用(可省略)

  • oem 分区:给厂家使用,存放厂家的 app 或数据。只读。代替原来音箱的 data 分区。挂载在 /oem 目录(可省略)

  • rootfs 分区:存放 Buildroot 或者 Debian 编出来的 rootfs.img,只读

  • userdata 分区:存放 app 临时生成的文件或者是给最终用户使用。可读写,挂载在 /userdata 目录下(可省略)

package-file

此文件应当与 parameter 保持一致,用于固件打包。可以在 tools/linux/Linux_Pack_Firmware/rockdev 下找到相关文件。以 px30-ubuntu-package-file 为例介绍:

# NAME          Relative path
#
#HWDEF          HWDEF
package-file    package-file
bootloader      Image/MiniLoaderAll.bin
parameter       Image/parameter.txt
trust           Image/trust.img
uboot           Image/uboot.img
boot            Image/boot.img
rootfs:grow     Image/rootfs.img
backup          RESERVED

以上是 SDK 编译后生成的镜像文件。根据 parameter.txt 只打包自己用到的映像文件。

Buildroot 介绍

output 目录

Buildroot 编译输出结果保存在 output 目录,具体目录由配置文件决定,本例保存在 buildroot/output/rockchip_px30_64 目录,后续可以在该目录执行 make 编译根文件系统。

采用全自动编译方式时,默认会生成 buildroot/output/rockchip_px30_recovery 目录,这是 recovery.img 的编译输出目录。

子目录说明:

  • build/ 包含所有的源文件,包括 Buildroot 所需主机工具和选择的包,这个目录包含所有 模块源码。

  • host/ 主机端编译需要的工具包括交叉编译工具。

  • images/ 包含压缩好的根文件系统镜像文件。

  • staging/ 这个目录类似根文件系统的目录结构,包含编译生成的所有头文件和库,以及其他开发文件,不过他们没有裁剪,比较庞大,不适用于目标文件系统。

  • target/ 包含完整的根文件系统,对比 staging/,它没有开发文件,不包含头文件,二进制文件也经过 strip 处理。

自定义 Buildroot

下文将介绍一些自定义 Buildroot 的方法。

模块配置

默认编译好的根文件系统不一定满足我们的需求,我们可能需要增加一些第三方包,或者修改包的配置选项,Buildroot 支持图形化方式去做配置选择:

cd buildroot/output/rockchip_px30_64/

# 进入图形化配置界面,选择所需模块,保存退出
make menuconfig

# 保存到配置文件 'buildroot/configs/rockchip_px30_64_defconfig'
make savedefconfig

#编译 Buildroot 根文件系统
make

需要了解的是:

  • 进行编译时,Buildroot 根据配置,会自动从网络获取相关的软件包,包括一些第三方库,插件,实用工具等,放在 dl/ 目录。

  • 软件包会解压在 output/rockchip_px30_64/build/ 目录下,然后进行编译。

  • 如果要修改软件包的源码,可以通过打补丁的方式进行修改,补丁集中放在 package/ 目录,Buildroot 会在解压软件包时为其打上相应的补丁。

busybox 配置修改

busybox 用于管理系统的命令工具,可按如下方式修改:

cd buildroot/output/rockchip_px30_64/

# 进入图形化配置界面,选择所需工具,退出保存
make busybox-menuconfig

# 保存到配置文件 `board/rockchip/common/base/busybox.config`
make busybox-update-config

#编译 Buildroot 根文件系统
make

文件系统覆盖

文件系统覆盖是指在目标文件系统编译完成后将文件覆盖到文件系统目录。通过这种方式,我们可以简单的添加或修改一些文件:

  • 本例覆盖目录 buildroot/board/rockchip/px30/fs-overlay-64

  • 公有覆盖目录 buildroot/board/rockchip/common

例:buildroot/board/rockchip/px30/fs-overlay-64/usr/bin/rkbt 将覆盖文件系统的 /usr/bin/rkbt 文件。

Buildroot 官网

更加详细具体的开发技巧可到 Buildroot 官网学习。