2. 编译 Linux5.10 固件

2.1. 编译环境搭建

本章介绍 Linux SDK 的编译环境搭建

注意:

(1)推荐在 X86_64 Ubuntu 18.04 系统环境下进行开发,若使用其它系统版本,可能需要对编译环境做相应调整。

(2)使用普通用户进行编译,不要使用 root 用户权限进行编译。

2.1.1. 获取 SDK

首先准备一个空文件夹用于存放 SDK,建议在 home 目录下,本文以~/proj为例

不要在虚拟机共享文件夹以及非英文目录存放、解压SDK,避免产生不必要的错误

获取 SDK 需要先安装:

sudo apt update
sudo apt install -y repo git python
  • 方法一(推荐)

由于 Firefly_Linux_SDK 源码包比较大,部分用户电脑不支持4G以上文件或单个文件网络传输较慢, 所以我们采用分卷压缩的方法来打包 SDK。用户可以通过如下方式获取 Firefly_Linux_SDK 源码包:rk356x_linux5.10_release_20231027_v1.2.1b

下载完成后,提取 SDK:

# 给脚本添加执行权限
cd /path/to/rk356x_linux5.10_release_20231027_v1.2.1b
chmod +x ./sdk_tools.sh

# 创建 SDK 目录
mkdir -p ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10

# 校验并解压
./sdk_tools.sh --unpack -C ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10

# 还原工作目录
./sdk_tools.sh --sync -C ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10
  • 方法二

通过 repo 拉取代码,此方法对网络要求较高,有条件可以使用

可选择获取完整 SDK 或者 BSP:

# 创建 SDK 目录
mkdir ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10
cd ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10

## 完整 SDK
repo init --no-clone-bundle --repo-url https://gitlab.com/firefly-linux/git-repo.git --no-repo-verify -u https://gitlab.com/firefly-linux/manifests.git -b master -m rk356x_linux5.10_release.xml

## BSP ( 只包含基础仓库和编译工具 )
## BSP 包括 device/rockchip 、docs 、 kernel 、 u-boot 、 rkbin 、 tools 和交叉编译链
repo init --no-clone-bundle --repo-url https://gitlab.com/firefly-linux/git-repo.git --no-repo-verify -u https://gitlab.com/firefly-linux/manifests.git -b master -m rk356x_linux5.10_bsp_release.xml

2.1.2. 同步代码

执行如下命令同步代码:

# 进入 SDK 根目录
cd ~/proj/rk356x_sdk-linux5.10

# 同步
.repo/repo/repo sync -c --no-tags
.repo/repo/repo start firefly --all

后续可以使用以下命令更新 SDK:

.repo/repo/repo sync -c --no-tags

因为网络环境等原因,.repo/repo/repo sync -c --no-tags 命令更新代码可能会失败,可多次反复执行。

2.1.3. 目录结构

.
├── app
├── buildroot														# Buildroot 根文件系统编译目录
├── build.sh -> device/rockchip/common/build.sh					# 编译脚本
├── device															# 编译相关配置文件
├── docs															# 文档
├── envsetup.sh -> buildroot/build/envsetup.sh
├── external
├── kernel															# Kernel
├── Makefile -> device/rockchip/common/Makefile
├── prebuilts														# 交叉编译工具链
├── rkbin
├── tools															# 工具目录
└── u-boot															# U-Boot

2.1.4. 安装依赖

  • 方法一:

在 PC 中自行安装环境:

sudo apt-get install repo git ssh make gcc libssl-dev liblz4-tool \
expect g++ patchelf chrpath gawk texinfo chrpath diffstat binfmt-support \
qemu-user-static live-build bison flex fakeroot cmake \
unzip device-tree-compiler python-pip ncurses-dev python-pyelftools
  • 方法二:使用 Docker

使用 dockerfile 创建容器,在容器中进行编译,完美解决编译环境问题,并且与主机环境隔离,互不影响。

首先在主机中安装 docker,请参考:安装教程

创建一个目录作为 docker 工作目录,例如~/docker/,在其中创建文件dockerfile,内容如下:

FROM ubuntu:18.04
MAINTAINER firefly "service@t-firefly.com"

ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

RUN cp -a /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
RUN sed -i 's@http://.*ubuntu.com@http://repo.huaweicloud.com@g' /etc/apt/sources.list

RUN apt update

RUN apt install -y build-essential crossbuild-essential-arm64 \
	bash-completion vim sudo locales time rsync bc python

RUN apt install -y repo git ssh libssl-dev liblz4-tool lib32stdc++6 \
	expect patchelf chrpath gawk texinfo diffstat binfmt-support \
	qemu-user-static live-build bison flex fakeroot cmake \
	unzip device-tree-compiler python-pip ncurses-dev python-pyelftools \
	subversion asciidoc w3m dblatex graphviz python-matplotlib cpio \
	libparse-yapp-perl default-jre patchutils swig expect-dev u-boot-tools

RUN apt update && apt install -y -f

# language support
RUN locale-gen en_US.UTF-8
ENV LANG en_US.UTF-8

# switch to a no-root user
RUN useradd -c 'firefly user' -m -d /home/firefly -s /bin/bash firefly
RUN sed -i -e '/\%sudo/ c \%sudo ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL' /etc/sudoers
RUN usermod -a -G sudo firefly

USER firefly
WORKDIR /home/firefly

创建镜像

cd ~/docker
docker build -t sdkcompiler .
# sdkcompiler 是镜像名称,可随意更改,注意命令最后有一个‘.’
# 此过程需要一段时间,请耐心等待

镜像创建完毕后,创建容器并启动

# 此处将主机内 SDK 所在文件夹挂载到容器内,这样容器内就能访问主机中的 SDK 了
# source= 填 SDK 所在目录;target= 填容器内的一个目录,必须是空目录
# ubuntu18 是容器名,firefly 是容器 hostname,均可随意更改
# sdkcompiler 是上一步的镜像名
docker run --privileged --mount type=bind,source=/home/fierfly/proj,target=/home/firefly/proj --name="ubuntu18" -h firefly -it sdkcompiler

现在就可以在容器中进行 SDK 的编译了。

退出容器、重启容器的方法:

# 在容器内输入 exit 即可退出

# 查看所有容器(包括已退出的)
docker ps -a

# 重启一个退出的容器并连接
docker start ubuntu18 # 容器名
docker attach ubuntu18

2.2. 编译 Ubuntu 固件

本章介绍 Ubuntu 固件的编译流程,推荐在 Ubuntu 18.04 系统环境下进行开发,若使用其它系统版本,可能需要对编译环境做相应调整。

2.2.2. 编译 SDK

2.2.2.1. 编译前配置

不同板型的配置文件存放在device/rockchip/rk3566_rk3568/目录下

回到 SDK 根目录执行build.sh选择配置文件:

./build.sh firefly_rk3568_aio-3568j_ubuntu_defconfig

配置文件会链接到 output/defconfig,检查该文件可以验证是否配置成功。

相关配置介绍:

# 预编译的文件系统位置
PREBUILT_ROOTFS_IMG="prebuilt_rootfs/rk356x_ubuntu_rootfs.img"
# 蓝牙用到的 UART
RK_WIFIBT_TTY="ttyS8"
# 内核配置文件
RK_KERNEL_CFG="firefly_linux_defconfig"
# 设备树名称
RK_KERNEL_DTS_NAME="firefly-rk3568-aioj"
# ramdisk 镜像
RK_RAMDISK_IMG="ramdisk.img"
# boot 分区镜像的 Image tree source
RK_BOOT_FIT_ITS="bootramdisk.its"
# 预编译的 recovery 镜像
RK_RECOVERY_RAMDISK="rk356x-recovery-arm64.cpio.gz"
# 分区表
RK_PARAMETER="parameter-ubuntu-fit.txt"
# 使用 FIT 格式镜像
RK_USE_FIT_IMG=y
# 使用 extlinux 方式引导系统
USE_EXTBOOT=y

2.2.2.2. 下载 Ubuntu 根文件系统

# 假设下载的压缩包叫 Ubuntu20.04-xxx_RK3568_KERNEL-5.10_xxx.7z
7z x Ubuntu20.04-xxx_RK3568_KERNEL-5.10_xxx.7z
  • 将解压出的根文件系统放到 prebuilt_rootfs/ 目录下

mkdir prebuilt_rootfs
# 假设解压出的文件系统叫做 Ubuntu20.04-xxx_RK3568_KERNEL-5.10_xxx.img
mv Ubuntu20.04-xxx_RK3568_KERNEL-5.10_xxx.img prebuilt_rootfs/
cd prebuilt_rootfs
ln -sf Ubuntu20.04-xxx_RK3568_KERNEL-5.10_xxx.img rk356x_ubuntu_rootfs.img

2.2.2.3. 全自动编译

全自动编译会执行所有编译、打包操作,直接生成 RK 固件。

./build.sh all

完整固件会保存到 output/update/ 目录。

2.2.2.4. 部分编译

  • 编译 u-boot

./build.sh uboot

生成的镜像为 u-boot/uboot.img

  • 编译 kernel

注意:Firefly kernel 没有开启全部的内核功能,有需求请查看Kernel 使用

./build.sh extboot

生成的镜像为 kernel/extboot.img

  • 打包固件

./build.sh updateimg

打包固件,生成的完整固件会保存到 output/update/ 目录。

2.2.3. 分区说明

2.2.3.1. parameter 分区表

parameter.txt 文件中包含了固件的分区信息,以 parameter-ubuntu-fit.txt 为例:

路径:device/rockchip/rk3566_rk3568/parameter-ubuntu-fit.txt

FIRMWARE_VER: 1.0
MACHINE_MODEL: RK3568
MACHINE_ID: 007
MANUFACTURER: RK3568
MAGIC: 0x5041524B
ATAG: 0x00200800
MACHINE: 0xffffffff
CHECK_MASK: 0x80
PWR_HLD: 0,0,A,0,1
TYPE: GPT
GROW_ALIGN: 0
CMDLINE: mtdparts=rk29xxnand:0x00002000@0x00004000(uboot),0x00002000@0x00006000(misc),0x00040000@0x00008000(boot:bootable),0x00020000@0x00048000(recovery),0x00010000@0x00068000(backup),0x00c00000@0x00078000(rootfs),-@0x00c78000(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) 中 0x00004000 为uboot 分区的起始位置,0x00002000 为分区的大小,以此类推。单位是块,每块 512 字节。

2.3. 编译 Buildroot 固件

本章介绍 Buildroot 固件的编译流程,推荐在 Ubuntu 18.04 系统环境下进行开发,若使用其它系统版本,可能需要对编译环境做相应调整。

2.3.1. 编译 SDK

2.3.1.1. 编译前配置

不同板型的配置文件存放在device/rockchip/rk3566_rk3568/目录下

回到 SDK 根目录执行build.sh选择配置文件:

./build.sh firefly_rk3568_aio-3568j_buildroot_defconfig

配置文件会链接到 output/defconfig,检查该文件可以验证是否配置成功。

相关配置介绍:

# 设备树名称
RK_KERNEL_DTS_NAME="firefly-rk3568-aioj"
# 内核配置文件
RK_KERNEL_CFG="firefly_linux_defconfig"
# 使用 FIT 格式镜像
RK_USE_FIT_IMG=y
# 蓝牙用到的 UART
RK_WIFIBT_TTY="ttyS8"
# 分区表
RK_PARAMETER="parameter-buildroot-fit.txt"
# boot 分区镜像的 Image tree source
RK_BOOT_FIT_ITS="bootramdisk.its"
# ramdisk 镜像
RK_RAMDISK_IMG="ramdisk.img"
# 使用 extlinux 的方式引导系统
USE_EXTBOOT=y

2.3.1.2. 全自动编译

全自动编译会执行所有编译、打包操作,生成完整固件。

./build.sh all

完整固件会保存到 output/update/ 目录。

2.3.1.3. 部分编译

  • 编译 u-boot

./build.sh uboot

生成的镜像为 u-boot/uboot.img

  • 编译 kernel

注意:Firefly kernel 没有开启全部的内核功能,有需求请查看Kernel 使用

./build.sh extboot

生成的镜像为 kernel/extboot.img

  • 编译 recovery

./build.sh recovery

生成结果在 output/recovery 下

  • 编译 Buildroot 根文件系统

./build.sh buildroot

# 注:确保作为普通用户编译 Buildroot 根文件系统,避免不必要的错误。

编译目录在 buildroot/output/ 下

2.3.1.4. 打包固件

./build.sh updateimg

打包固件,生成的完整固件会保存到 output/update/ 目录。

2.3.2. 分区说明

2.3.2.1. parameter 分区表

parameter.txt 文件中包含了固件的分区信息,以 parameter-buildroot-fit.txt 为例:

路径:device/rockchip/rk3566_rk3568/parameter-buildroot-fit.txt

FIRMWARE_VER: 1.0
MACHINE_MODEL: RK3568
MACHINE_ID: 007
MANUFACTURER: RK3568
MAGIC: 0x5041524B
ATAG: 0x00200800
MACHINE: 0xffffffff
CHECK_MASK: 0x80
PWR_HLD: 0,0,A,0,1
TYPE: GPT
GROW_ALIGN: 0
CMDLINE: mtdparts=:0x00002000@0x00004000(uboot),0x00002000@0x00006000(misc),0x00040000@0x00008000(boot:bootable),0x00020000@0x00048000(recovery),0x00010000@0x00068000(backup),0x00040000@0x00078000(oem),0x00c00000@0x000b8000(rootfs),-@0x00cb8000(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) 中 0x00004000 为uboot 分区的起始位置,0x00002000 为分区的大小,以此类推。单位是块,每块 512 字节。