R329主线armbian内核,系统,驱动开发方法

本文需要一些前置基础

准备环境:

修改 boot.cmd 的方法

想要改变 uboot 的一些启动配置,就可以通过这个方式进行修改,修改 boot.cmd 后直接在系统里运行完成更新。

mkimage -C none -A arm -T script -d /boot/boot.cmd /boot/boot.scr

主线 linux 都会有类似的配置供你使用,可能是文件可能是分区。

Linux 内核、驱动、设备树的相关用法方法

可以参考Lichee Pi(特别详细),armbian编译没有那么繁琐因此不再赘述。
准备环境sudo apt install -y git wget make gcc flex bison libssl-dev bc kmod
其他相关教程

修改设备树配置的方法

使用git clone -b r329-wip https://github.com/sipeed/linux.git #完成后切到 r329-wip 分支
编译链工具可以用系统自带的通用编译链gcc-linaro,本文使用的是gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-aarch64-linux-gnu.tar.xz 点我下载
设备树简介:用户在设备树里定义并启用的树结点,就可以使用相应驱动。
MaixSense的设备树在linux/arch/arm64/boot/dts/allwinner/路径下,和r329相关的设备树有

  • sun50i-r329-maix-iia.dtsi
  • sun50i-r329-maixsense.dts
  • sun50i-r329.dtsi

目前的主线配置linux/arch/arm64/configs/defconfig导入它。
输入make ARCH=arm64 defconfig开始完整编译

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j4
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j4 INSTALL_MOD_PATH=out modules
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j4 INSTALL_MOD_PATH=out modules_install

啥都不清楚的情况下,一路确认键按下去,直到开始编译,导出 modules 是非必要操作,但对应一些外置 ko 模块需要导出拷到 /lib/modules/ 目录中,在 menuconfig 中设置为 M 就可以编译出 ko 模块从外部插入系统。
编译成功后,生成文件所在位置:

  • 内核Image文件: ./arch/arm64/boot/Image 对应 armbian 目录下的 boot/Image
  • 设备树dtb文件: ./arch/arm64/boot/dts/allwinner/sun50i-r329-maixsense.dtb 到 boot/dtb/allwinner/
  • modules文件夹: ./out/lib/modules

Imagedtb文件放入boot目录下重启后即可自动完成内核的更新(armbian 特有)。

上述内容测试过后,你就可以开始自定义自己的主线内核了,但这个并不是主要目的,只是说一些基础用法。
单独编译dtb文件加入设备。
通常来说,在不了解如何编译整体的情况下,只需要通过简单的设备树替换就可以完成驱动适配。
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- dtbs -j4

将编译得到的dtb文件复制到/boot/dtb/

这里仅供学习参考,Sipeed 内部已经包含了/usr/lib/modules/5.14.0-rc4-sun50iw11/kernel/drivers/net/wireless/rtl8723ds/8723ds.ko模块。

上述方法出来的内核不是我们提供的,因为配置项的不同所以会缺少一些驱动,需要你自行加入;如8723ds非主线所使用的 wifi 模块。

git clone https://github.com/Icenowy/rtl8723ds #切换到newest-kernel
移动到linux/drivers/net/wireless/realtek/
编辑drivers/net/wireless/Kconfig添加 source "drivers/net/wireless/realtek/rtl8723ds/Kconfig",清除错误的语法,只留最简单的部分即可。

config RTL8723DS
    tristate "Realtek 8723D SDIO or SPI WiFi"

编辑linux/drivers/net/wireless/realtek/Makefile添加obj-$(CONFIG_RTL8723DS) += rtl8723ds/使得模块参与编译。
通过make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j8 menuconfig/ 搜索 8723ds 把它配上编译即可。
配好直接 make 编译就行,在 sipeedarmbian 这里不需要,仅告知如何加入非主线模块,如特殊的 TP 触摸屏、ADC 按键驱动、I2C 传感器驱动等。

编译 armbian 系统

  • 自行准备良好的网络环境,相关问题不做解答,默认懂得都懂,编不出来也很正常,不用太在意。

上述开发的内核模块在 sipeed 提供的 armbian 镜像中都是无用的,仅用于测试和确认开发环境,所以要进一步把 armbian 编译出来才是最终用户所用的环境。

有需要的可以看文档 https://docs.armbian.com/Developer-Guide_Build-Preparation 说明。

安装 apt install -y dialog psmisc acl uuid-runtime curl gnupg gawk 准备环境
获取 https://github.com/sipeed/armbian-build.git 切到 r329-wip 分支,然后通过 compile.sh 完成编译。

将根据以下配置在 armbian-build 中进行编译。

  • config/boards/maixsense.wip
  • config/bootscripts/boot-sun50iw11.cmd
  • config/kernel/linux-sun50iw11-edge.config
  • config/sources/families/sun50iw11.conf

运行 ./compile.sh 选择会自动拉取所有相关的东西,即可编译出来,接下来就是漫长的等待。

注意 maixsense 并非为最终 conf 版本,你需要在 底下的 show WIP 中选择 agree 后就可以看到 maixsense 了,配置可以是 bullseyeminimal 就好。

编译期间会在 armbian-build/cache/sourcesgit cloneconfig/sources/families/sun50iw11.conf 指定的仓库和分支。

https://github.com/Icenowy/rtl8723ds 改为 https://github.com/lwfinger/rtl8723ds

armbian-build/config/sources/families/sun50iw11.conf 文件中 KERNELBRANCH (linux)的 r329-wip-integrated 改到 r329-wip 分支。

完成后输出如下:

[ o.k. ] Building kernel splash logo [ bullseye ]
[ .... ] Installing extras-buildpkgs [  hostapd htop mmc-utils sunxi-tools ]
[ o.k. ] Calling image customization script [ customize-image.sh ]
[ o.k. ] No longer needed packages [ purge ]
[ o.k. ] Unmounting [ /home/juwan/R329/armbian-build/.tmp/rootfs-c735dfca-9977-402a-a68b-b4529b5aac8f ]
[ o.k. ] Preparing image file for rootfs [ maixsense bullseye ]
[ o.k. ] Current rootfs size [ 780 MiB ]
[ o.k. ] Creating blank image for rootfs [ 984 MiB ]
[ .... ] dd:  984MiB [ 136MiB/s] [================================================================>] 100%
[ o.k. ] Creating partitions [ root: ext4 ]
[ .... ] Creating rootfs [ ext4 on /dev/loop40p1 ]
[ .... ] Copying files to [ / ]
[ .... ] Copying files to [ /boot ]
[ .... ] Updating initramfs... [ update-initramfs -uv -k 5.14.0-rc7-sun50iw11 ]
[ o.k. ] Updated initramfs. [ for details see: /home/juwan/R329/armbian-build/output/debug/install.log ]
[ .... ] Re-enabling [ initramfs-tools hook for kernel ]
[ o.k. ] Unmounting [ /home/juwan/R329/armbian-build/.tmp/mount-c735dfca-9977-402a-a68b-b4529b5aac8f/ ]
[ o.k. ] Free SD cache [ 8% ]
[ o.k. ] Mount point [ 91% ]
[ o.k. ] Writing U-boot bootloader [ /dev/loop40 ]
[ o.k. ] SHA256 calculating [ Armbian_21.08.0-trunk_Maixsense_bullseye_edge_5.14.0_minimal.img ]
[ warn ] GPG signing skipped - no GPG_PASS [ Armbian_21.08.0-trunk_Maixsense_bullseye_edge_5.14.0_minimal.img ]
[ o.k. ] Done building [ /home/juwan/R329/armbian-build/output/images/Armbian_21.08.0-trunk_Maixsense_bullseye_edge_5.14.0_minimal.img ]
[ o.k. ] Runtime [ 350 min ]
[ o.k. ] Repeat Build Options [ ./compile.sh  BOARD=maixsense BRANCH=edge RELEASE=bullseye BUILD_MINIMAL=yes BUILD_DESKTOP=no KERNEL_ONLY=no KERNEL_CONFIGURE=no COMPRESS_OUTPUTIMAGE=sha,gpg,img  ]

把 Armbian_21.08.0-trunk_Maixsense_bullseye_edge_5.14.0_minimal.img 拿来烧录就行。

以下是本次的配置:(如果你连这个都没编译出来就不要操作了)

# Allwinner R329 dual core 256M RAM WiFi USB-C
BOARD_NAME="MaixSense"
BOARDFAMILY="sun50iw11"
BOOTCONFIG="sipeed_maixsense_defconfig"
MODULES_BLACKLIST="lima"
DEFAULT_CONSOLE="serial"
BUILD_DESKTOP="no"
BOOT_LOGO="yes"
SERIALCON="ttyS0"
KERNEL_TARGET="edge"
OFFLINE_WORK="yes"
CLEAN_LEVEL=""


# ./compile.sh EXPERT=yes BUILD_STABILITY=stable BOARD=maixsense BRANCH=edge RELEASE=bullseye BUILD_MINIMAL=yes BUILD_IMAGE=yes BUILD_DESKTOP=no KERNEL_ONLY=no KERNEL_CONFIGURE=yes COMPRESS_OUTPUTIMAGE=sha,gpg,img CLEAN_LEVEL=""

# ./compile.sh OFFLINE_WORK="no" EXPERT=yes BUILD_STABILITY=stable BOARD=maixsense BRANCH=edge RELEASE=bullseye BUILD_MINIMAL=yes BUILD_IMAGE=no BUILD_DESKTOP=no KERNEL_ONLY=yes KERNEL_CONFIGURE=yes COMPRESS_OUTPUTIMAGE=sha,gpg,img CLEAN_LEVEL=""

必须经过第一次完整编译才能用 OFFLINE_WORK 加快仓库的拉取检查。

看 BOOT_LOGO="yes" 和替换图片文件自动打包编译到二进制文件。

配置开机启动服务脚本

因为系统默认不启动/etc/rc.local了,所以需要启动一下再往里面编辑脚本,一定要 & 挂在后台,不然就看不到交互终端了。

执行 sudo nano /etc/systemd/system/rc-local.service 后输入如下内容:

[Unit]
 Description=/etc/rc.local Compatibility
 ConditionPathExists=/etc/rc.local

[Service]
 Type=forking
 ExecStart=/etc/rc.local start
 TimeoutSec=0
 StandardOutput=tty
 RemainAfterExit=yes
 SysVStartPriority=99

[Install]
 WantedBy=multi-user.target

上述内容保存后执行以下命令

sudo systemctl enable rc-local #使能服务
chmod -x /etc/rc.local #更改文件权限
sudo systemctl start rc-local.service #启动服务
sudo systemctl status rc-local.service #查看服务运行状态

删除用户密码并关闭控制台输出到屏幕上和闪烁光标
查询服务 systemctl status 禁用服务 systemctl disable getty@tty1.service 即可关闭开机终端。
删除密码 sudo passwd -d root 之后输入 root 自动进入系统。
使用 echo 0 > /sys/class/graphics/fbcon/cursor_blink 关闭终端的光标闪烁cursor_blink,对应实现 drivers/video/console/fbcon.c

编译 aipu.ko 主线模块并加入 armbian 系统

需要结合上下两节食用。没有 linux 外部编译模块基础的,要先简单看过这篇 https://www.kernel.org/doc/Documentation/kbuild/modules.txt 来知道怎么添加外部模块参与编译(*.ko)。

这里提供了一份包含编译 aipu 的分支,你也可以在 linux 目录下外部编译 aipu.ko 模块出来。
armbian-build/config/sources/families/sun50iw11.conf 里的 KERNELSOURCE="https://github.com/sipeed/linux" 链接替换为https://github.com/junhuanchen/linux/commits/r329-wip 。即可采用新源进行 armbian 的编译。
偷懒就用临时配置好的 https://github.com/junhuanchen/armbian-build 仓库。

给镜像中添加自定义模块(deb)

kernel 的模块(.ko)由 kernel 添加,如果没有改变则删除 armbian-build/output/debs/linux-image-edge-sun50iw11_21.08.0-trunk_arm64.deb ,可手工可命令。

这里说一下 armbian 的 deb 手工打进去,因为有时候可能不是所有东西都需要,而云端下载太久,就需要提前下好包进去。

armbian-build/config/cli/bullseye/main/config_cli_standard/packages.additional 的末尾添加一下包就可以编译进去,其他的类似有 desktop 目录之类的。

打包某些 deb 包的时候经常会出现 apt Hash Sum mismatch 问题,设置成 apt-get -o Acquire-by-hash=yes --fix-missing 可以解决大部分问题。

常见问题后记

  • boot 就不提了,看 https://github.com/sipeed/u-boot 就行,实际上全部交给 armbian-build 仓库就行,这样就具备了基础环境,要编辑的部分自然就很少了。

  • 如果你发现模块加载不成功,可能是 version magic '5.14.0-rc4-sun50iw11 SMP mod_unload aarch64' should be '5.14.0-rc7-01557-gd78f1b75fd69-dirty SMP preempt mod_unload aarch64' 错误。这是模块加载不成功的常见 version magic 错误,简单的处理方法是修改 linux/include/linux/vermagic.h 直接怼到 #define VERMAGIC_STRING "5.14.0-rc7-01557-gd78f1b75fd69-dirty"
    想要彻底解决上述这个问题,只能重新编译 armbian-build 导出镜像改变 kernel version 。