Buildroot 龙芯1C支持指南

本文转载自：https://github.com/pengphei/smartloong-sphinx/blob/master/source/cn/loongson1c_buildroot_guide.rst

Buildroot 龙芯1C支持指南

引子：从龙芯1C预订拿到板子已经很长一段时间了，因为各种事情，一直让它呆在角落的冷宫里。昨天，愤而出去骑行，有导航出错，入的一片幽静山林，正能量爆棚，一下午休息，晚上兴致上来，看了看龙芯的说明，对rootfs部分的构建太过于麻烦，于是夜深人静，开始折腾，经由几个小时鼓捣，终于让buildroot可以支持龙芯1C-智龙开发板rootfs构建。高兴之余，觉得可以将过程写下来，可以让大家了解buildroot的构建机制，对编译工具链选择，系统包指定，以及最后的文件系统打包等都有一个细节的了解。

关于智龙开发板

智龙开发板是由 openloongson 开源社区推出的基于龙芯1C处理器的精简开发板，提供基础的硬件接口，包括一路以太网接口，一路USB Host接口，SD卡存储，2x40 pin io扩展，外置纽扣电源供电RTC。具体的信息可以参考开源龙芯社区网站和论坛。

龙芯 1C 介绍

龙芯1C芯片是基于LS232处理器核的高性价比单芯片系统，具备丰富的外设接口及片上模块，为开发者提供足够的计算能力和多应用的连接能力。可应用于指纹生物识别、物联传感等领域。

龙芯1C包含浮点处理单元，可以有效增强系统浮点数据处理能力。1C的内存接口，支持多种类型的内存，允许灵活的系统设计。支持8-bit SLC NAND或MLC NAND FLASH，提供高容量的存储扩展接口。

龙芯1C的具体用户手册和数据手册可以查看 http://www.loongson.cn/product_info.php?id=53 。

要点准备

1. 龙芯处理器兼容MIPS32指令集，而且官方提供消息，在新的gcc中是对龙芯各类芯片提供主流的支持。那么也就是说我们可以通过MIPS32的GCC编译工具链编译出能够支持龙芯1C的可执行文件。

2. 目前在开源社区存在两个非常广泛使用的Linux from scratch 开发平台，即 openWRT 和 Buildroot，两者都对MIPS32提供支持。这里我们选择Buildroot作为基础工具构建适用于龙芯1C的rootfs。

3. 根据龙芯开源社区或者网上有限的参考资料，智龙开发板使用yaffs2作为根分区文件系统，并且整个Nand Flash分为三个分区。第一个分区为内核分区，第二个分区为根分区，第三个分区为数据区。对应的分区表如下：

   # cat /proc/mtd
   dev:    size   erasesize  name
   mtd0: 00e00000 00020000 "kernel"
   mtd1: 06400000 00020000 "os"
   mtd2: 00e00000 00020000 "data"

4. 龙芯使用网络烧录 rootfs 指令如下：

   基于 cramfs 文件系统镜像烧录指令：

   PMON>devcp tftp://192.168.x.xxx/rootfs-cramfs.img /dev/mtd1

   基于 jffs2 文件系统镜像烧录指令：

   PMON>devcp tftp://192.168.x.xxx/rootfs-jffs2.img /dev/mtd1

   基于 yaffs2 文件系统镜像烧录指令：

   PMON>mtd_erase /dev/mtd1
   PMON>devcp tftp://192.168.x.xxx/rootfs-yaffs2.img /dev/mtd1 yaf nw

5. 龙芯启动参数设置指令如下：

   基于 cramfs 文件系统的启动参数设置：

   PMON>set append 'root=/dev/mtdblock1 console=ttyS2,115200 rootfstype=cramfs video=ls1bfb:480x272-16@70'

   基于 jffs2 文件系统的启动参数设置：

   PMON>set append 'root=/dev/mtdblock1 console=ttyS2,115200 rootfstype=jffs2 video=ls1bfb:480x272-16@70'

   基于 yaffs2 文件系统的启动参数设置：

   set append 'root=/dev/mtdblock1 console=ttyS2,115200 rootfstype=yaffs2 video=ls1bfb:480x272-16@70'

   PMON 中的系统重启指令：

   PMON>reboot

6. 龙芯的根文件系统打包方法：

   基于 cramfs 文件系统打包：

   mkcramfs /root/rootfs rootfs-cramfs.img
   chmod 777 rootfs-cramfs.img
   
   # 或者自带工具
   mkfs.cramfs /root/rootfs rootfs-cramfs.img
   chmod 777 rootfs-cramfs.img

   Note

   使用 chmod 777 rootfs-cramfs.img 修改文件系统权限，是为了防止出现无法烧写的情况。

   基于 jffs2 文件系统打包：

   mkfs.jffs2 -r /root/rootfs -o rootfs-jffs2.img -e 0x20000 --pad=0x2000000 -n
   chmod 777 rootfs-jffs2.img

   基于 yaffs2 文件系统打包：

   mkyaffs2image /root/rootfs rootfs-yaffs2.img
   chmod 777 rootfs-yaffs2.img

   Note

   这里需要注意的是，打包 yaffs2 文件系统镜像所使用的命令为 mkyaffs2image 而不是 Buildroot 中默认打包 yaffs2 的 mkyaffs2 指令。两者由不同的软件包生成，命令也不相同。

Buildroot MIPS 构建

在拿到智龙开发板，并了解了上面的准备工作，就可以开始 MIPS 版本的 Buildroot 构建。目前使用的 Buildroot 来自于 buildroot 的 github 开发版本。构建更多详细信息可以参考它的 操作手册。

1. 获取 Buildroot 源码

   git clone https://github.com/pengphei/buildroot.git

2. 安装准备软件

   buildroot 的构建需要依赖以下软件或者库：

   • which
   • sed
   • make (3.81及以上版本)
   • binutils
   • build-essential (仅用于Debian衍生版本)
   • gcc (2.95及以上版本)
   • g++ (2.95及以上版本)
   • bash
   • patch
   • gzip
   • bzip2
   • perl (5.8.7及以上版本)
   • tar
   • cpio
   • python (2.6及以上版本)
   • unzip
   • rsync
   • wget
   • ncurses5 (用于 menuconfig 命令行配置界面)
   • qt4 (用于 xconfig 配置界面)
   • glib2, gtk2, glade2 (用于 gconfig 配置界面)
   • 其他的配置，需要根据构建过程中的问题，相应进行添加。

3. 系统构建

   为了构建出支持智龙开发板可用的镜像格式。在原本的 Buildroot 环境中添加了 yaffs2img 文件系统支持。该包与 Buildroot 中原有的 yaffs2 文件系统构建并不相同，需要特别注意。

   智龙开发板的构建命令如下：

   cd buildroot
   cp configs/loongson1c_smartloong_defconfig .config
   make

   如果希望根据自己的需要，添加自己需要的软件包，可以执行如下命令进行根文件系统软件包的定制：

   make menuconfig

   Note

   上述命令与 linux 内核的配置工具和使用方法完全相同。只是 buildroot 将会从网络上下载自己所需要的基础软件包以及构建工具链，在首次构建时，代码的下载和构建将会需要比较长的时间。

   在 make 命令执行完成之后，会生成 output/images/rootfs.yaffs2img 文件，该文件即为可以烧录到智龙开发板中的根文件系统镜像。

4. 镜像烧录

   在完成上述的镜像构建后，可以通过 tftp 将最终的根文件系统镜像烧录到智龙开发板，相应的指令如下：

   • 在开机后，马上按下空格键，进入 PMON 环境。

   • 在进入 PMON 环境后，执行如下指令序列完成镜像烧录，和重新启动系统。

     擦出 rootfs 分区以及烧录 rootfs 镜像：

     PMON> mtd_erase /dev/mtd1
     PMON> devcp tftp://192.168.x.xxx/rootfs-yaffs2.img /dev/mtd1 yaf nw

     设置内核启动参数：

     PMON> set append 'root=/dev/mtdblock1 console=ttyS2,115200 rootfstype=yaffs2'

     重启系统：

     reboot

系统使用

在完成 Buildroot 根文件系统烧录之后，可以开始使用自己选择的构建工具，对系统进行测试，或者根据自己的需要对编译的程序进行测试。

连接以太网络

在默认的 buildroot 系统中，开机并没有默认连接网络。可以通过下述命令连接以太网，以及启用 DHCP 获取 IP 地址。

ifconfig eth0 up
dhcpcd eth0

通过上述两条命令，可以连接以太网络，并启用 DHCP 服务，获取 IP 地址。