树莓派3交叉编译u-boot及第一次使用

交叉编译

检查配置文件

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04/configs$ ll rp*
-rw-rw-r-- 1 xy xy 1004 4月   9 09:40 rpi_0_w_defconfig
-rw-rw-r-- 1 xy xy  999 4月   9 09:40 rpi_2_defconfig
-rw-rw-r-- 1 xy xy 1077 4月   9 09:40 rpi_3_32b_defconfig
-rw-rw-r-- 1 xy xy 1073 4月   9 09:40 rpi_3_defconfig
-rw-rw-r-- 1 xy xy  995 4月   9 09:40 rpi_defconfig
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04/configs$ cd ..

关键步骤，只有2步

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ make rpi_3_defconfig
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ make

问题1：使用X86_64自身的编译器

直接运行make（使用X86_64自身的编译器），理解报错

  CC      lib/asm-offsets.s
cc1: warning: unknown register name: x18
cc1: error: bad value (‘armv8-a’) for ‘-march=’ switch
cc1: note: valid arguments to ‘-march=’ switch are: nocona core2 nehalem corei7 westmere sandybridge corei7-avx ivybridge core-avx-i haswell core-avx2 broadwell skylake skylake-avx512 bonnell atom silvermont slm knl x86-64 eden-x2 nano nano-1000 nano-2000 nano-3000 nano-x2 eden-x4 nano-x4 k8 k8-sse3 opteron opteron-sse3 athlon64 athlon64-sse3 athlon-fx amdfam10 barcelona bdver1 bdver2 bdver3 bdver4 znver1 btver1 btver2
Kbuild:43: recipe for target 'lib/asm-offsets.s' failed
make[1]: *** [lib/asm-offsets.s] Error 1
Makefile:1588: recipe for target 'prepare0' failed
make: *** [prepare0] Error 2
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ 

检查交叉编译器版本：

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ arm-linux-gnueabi-gcc -v
gcc 版本 7.4.1 20181213 [linaro-7.4-2019.02 revision 56ec6f6b99cc167ff0c2f8e1a2eed33b1edc85d4] (Linaro GCC 7.4-2019.02)

采用交叉编译，
参考：
在树莓派3上移植uboot
Linux主机上使用交叉编译移植u-boot到树莓派
其中提到 树莓派3启动过程概述
这里是因为树莓派的特殊性，并不是真正的boot-loader，所以需要交叉编译。

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ make

问题2：使用arm（32位）的编译器

新的报错：

include/asm-generic/bitops/__fls.h:38:21: 警告： 左移次数大于或等于类型宽度 [-Wshift-count-overflow]
  if (!(word & (~0ul << (BITS_PER_LONG-1))))
                     ^~
{standard input}: Assembler messages:
{standard input}:36: 错误： unexpected character `n' in type specifier
{standard input}:36: 错误： bad instruction `b.ne 1b'
scripts/Makefile.build:278: recipe for target 'arch/arm/cpu/armv8/cpu.o' failed
make[1]: *** [arch/arm/cpu/armv8/cpu.o] Error 1
Makefile:1531: recipe for target 'arch/arm/cpu/armv8' failed
make: *** [arch/arm/cpu/armv8] Error 2
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$

树莓派3是64位的处理器，需要采用gcc-aarch64来编译。

上面的资料都提到原始出处 [RPi U-Boot]https://elinux.org/RPi_U-Boot
建议的方法是使用apt来安装
To build u-boot in 64-bit mode for RPi3, install the 64-bit compiler:
apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu
但是这个方法会和当前在用的32位的交叉编译工具冲突，而且之前删除过apt安装的交叉工具，无法清理干净。
对于要采用apt的话，请记录好安装的文件清单，以便于后续手工卸载。
官方下载编译工具 https://www.linaro.org/downloads/
最新工具地址 https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
解压

$ sudo tar Jxf gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz  -C /opt/
$ ls -d /opt/gcc*
/opt/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu
/opt/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_arm-linux-gnueabi

修改环境变量

[email protected]:~$ vi .bashrc

注释掉

#export PATH=$PATH:.:/opt/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin

关闭shell窗口，重新打开，设置新的路径

[email protected]:~$ export PATH=$PATH:.:/opt/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin

验证新的工具及路径。

[email protected]:~$ which aarch64-linux-gnu-gcc
/opt/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-gcc

设置好新的交叉编译工具

for the 64-bit compiler:
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

进入源码目录，重新编译通过。

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ make
......
  OBJCOPY examples/standalone/hello_world.bin
  LDS     u-boot.lds
  LD      u-boot
  OBJCOPY u-boot.srec
  OBJCOPY u-boot-nodtb.bin
start=$(aarch64-linux-gnu-nm u-boot | grep __rel_dyn_start | cut -f 1 -d ' '); end=$(aarch64-linux-gnu-nm u-boot | grep __rel_dyn_end | cut -f 1 -d ' '); tools/relocate-rela u-boot-nodtb.bin 0x00080000 $start $end
  COPY    u-boot.bin
  SYM     u-boot.sym
===================== WARNING ======================
CONFIG_OF_EMBED is enabled. This option should only
be used for debugging purposes. Please use
CONFIG_OF_SEPARATE for boards in mainline.
See doc/README.fdt-control for more info.
====================================================
  CFGCHK  u-boot.cfg
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ 

题外话：安装树莓派系统Raspbian

准备树莓派操作系统，根据官网 https://www.raspberrypi.org/
下载最新的Raspbian包，我使用了Raspbian Stretch Lite。
由于第一次使用，采用了官网建议的Ether工具，解压请一定要解压到目录里面，如果不能启动，请增加可执行权限。
官网访问慢，记录一下手工dd的命令

unzip -p 2018-11-13-raspbian-stretch.zip | sudo dd of=/dev/mmcblk0 bs=4M conv=fsync

注意 插拔SD卡用lsblk来确认好设备名，搞错了后果很严重。实际上，SD卡的路径应该是这样的。

mmcblk0     179:0    0   3.7G  0 disk 
├─mmcblk0p1 179:1    0  42.9M  0 part /media/xy/boot
└─mmcblk0p2 179:2    0   3.6G  0 part /media/xy/rootfs

确认能启动后。

插入sd卡到PC机，把boot分区的kernel7.img名字改名为bak_kernel7.img，在图像界面修改的，没有修改备份成功！
把新的u-boot拷贝过去

[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ sudo ls -l /media/xy/boot/*img
-rw-r--r-- 1 xy xy 4944992 2月  18 10:10 /media/xy/boot/kernel7.img
-rw-r--r-- 1 xy xy 4698056 2月  18 10:10 /media/xy/boot/kernel.img
[email protected]:/usr/local/src/u-boot-2019.04$ sudo ls -l /media/xy/boot/*img
-rw-r--r-- 1 xy xy  493040 6月  11 22:18 /media/xy/boot/kernel7.img
-rw-r--r-- 1 xy xy 4698056 2月  18 10:10 /media/xy/boot/kernel.img

修改同目录的config.txt，增加一行 enable_uart=1，打开串口，但是不知道怎么接串口哦，看了一些资料，很复杂的样子。

从SD启动，接HDMI接口，显示彩色背景，无字符输出。

题外话1：从包含多个分区的img恢复文件。

从下载的img文件恢复kernel7.img文件
参考大神的linux系统中如何打开察看img文件内容

[email protected]:~$ fdisk -l /media/xy/DataSoft/download/iso/2019-04-08-raspbian-stretch-lite.img 
Disk /media/xy/DataSoft/download/iso/2019-04-08-raspbian-stretch-lite.img：1.7 GiB，1803550720 字节，3522560 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc1dc39e5

设备                                                                  启动  起点    末尾    扇区  大小 Id 类型
/media/xy/DataSoft/download/iso/2019-04-08-raspbian-stretch-lite.img1       8192   96042   87851 42.9M  c W95 
/media/xy/DataSoft/download/iso/2019-04-08-raspbian-stretch-lite.img2      98304 3522559 3424256  1.6G 83 Linu

这里需要用start的8192乘以单元大小512=4194304

[email protected]:~$ sudo mount -o loop,offset=4194304 /media/xy/DataSoft/download/iso/2019-04-08-raspbian-stretch-lite.img /mnt/tmp
[sudo] xy 的密码：           
[email protected]:~$ ls /mnt/tmp
bcm2708-rpi-0-w.dtb     bcm2710-rpi-3-b.dtb       config.txt     fixup_x.dat       LICENSE.oracle  start_x.elf
bcm2708-rpi-b.dtb       bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb  COPYING.linux  issue.txt         overlays
bcm2708-rpi-b-plus.dtb  bcm2710-rpi-cm3.dtb       fixup_cd.dat   kernel7.img       start_cd.elf
bcm2708-rpi-cm.dtb      bootcode.bin              fixup.dat      kernel.img        start_db.elf
bcm2709-rpi-2-b.dtb     cmdline.txt               fixup_db.dat   LICENCE.broadcom  start.elf
[email protected]:~$ ls -l  /media/xy/boot/kernel7.img 
-rw-r--r-- 1 xy xy 493040 6月  11 22:18 /media/xy/boot/kernel7.img
[email protected]:~$ ls -l /mnt/tmp/kernel7.img 
-rwxr-xr-x 1 root root 4944992 2月  18 10:10 /mnt/tmp/kernel7.img
[email protected]:~$ cp /mnt/tmp/kernel7.img /media/xy/boot/
[email protected]:~$ ls -l  /media/xy/boot/kernel7.img
-rw-r--r-- 1 xy xy 4944992 6月  12 19:57 /media/xy/boot/kernel7.img
[email protected]:~$ sudo umount /mnt/tmp

在图形界面umount弹出SD卡的两个分区。
SD卡插入树莓派后启动正常。

题外话2：键盘混乱

sudo raspi-config
参考：设置树莓派键盘布局错乱
顺便开启ssh

题外话3：vnc安装

测试了一下xrdp，安装居然需要200多兆。

[email protected]:~ $ sudo apt-get install linuxvnc
Need to get 204 kB of archives.
After this operation, 419 kB of additional disk space will be used.

下载自动从cn下载，但是安装很慢，

[email protected]:~ $ linuxvnc 
12/06/2019 13:22:43 Couldn't open tty device /dev/tty2!
[email protected]:~ $ ls -l /dev/tty2
crw--w---- 1 root tty 4, 2 Jun 11 13:35 /dev/tty2
[email protected]:~ $ id|grep tty
[email protected]:~ $ sudo usermod -a -G tty pi

退出重新登录。
我都没有安装图形界面，连接上去后是一抹黑呀，这个vnc先放着吧。

这里藏2个网站备用
supermaker.tv
makerspace.cn

小结：

树莓派3采用的64位处理器，需要采用新的交叉编译工具aarch64-linux-gnu-
由于64位工具名称和32位的工具arm-linux-gnueabi-不同。
如果apt工具安装的话，应该也不会有问题，也可以在PATH中同时设置2个路径，方便后续使用。
由于串口连接困难，暂时无法验证u-boot。
顺便记录了一下多分区的img文件挂载方法。