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

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。
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。
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"
```

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

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

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。

获取 Buildroot 源码

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

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。
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。
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
```