引言
最近看见很多小白不会编译Linux内核,自己瞎折腾走了很多弯路。本文章将会以Orange Pi(香橙派) Zero开发板为例,带您成功编译内核并在板子上启动它。
准备
您需要一台Ubuntu PC (版本最好在20.04以上)、一个可以用的U-boot 文件、Linux源码 和您开发板对应的编译配置文件(config) 、内存卡、读卡器以及一根串口线。 以上这些东西都很容易就能获取到: Ubuntu PC 可以选择实体机,或者虚拟机(推荐配置4核4G)。 u-boot 文件可以从官方的系统镜像里面提取出来(/usr/lib/linux-u-boot-xxxxxxxxx/u-boot-sunxi-with-spl.bin),或者自行编译uboot。 Linux源码 可以选择从github下载,或者使用镜像站下载打包好的源码。 编译配置文件 可以从官方的系统镜像里面提取出来(/boot/config-x-x-x-x或是/proc/config.tar.gz)。 废话不多说,我们开始。
安装交叉编译工具链
由于本次使用的开发板架构为armhf ,所以我们安装32位armhf架构的交叉编译工具:
sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf
如果您的架构aarch64 ,那么您需要安装64位的交叉编译工具:
sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
随后我们安装一些工具:
sudo apt install bison flex libncurses-dev make libssl-dev u-boot-tools
这样,基础的编译环境就搭建完成了。
下载源码
这里我们使用最新的linux-5.18.5 源码进行编译:
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/v5.x/linux-5.18.5.tar.xz
下载完成后执行tar xJvf linux-5.18.5.tar.xz 进行解压,这样就完成了源码的下载。
配置内核
将前面我们准备好的config 文件放入源码包下,重命名为.config (前面的点不能漏)。 随后执行:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig -j4
打开内核配置界面。 如果没有特殊需求(比如添加/删除模块),请不要随意改动里面的内容。 按下两次esc,退出配置界面。 如果问你是否保存配置,选择 是。
编译
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
输入这串命令之后可以去干些别的,比如吃点东西,或者直接休息一下等它编译。
我等不及了,怎么让它快一点?
别问,问就是加配置,加到4核8G内存肯定快。 或者您可以微调一下-j 后面的数字,这个数字代表同时编译的线程数,一般是CPU个数的两倍。 据说挂载一个tmpfs ,然后把源码丢进tmpfs里面编译会更快(网传,博主没有测试过)。
编译完成后,把内核模块也安装下:
sudo make modules_install
P.S.博主实验后发现制作的initramfs无法启动,应该是要在对应架构的系统上制作的initramfs才能启动。所以请跳过下面两步。 安装完毕后,制作一下initrd.img:
sudo mkinitramfs 5.18.5 -o initrd.img
然后使用mkimage 工具,转换一下initrd:
mkimage -A arm -T ramdisk -C none -n uInitrd -d initrd.img uInitrd
顺便把内核模块 、dtb 和zImage 也复制过来:
cp arch/arm/boot/zImage .
cp arch/arm/boot/dts/sun8i-h2-plus-orangepi-zero.dtb .
cp -rv /lib/modules/5.18.5 .
这样,启动内核所需的文件就备齐了。
烧录
卡插入读卡器,先格式化成ext4格式:
sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
然后挂载好,再把文件复制好:
sudo mount /dev/sda1 /mnt
sudo mkdir -p /mnt/lib/modules
sudo mkdir -p /mnt/boot
sudo mv 5.18.5 /mnt/lib/modules
sudo mv zImage sun8i-h2-plus-orangepi-zero.dtb /mnt/boot/
最后把u-boot烧录到偏移8192字节的地方:
sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sda bs=1 seek=8192 conv=notrunc
sync
烧录完毕后,将卡插回开发板,串口线连接好板子上的调试串口,插上串口线,putty打开串口,给开发板通电。
引导
上电后,观看串口日志如下: 由于没有启动配置,所以我们要手动引导内核。 先把内核、ramdisk和dtb加载好:
load mmc 0 0x41000000 /boot/zImage
load mmc 0 0x45000000 /boot/sun8i-h2-plus-orangepi-zero.dtb
然后设置一下内核参数cmdline :
setenv bootargs console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p1 rootwait
最后启动内核:
bootz 0x41000000 - 0x45000000
可以看到,内核成功启动了。 启动到后面内核会panic报错,原因是没有配置init进程: 至此,内核的编译与引导操作就完成了。 下一篇文章将会简略地介绍如何制作一个文件系统供内核使用。
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