个人画了块没有连接任何其他模块的F1C100S开发板，没有链接任何外设，本文是编译所有启动所需的三大件。（只要编译出三个东西复制到sd卡就可启动，不需要制作成镜像img文件）

环境：使用安装了ubuntu18的电脑进行编译。以及准备了一张128M的内存卡，提前分好两个区，分区1大小20M，为fat32格式，分区2为剩余的所有空间，是ext4格式。

镜像三大件

        一个可供启动运行使用的linux镜像，包含3大部分，bootloader，linux kernel，root file system。需要使用3个开源项目进行编译，uboot（bootloader），最伟大的linux，buildroot（root file system）。

        bootlader是上电后第一个被调出来运行的程序，他负责初始化芯片的各种外设并引导linux内核运行，还能实现一些如联网下载linux内核更新等骚操作。

         kernel，linux内核，由那个史上最伟大的开源项目编译而成，linux操作系统的本体。

         root file system简称rootfs，虽然名字叫文件系统，但跟NTFS FAT32那种文件系统不是一个东西。在linux中的作用相当于windows下的c盘。是一堆文件夹与文件的集合体，xxx路径下存放着可供执行的指令，xx路径是用于存放linux运行时产生的数据等，这一坨文件夹以及内部的各种文件统称为rootfs,如果要在板子上使用python vim git等软件，都是要将那些软件编译后存放到rootfs里。

下载所需工具/项目

1.安装后续会使用到的软件

       如果编译时遇到报错xxx命令not found，那就是对应的程序没安装，用apt指令安装即可。

sudo apt-get install gcc g++ make  python-dev python3-dev git swig net-tools ssh sed  binutils build-essential apt-utils ncurses-base  bison flex nfs-kernel-server  chrpath gawk texinfo cvs file cpio w3m asciidoc dblatex asciidoc-dblatex graphviz  -y

2.安装易缺少的库。

        如果编译时遇到报错xxx.h文件不能打开，那就是缺少lib库文件，用apt指令安装即可。

sudo apt-get install diffstat libsdl1.2-dev libc6-i386 lib32stdc++6 lib32z1 libssl-dev   libncurses5-dev  -y

3.安装交叉编译器

        在x86架构的电脑上，编译要在arm架构中运行的程序，需要使用交叉编译器编译        

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi gcc-arm-linux-gnueabihf g++-arm-linux-gnueabihf -y

4.uboot项目（官方）

git clone https://github.com/u-boot/u-boot.git

5.linux项目（官方）

        那个史上最伟大的开源项目linux（这链接是国内的镜像下载站）

wget http://ftp.sjtu.edu.cn/sites/ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.2.tar.gz

        解压刚刚下载的linux项目

tar -zxvf linux-5.2.tar.gz

6.buildroot项目（官方）

        用于编译rootfs的

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

编译uboot

        首先进入uboot项目的文件夹。

1.声明交叉编译器

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

2.载入配置

        所有配置文件都存储于configs文件夹下，大部分芯片厂商都会把自己芯片的配置文件贡献进来，但全志没有。我们使用其中名为licheepi_nano_defconfig的，由荔枝派贡献的配置文件。

make ARCH=arm licheepi_nano_defconfig

-前几步的操作如下图-

3.进menuconfig改点配置

    按照荔枝派设计的流程，接下来需要创建一个文件，填入一些参数，调用脚本单独编译那个文件。太麻烦，这里我选择直接将那些参数通过menuconfig写入编译配置。

        用命令进入menuconfig

make ARCH=arm menuconfig

menuconfig的操作方法：上下键在竖向选项间移动，左右键控制下面横向选项移动，回车执行横向的选项，按两下esc键返回，按空格选择启用选项。

1）启用boot arguments

        将光标移动到Enable boot arguments，按空格启用（左边[]变成[*]就是启用）。下面就会冒出个Boot arguments的选项

-操作如下图-

2）修改Boot arguments

        光标移动到Boot arguments，按回车进入修改。 将下面这一串复制进去，然后按回车ok。

console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw

console:指定控制台为串口0，波特率115200

root：指定rootfs位置

rw：设置rootfs可读写

-操作如下图-

3）修改bootcmd value

        光标移动到bootcmd value，按回车进入修改

-位置如下图-

将其内容修改为下面这一串

load mmc 0:1 0x80008000 zImage; load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb; bootz 0x80008000 - 0x80c08000;

这段东西的含义是：

load mmc 0:1 0x80008000 zImage; 将mmc0的分区1中名为“zImage”的文件加载到内存的0x80008000位置

load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb; 将mmc0的分区1中名为“xxx.dtb”的文件加载到内存的0x80c08000位置

bootz 0x80008000 - 0x80c08000; 从内存的这个区域启动linux

-操作如下图-

4）修改完成，退出

        修改完成后，按两下esc键，会弹出是否保存的询问，选择yes按回车。

-完成修改后如下图-

4.编译

        使用make编译。uboot是三大件里编译最快的（

make ARCH=arm

        make默认使用单线程，如果想用多线程加快速度，如8线程编译，可以在后面加上-j8，如

make ARCH=arm -j8

5.目标文件烧录

        编译完成后，会在当前目录下生成一个u-boot-sunxi-with-spl.bin文件。我们需要将此文件烧录进sd卡的8k偏移处，这个位置写死在芯片内部，上电时会从这个位置调出uboot来运行。

        使用dd指令来烧录，示例如下：

sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1k seek=8

编译linux kernel

         首先进入刚刚下载的linux5.2项目的文件夹。

        我们需要编译出一个内核zImage文件，与一个设备树文件（驱动会根据设备树的内容去配置芯片外设，如设置mmc，串口初始化等）。

        正常情况下应该由厂商提供一个配置文件，但全志没有。这里我们调用荔枝派大佬所编写的配置文件。

1.下载文件

        为了方便本文读者，我去荔枝派的开源资料里把那几个所需文件找了出来，并放在我自己的github里，用下面的链接就可以下载（linux主线里有荔枝派贡献的设备树，但版本太老，一些东西没开启）

         下载荔枝派的配置文件.config及两个设备树文件

​wget https://raw.githubusercontent.com/orange2c/public/main/f1c100s/licheepi-kernel/.config
wget https://raw.githubusercontent.com/orange2c/public/main/f1c100s/licheepi-kernel/suniv-f1c100s.dtsi
wget https://raw.githubusercontent.com/orange2c/public/main/f1c100s/licheepi-kernel/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts

2.处置下载的文件

      .config文件存放到linux5.2项目的文件夹下，两个设备树文件就移动到arch/arm/boot/dts路径   

mv suniv-f1c100s.dtsi arch/arm/boot/dts/
mv suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts arch/arm/boot/dts/

3.进一次menuconfig

        我们需要先进一次menuconfig，不需要修改东西，只是要触发一下设置流程，让他将我们刚刚下载进来的.config文件更新一下。

make ARCH=arm menuconfig

        这个menuconfig界面可以用来启用或关闭一些内核功能。但我们现在不做任何操作。按两次esc键退出menuconfig，记得在弹出询问是否保存的界面时选择yes后按回车

4.声明交叉编译器

           makefile脚本通过环境变量CROSS_COMPILE来控制要使用的交叉编译器，这个变量不填就是用gcc编译。我们要使用arm-linux-gnueabi-gcc来编译，只要把除了gcc三个字母的那部分前缀赋给这个变量就行。

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

5.开始编译

        我使用4线程来编译内核镜像，耗时约几分钟

make ARCH=arm -j4

         还有设备树需要编译，这个的编译就比较快了。不需要多线程，才几个文件

make ARCH=arm dtbs

6.处置编译出的目标文件

        我们需要的是arch/arm/boot路径下的zImage，和arch/arm/boot/dts路径下的suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb。

        我们刚刚在uboot内已经指定了文件名和存储位置，这两个文件只要复制到sd卡的分区1内即可。例如我的操作是：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/  #挂载sd卡分区1到电脑/mnt路径
sudo cp arch/arm/boot/zImage /mnt/  
sudo cp arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb /mnt/
sudo umount /mnt/

编译rootfs

         我们使用buildroot来编译rootfs。你想在开发板使用的所有软件如vim gcc python等，都是在这个项目的配置菜单里启用，并编译进去。

        rootfs只要芯片架构的设置一样就可使用，所以这里我们使用默认配置，然后手动修改涉及芯片架构的部分。不添加任何软件，不新增对xx功能的支持。

1进入menuconfig

make menuconfig

menuconfig的操作方法：上下键在竖向选项间移动，左右键控制下面横向选项移动，回车执行横向的选项，按两下esc键返回，按空格选择启用选项。

2.修改选项

        首先按回车进入第一个Target options的选项，这里是设置编译的目标芯片架构的。我们只需要修改三项。

         Target Architecture 目标架构，选择ARM (little endian)

         Target Architecture Variant ，选择arm926t，即F1c100的内核。

         确保Enable VFP extension support项不被勾选。VFP是指硬件浮点计算单元，F1C100并没有。

-完成修改后如下图-

3.退出menuconfig

        按两次esc键退出menuconfig，记得它询问是否保存时要选yes，然后按回车

4.编译

        开始编译，这个耗时较长，中途还会自己下载所需软件，网速更拖长了时间。我电脑第一次编译花了一小时。

make

5.目标文件

        编译结果，是位于output/images/下的rootfs.tar。我们只要将这个压缩包内的东西解压到sd卡的分区2即可。例如我的操作是：   

sudo mount /dev/sdb2 /mnt/ #挂载sd卡分区2到电脑/mnt路径
sudo tar -xvf rootfs.tar -C /mnt/
sudo umount /mnt

sd卡内容总结

在sd卡8k偏移的地方存放着uboot

分区1里存放的是.dtb后缀的设备树文件与zImage。

分区2内存放着rootfs.tar解压后的内容

 只要全部编译正确，即可启动。