复刻Planck_Pi笔记

由夏天发布于八月 12 日 2025-08-12 分类: 编程开发标签: Linux 编辑

介绍

全志F1C200s是全志的一款高度集成、低功耗的移动应用处理器，可用于多种多媒体音视频设备中

F1C200s基于ARM 9架构，芯片集成了SiP的DDR，外围电路可以极其简单；它支持高清视频解码，包括H.264、H.263、MPEG 1/2/4等，还集成了音频编解码器和I2S/PCM接口，是一款开发简单、性价比较高的产品，也适合用来做入门级的Linux开发板。

F1Cxxxs芯片的上电启动顺序

芯片可以从SPI Flash或者SD-Card中启动，因为Flash容量较小可玩性不高，后文都是以SD卡启动为主的

参考：F1C100s启动时搜索SPI Flash的顺序？

上电后, f1c100s内部 BROM (芯片内置，无法擦除) 启动；
首先检查 SD0 有没有插卡, 如果有插卡就读卡 8k偏移数据，是否是合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
检测SPI0 NOR FLASH(W25QXXX, MX25LXXX) 是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
检测SPI0 NAND FLASH 是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
因为找不到任何可以引导的介质，系统进入usb fel 模式，可以用USB烧录了。

推荐直接使用我配置好的完整镜像，用Etcher等工具直接烧写到SD卡里即可以使用，方便又好用~

镜像的账户：

pi 密码：planck root 密码：planck 下面的教程是给需要自己配置uboot、内核、文件系统的人看的。

1. 配置编译环境

准备Docker开发环境为了最小化编译环境，这里采用Docker构建ubuntu20.04镜像的方式来搭建环境。Docker 比虚拟机运行效率高的多

首先需要自己安装一下Docker，然后pull一下Ubuntu官方的Docker镜像到本地，选择版本为ubuntu:20.04：

docker pull ubuntu:20.04

实际操作中使用了我自己预先配置好的本地镜像（安装了nano、ssh等软件，更新了国内的apt源等）

然后启动容器:

docker run -it --name planck-pi-env --network host \
-p 8022:22 \
-v /home/pengzhihui/WorkSpace:/workspace \
--privileged \
ubuntu:20.04

编译过程中需要的依赖

进入容器之后执行apt update核apt upgrade更新软件，接下来安装依赖的软件包:

sudo apt update

apt-get install xz-utils nano wget unzip build-essential git bc swig libncurses5-dev libpython3-dev libssl-dev pkg-config zlib1g-dev libusb-dev libusb-1.0-0-dev python3-pip gawk bison flex

交叉编译工具链

编译工具链官网：https://www.linaro.org/

或Arm GNU Toolchain，以linaro为例：进入support->downloads可以看到下载页面，点击GNU cross-toolchain binary archives，可以进入对应下载列表，可以看到各个版本的toolchain，这里我使用的latest-7/arm-linux-gnueabi/即gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x8664arm-linux-gnueabi即可。

下载

wget http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.2-2017.11/arm-linux-gnueabi/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz

解压

mkdir /usr/local/arm 
tar -vxf gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz -C /usr/local/arm

配置环境变量：

nano  ~/.bashrc

添加下面的变量：

PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin

使环境变量立即生效：

source ~/.bashrc

查询版本，确认安装成功

arm-linux-gnueabi-gcc -v

注意：GCC版本要大于 6；此处为获取交叉编译链为7.2.1版本，也可以自行下载其他版本。

配置完成后可以commit容器到镜像方便未来部署：

sudo docker commit planck-pi-env planck-pi-env.image
sudo docker save -o planck-pi-env.image.tar planck-pi-env.image

tf卡分区

在TF卡上构建系统之前，需要将TF卡进行分区与格式化。

首先查看电脑上已插入的TF卡的设备号

fdisk -l

若自动挂载了TF设备，先卸载（有多个分区则全部卸载）：

sudo umount /dev/sdb1...

进行分区操作：

sudo fdisk /dev/sdb

操作步骤如下：

若已存分区即按 d 删除各个分区

分两个分区

boot    32M     FAT16
rootfs  --      EXT4

boot 分区存 u-boot linux 内核和文件树 rootfs 分区存文件系统

通过 n 新建分区，第一分区暂且申请为32M用于储存uboot，和Linux内核，剩下的空间都给root-fs

第一分区操作：p 主分区、默认 1 分区、默认2048、+32M

n p [Enter] [Enter] [Enter] +32M

第二分区操作：p 主分区、3 分区、默认2048，剩下的全部分配

n p [Enter] [Enter] [Enter] [Enter]

w 保存写入并退出

分区格式化：

sudo mkfs.vfat /dev/sdb1 # 将第1分区格式化成FAT
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2 # 将第2分区格式化成EXT4

格式说明：

EXT4：只用于Linux系统的内部磁盘 NTFS：与Windows共用的磁盘 FAT：所有系统和设备共用的磁盘

也可以使用GParted等软件做图形化的操作

sudo apt-get install gparted -y

2. uboot

下载u-boot源码

这里使用荔枝派的 u-boot

git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git -b nano-v2018.01
cd u-boot
//git branch -a
//git checkout nano-v2018.01

修改编译器工具

在uboot顶层Makefile的248行左右，添加默认编译器，就可以直接用make编译省去后面的参数了:

vim Makefile

ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?= 
endif

ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-

vim 显示行号命令 :set number

在uboot根目录进行编译配置为不带spi，来在根目录生成.config

make licheepi_nano_defconfig

图形化配置

make menuconfig
#Enable boot arguments
console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw
#bootcmd value
load mmc 0:1 0x80008000 zImage;load mmc 0:1 0x80c08000 suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb;bootz 0x80008000 - 0x80c08000;

回到uboot根目录进行编译

make -j4

确定已经生成了u-boot-sunxi-with-spl.bin文件

使用dd将u-boot-sunxi-with-spl.bin烧写进第一分区：

sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8

注意：这里的bs=1024 seek=8是添加了8192字节的偏移，之所以要加8K偏移是因为FSBL也就是bootROM里面硬写死了会从设备的8K地址处加载SPL，然后进入uboot。因此上面烧写的时候，指定的偏移地址一定是相对于储存设备硬件的偏移，而不是相对于分区的偏移！

8K的来源是参考buildroot-mangopi-r/board/allwinner/generic/genimage-sdcard.cfg文件的描述offset = 0x2000。

是否单独划分一个uboot分区其实不重要，因为烧写的时候直接覆盖了

关于genimage的使用，可以参考billdroot官方的文档描述：The Buildroot user manual 。

对于boot分区完挂载之后直接把zImage和dtb文件放进去就行了，至于如何指定内核镜像和设备树所在分区，可以参考configs/uboot.env里面的配置，启动的时候相关参数是在这里被传递给内核的。

3. linux kernel

将下载的linux.tar.gz上传到虚拟机中。下载链接

提取码：f1g3

# 解压

tar -zxvf linux.tar.gz

进入源码文件夹

cd linux-nano-5.2-tf

编译

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j4

将zImage和suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts复制到boot分区

对于内核的FAT分区，分区完挂载之后直接把zImage和dtb文件放进去就行了，至于如何指定内核镜像和设备树所在分区，可以参考configs/uboot.env里面的配置，启动的时候相关参数是在这里被传递给内核的

4 rootfs

由于F1C200s的RAM只有64M，无法支持像是Ubuntu-Core这样的文件系统（最低RAM需求512M），所以一般只能用buildroot来生成简单的文件系统，或者裸机开发。

但是为了方便地使用Debian系的丰富软件，我们可以自己构建Debian最小系统，最小rootfs在180MB左右。

安装构建文件系统的工具主要有两个：

一个是qemu用来模拟ARM9的芯片架构，基于qemu模拟器可以在x86的宿主机上通过chroot切换到ARM环境然后完成root-fs的各种配置。
一个是debootstrap ，用来构建Debian文件系统。

配置构建环境

运行下面的命令安装软件：

apt install qemu-user-static  
apt install debootstrap

注意：上述软件都是需要在安装了交叉编译环境的Docker容器下运行的或者你的linux虚拟机，否则编译出来的文件系统上版运行的时候会报格式错误

构建Debian文件系统

构建文件系统之前，需要知道我们想要构建哪个版本的文件系统，这里从Debian 全球镜像站选择访问速度快的源，这里使用华为源：mirrors.huaweicloud.com。

注意：选择的源需要支持硬件架构armel，因为F1Cxxxs是armel架构的芯片。

关于不同架构的区别：

armel：arm eabi little endian的缩写，针对旧的 32 位 ARM 处理器，而不支持硬件浮点单元（FPU）

armhf：arm hard float的缩写，仅适用于较新的 32 位 ARM 处理器，其至少实现了 ARMv7 架构，且支持 ARM 矢量浮点规范（VFPv3）第 3 版

arm64：适用于 64 位 ARM 处理器，64位的arm默认就是hf的，其至少实现了 ARMv8 架构

然后就是debian的版本，使用最新的buster：

debootstrap是debian/ubuntu下的一个工具，用来构建一套基本的系统(根文件系统)。生成的目录符合Linux文件系统标准(FHS)

mkdir rootfs
cd rootfs
# 构建文件系统 从华为源下载
sudo debootstrap --foreign --verbose --arch=armel  buster rootfs-debian http://mirrors.huaweicloud.com/debian/

cd rootfs-debian
# 挂载
mount --bind /dev dev/
mount --bind /sys sys/
mount --bind /proc proc/
mount --bind /dev/pts dev/pts/

cd ..

cp /usr/bin/qemu-arm-static rootfs-debian/usr/bin/
chmod +x rootfs-debian/usr/bin/qemu-arm-static
LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs-debian /debootstrap/debootstrap --second-stage --verbose
LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs-debian

注意：前文启动Docker容器的时候，一定要加--privileged参数，否则上面mount指令会报权限错误。

配置文件系统

通过下面的命令进入chroot环境：

LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs-debian

上面最后一条命令chroot完成，此时可以用apt-get等命令给文件系统安装需要的软件包，修改root登录密码等操作

apt install net-tools usbutils ssh

passwd root
# 修改密码

nano /etc/ssh/sshd_config
# 添加SSH权限，修改为PermitRootLogin yes

可能会出现无法使用方向键的问题，输入bash命令进入bash窗口即可。

打包文件。

当所有的内容制作完成，就可以清理缓存，打包之后就可以替换你的文件系统了

apt clean
exit  #退出chroot
sudo rm rootfs-debian/usr/bin/qemu-arm-static

卸载刚在挂载的文件夹。

cd rootfs-debian
//sudo umount   dev/pts/
sudo umount   dev/
//sudo umount   sys/
//sudo umount   proc/
//sudo umount   dev/pts/

把文件系统并复制到 SD 卡的 rootfs 分区

sudo tar -cvf ../rootfs.tar .    #要注意那个.  代表当前目录rootfs-debian
cd ..
sudo cp rootfs.tar /media/ly/rootfs     #拷贝到 rootfs 分区 ly换成你的用户名 
cd /media/ly/rootfs 
sudo tar -xvf rootfs.tar
sudo rm rootfs.tar

planckpi操作

通过串口连接pc进行操作，使用串口工具可以看到 pi 的启动信息

通过串口完成以下操作

修改主机名

HOSTNAME=lycraftpi          #lycraftpi可以换成别的名字
echo $HOSTNAME > /etc/hostname
echo $HOSTNAME > /proc/sys/kernel/hostname
sed -i '/localhost/s/$/\t'"$HOSTNAME"'/g' /etc/hosts
# 查看Debian版本号
cat /etc/os-release

启用swap

芯片的SiP内存只有64MB，大部分情况下都不够用，所以需要开启swap使用内存卡的一部分空间来作为交换内存。

通过free -m来查看下内存使用状况：

# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:             54          15           6           0          31          34
Swap:             0           0           0

创建一个自定义的目录 /opt/images/：

mkdir /opt/images/
rm -rf /opt/images/swap

创建一个需要内存大小的文件，如512M：

dd if=/dev/zero of=/opt/images/swap bs=1M count=512

把创建的文件变成SWAP分区并启用：

mkswap /opt/images/swap #mkswap可将磁盘分区或文件设为Linux的交换区
swapon /opt/images/swap #swapon命令用于激活Linux系统中交换空间

Linux系统的内存管理必须使用交换区来建立虚拟内存

free -m看看SWAP是否生效，ok的话设置开机自动挂载swap：

nano /etc/fstab

添加一行：
/opt/images/swap swap swap defaults 0 0

配置USB虚拟网卡永久静态ip

vim /etc/network/interfaces

# 添加以下内容  
allow-hotplug usb0
auto usb0
iface usb0 inet static
address 192.168.2.100
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.2.1

# 这里网段是可以修改的，但是要和虚拟机一个网段

# 启用网卡
ifup usb0

# 开机自启
vim /etc/init.d/rcS

# 添加以下内容
ifup lo
ifup usb0

配置DNS

vim /etc/resolv.conf
# 在nameserver下添加
nameserver 223.5.5.5        #阿里的DNS

增加开机自启脚本

文件系统中的/etc/init.d负责linux的服务的开启和关闭等，为了能使系统开机自动运行一些脚本和命令，这里介绍如何新添加一个自启动项。

首先我们创建一个文件/etc/init.d/runOnBoot，内容如下：

#!/bin/sh /etc/init.d/runOnBoot
### BEGIN INIT INFO
# Provides: runOnBoot Required-Start: $local_fs $syslog $network
# Required-Stop: $local_fs $syslog $network Default-Start: 2 3 4 5
# Default-Stop: 0 1 6 Short-Description: runOnBoot startup Description:
# runOnBoot auto startup 1.0
### END INIT INFO

#------------------------------------------------------------------------------
swapon /opt/images/swap

mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/gg
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/gg
echo "0x0502" > idVendor
echo "0x3235" > idProduct
mkdir functions/rndis.rn0
mkdir configs/c1.1
ln -s functions/rndis.rn0 configs/c1.1/
echo "musb-hdrc.1.auto" > UDC
ifconfig usb0 192.168.137.2
ifconfig usb0 up
route add default gw 192.168.137.1


# Demo to run a script ↓
# script_path=/home/start.sh
# if [ ! -r ${script_path} ]; then
#     echo ${script_path} not existing;
# fi
# . ${myStart_spaddr}

#------------------------------------------------------------------------------

给文件添加可执行权限：

chmod +x /etc/init.d/runOnBoot

最后要添加软链接：

ln -s /etc/init.d/runOnBoot /etc/rc2.d/S99runOnBoot

/etc/rc.d/rc0.d/～/etc/rc.d/rc6.d/文件夹的含义不同，S开头代表是开启时处理的脚本，按照后面紧跟的数字进行按顺序启动，S99则是最后进行启动。

linux虚拟机ssh连接pi

通过虚拟机设置 pi 的IP 地址

sudo vim /etc/network/interfaces

#添加以下内容
allow-hotplug ens35u1
auto ens35u1
iface ens35u1 inet static
address 192.168.2.1
netmask 255.255.255.0

#重启下

#输入以下指令后planckpi就可以上网了
echo 1 | sudo tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward > /dev/null
sudo iptables -P FORWARD ACCEPT
sudo iptables -A POSTROUTING -t nat -j MASQUERADE -s 192.168.2.0/24

接下来通过ssh连接到planckpi玩耍吧

ssh root@192.168.2.100

ping www.baidu.com

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发表时间：2025年8月12日 11:29

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2. uboot

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构建Debian文件系统

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