E2000 UEFI使用设备树方式启动linux系统

简介: E2000 UEFI使用设备树方式启动linux系统

科技背景_副本 公众号_副本.png

一、使用Buildroot交叉编译生成E2000 Linux系统

详细请参考嵌入式软件部提供的 E2000 Linux 文件系统编译方法。

网址:https://gitee.com/phytium_embedded/phytium-linux -buildroot

在交叉编译环境(Ubuntu20.04_X86 虚拟机),首先安装好交叉编译工具链 (例如:gcc -linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu), 接着安装以下软件包:

$ sudo apt-get install debootstrap qemu-system-common qemu -user -static binfmt- support debian-archive-keyring

如果编译过程提示缺少组件,可以尝试安装下面的飞腾编译环境常用软件包:


$ sudo apt-get  install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc -multilib  build- essential chrpath socat cpio python3 python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils -ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev pylint3 xterm bison libncurses5-dev samba flex libssl -dev

进入 xxx 目录,下载 phytium-linux -buildroot,然后进入git创建的下一级目录phytium- linux -buildroot:

$ cd xxx/
$ git clone https://gitee.com/phytium_embedded/phytium-linux -buildroot.git 
$ cd phytium-linux -buildroot/
$ make list-defconfigs

这里编译带KDE桌面的Ubuntu文件系统:


$ make phytium_e2000_ubuntu_desktop_defconfig

编译文件系统:


$ make -j4

编译成功后镜像的输出位置 (包含根文件系统、内核和设备树) 位于 xxx/phytium-linux - buildroot/output/images 目录,下图用框出的表示需要使用到的文件。

正面.png

二、编译 UEFI烧录固件

本文档以飞腾参考板E2000Q_DEMO_DDR4_ONBOARD为对象,在交叉编译环境(Ubuntu20.04_X86 虚拟机),进入 E2000 UEFI 源码目录e2000-v1.2_20230324 ,根据硬 件设计修改UEFI 相关配置文件和源码,这里默认采用设备树(DT) 传输硬件设备信息。

DEFINE SETUP_RESOLUTION=RES_1024_768
DEFINE BOARD_TYPE=PHYTIUM_A       #### 板型定义
……
#DT_ENABLE : true - use devicetree, false - use acpi
DEFINE DT_OR_ACPI                         = DT           ### 设备树传参
……

依据板卡硬件,把本文档上面 Buildroot 编译出来的dtb文件e2000q-demo-board.dtb 拷贝到edk2-platforms/Platform/Phytium/CherryPkg/DeviceTree/ 目录下 ,然后修改CherryPkg.fdf 文件,更改SECTION RAW 指向的dtb文件为 e2000q -demo-board.dtb。

……
#
#Device Tree
#
!if $(DT_OR_ACPI) == "DT"
INF EmbeddedPkg/Drivers/DtPlatformDxe/DtPlatformDxe.inf
FILE FREEFORM = 25462CDA-221F-47DF-AC1D-259CFAA4E326 {
!if $(BOARD_TYPE) == "PHYTIUM_A"
SECTION RAW = $(PLATFORM_PACKAGE)/DeviceTree/e2000q-demo -board.dtb
!elseif $(BOARD_TYPE) == "PHYTIUM_B"
SECTION RAW = $(PLATFORM_PACKAGE)/DeviceTree/e2000d -test-b -ddr4.dtb
……

编译UEFI源码工程:

./uefi-tools/edk2-build.sh cherry -b DEBUG
###  或者
./uefi-tools/edk2-build.sh cherry -b RELEASE

编译成功后得到UEFI BL33 文件PHYTIUM.fd,然后再使用image-fix打包工具就可以打包得到E2000的烧录固件fip-all.bin。

三、创建UEFI启动的 Linux系统盘

在一台基于Linux发行版(例如:Ubuntu20.04) 的主机环境,挂载一块需要创建 E2000Q 参考板 Linux 系统盘的SATA 硬盘或U盘 (将制作成支持UEFI启动的Linux系统盘,会格式化硬盘,注意保存数据)。

制作步骤如下:

第 1 步:在终端下找到对应硬盘盘符,在本文档中,该硬盘为/dev/sdb,注意根据实际 情况替换相应设备。

第 2 步:在root用户下使用fdisk分区,删除原来所有分区后,重新创建EFI分区和根文件系统分区。

root@ubuntu:/# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util -linux 2.34).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Command (m for help): g
Created a new GPT disklabel (GUID: 0F998AE1-B834-6546-954C -8342300E3899).
Command (m for help): n                                                                                               Partition number (1-128, default 1):                                                                                First sector (2048-7946206, default 2048):                                                                      Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-7946206, default 7946206): +500M Created a new partition 1 of type 'Linux filesystem' and of size 500 MiB.
Command (m for help): t
Selected partition 1
Partition type (type L to list all types): 1
Changed type of partition 'Linux filesystem' to 'EFI System'.
Command (m for help): n                                                                                         Partition number (2-128, default 2):                                                                         First sector (1026048-7946206, default 1026048):                                                    Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (1026048-7946206, default 7946206): Created a new partition 2 of type 'Linux filesystem' and of size 3.3 GiB.
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 3.81 GiB, 4068474880 bytes, 7946240 sectors
Disk model: USB 2.0 Flash
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 0F998AE1-B834-6546-954C -8342300E3899
Device            Start         End Sectors   Size Type
/dev/sdb1         2048 1026047 1024000   500M EFI System
/dev/sdb2   1026048 7946206 6920159   3.3G Linux filesystem
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
root@ubuntu:/#

第 3 步:使用mkfs.vfat格式化EFI分区,使用mkfs.ext4 格式化根文件系统分区。

root@ubuntu:/# mkfs.vfat /dev/sdb1
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
root@ubuntu:/# mkfs.ext4 /dev/sdb2
mke2fs 1.45.5 (07-Jan-2020)
Creating filesystem with 865019 4k blocks and 216432 inodes
Filesystem UUID: b5c86dc5-fa21-4243-ab22-19cf781e8a84
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
root@ubuntu:/#

第 4 步:制作EFI分区,把bootaa64.efi 、grub.cfg 和内核Image拷贝到EFI分区:

root@ubuntu:/# mount /dev/sdb1 /mnt/
root@ubuntu:/# cp -rf image/ efi-part/* /mnt/
root@ubuntu:/# cp -rf image/Image /mnt/
root@ubuntu:/# ls /mnt/
EFI   Image
root@ubuntu:/# ls /mnt/EFI/BOOT/
bootaa64.efi   grub.cfg

使用vi或gedit编辑器,把grub.cfg文件修改为以下引导命令,这里需要注意的是,系统盘制作完毕后,挂载到E2000开发板后,EFI分区盘符识别为/dev/sda1、根文件系统为 /dev/sda2 (必须与 grub.cfg 文件匹配) 。

# Automatically created by OE
serial --unit=0 --speed=115200 --word=8 --parity=no --stop=1
search --no-floppy --set=root -l 'boot'
default=boot
timeout=10
menuentry 'Ubuntu 20.04.1 LTS'{
linux /Image LABEL=boot root=/dev/sda2 rw rootwait console=ttyAMA1,115200 }

修改完毕后保存退出,然后 umount /mnt。


第 5 步:制作Linux根文件系统分区,把Linux镜像文件解压缩到分区,示例如下:

root@ubuntu:/# mount /dev/sdb2 /mnt
root@ubuntu:/# tar xvf images/rootfs.tar -C /mnt
root@ubuntu:/# sync
root@ubuntu:/# ls /mnt
etc   media   root   srv   usr   bin   home   mnt   run   sys
var   boot   lib   opt   sbin   dev   proc   snap   tmp
root@ubuntu:/# umount /mnt

四、在 E2000 开发板上 UEFI 加载 Linux 系统

本文档以飞腾参考板E2000Q_DEMO_DDR4_ONBOARD为对象,E2000开发板烧录UEFI 固件,然后把制作好的 E2000 Linux 系统盘(SATA 硬盘或 U 盘) 挂载到 E2000 开发板上,电源上电,出现 UEFI界面后按F2 键,然后在 GRUB 界面选择从 Linux 系统盘启动,即可成功进入系统。

正面.png

五、如何使用新的dtb设备树文件加载系统 (可选)

使用新的dtb设备树文件,即不使用 UEFI 的 SECTION RAW 指向 dtb 设备树。

首先,mount 打开 EFI 分区,把新的 dtb 文件(例如:e2000q-demo-board-new.dtb)

拷贝到 EFI 分区的根目录下:

root@ubuntu:/# mount /dev/sdb1 /mnt/
root@ubuntu:/# cp -rf e2000q -demo-board -new.dtb /mnt/
root@ubuntu:/# ls /mnt/
EFI   Image   e2000q -demo-board -new.dtb

使用 vi 或 gedit 编辑器修改 grub.cfg 文件,添加 devicetree 一行描述。

# Automatically created by OE
serial --unit=0 --speed=115200 --word=8 --parity=no --stop=1
search --no-floppy --set=root -l 'boot'
default=boot
timeout=10
menuentry 'Ubuntu 20.04.1 LTS'{
linux /Image LABEL=boot root=/dev/sda2 rw rootwait console=ttyAMA1,115200
devicetree /e2000q-demo -board-new.dtb
}

修改完毕后保存退出,然后 umount /mnt,重启开发板。


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