為pcDuino3 Nano構建Linux 4.x + Lubuntu操作系統

本文參考eewiki上A20-OLinuXino-LIME的系統構建流程，為pcDuino3 Nano Lite交叉編譯Mainline U-Boot和Kernel 4.x，并運行Lubuntu 14.04圖形桌面。

兔子使用的交叉編譯主機環境為Xeon E5620服務器和Ubuntu Server 14.04 64-bit操作系統，而交叉編譯需要的Linaro GCC為32-bit版本，因此需要安裝相關32-bit庫。

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo apt-get install libc6:i386 libstdc++6:i386 libncurses5:i386 zlib1g:i386

下載交叉編譯工具，并將環境變量CC設置為編譯器的路徑和名稱前綴。

wget -c https://releases.linaro.org/14.09/components/toolchain/binaries/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.9-2014.09_linux.tar.xz

tar xf gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.9-2014.09_linux.tar.xz

export CC=`pwd`/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.9-2014.09_linux/bin/arm-linux-gnueabihf-

深入命令查看GCC版本來驗證交叉編譯工具的配置，如果報錯請檢查32-bit庫是否安裝正確。

${CC}gcc --version

編譯U-Boot

從U-Boot官方Git倉庫下載U-boot源碼。

git clone git://git.denx.de/u-boot.git

cd u-boot/

git checkout v2015.10 -b tmp

使用pcDuino 3 Nano的配置文件進行配置。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} distclean

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} Linksprite_pcDuino3_Nano_defconfig

編譯U-Boot，這里采用4線程加速編譯。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CC} -j4

編譯完成后，在U-Boot目錄下會生成u-boot-sunxi-with-spl.bin文件，即為包含了A20初級Bootloader和U-Boot的鏡像。

編譯Linux 4.x Kernel

eewiki上使用了Robert Nelson編寫的編譯腳本來簡化Kernel編譯過程。下載編譯腳本，并根據需要選擇要編譯的Kernel版本。本例使用4.1.x版本。

git clone https://github.com/RobertCNelson/armv7-lpae-multiplatform

cd armv7-lpae-multiplatform/

選擇Linux 4.1.x Longterm版：

git checkout origin/v4.1.x -b tmp

選擇Linux 4.2.x Stable版：

git checkout origin/v4.2.x -b tmp

選擇Linux 4.3.x Prepatch版：

git checkout origin/v4.3.x -b tmp

運行build_kernel.sh腳本開始編譯。腳本會自動下載并配置交叉編譯工具，從Kernel官方Git倉庫下載源碼并開始編譯。

./build_kernel.sh

期間會進入menuconfig界面。由于腳本是為多平臺設計的，用戶可以根據需要裁剪不需要的平臺和模塊支持。

編譯完成后，在deploy目錄下會生成zImage鏡像文件，modules和firmware壓縮包。

獲取RootFS

eewiki提供了兩種可供選擇的精簡版根文件系統，分別為Ubuntu 14.04和Debian 8。本文選擇使用Ubuntu系統。下載并解壓rootfs：

wget -c https://rcn-ee.com/rootfs/eewiki/minfs/ubuntu-14.04.3-minimal-armhf-2015-09-07.tar.xz

tar xf ubuntu-14.04.3-minimal-armhf-2015-09-07.tar.xz

另附Dibian 8的下載地址：

https://rcn-ee.com/rootfs/eewiki/barefs/debian-8.2-bare-armhf-2015-09-07.tar.xz

制作啟動SD卡(MicroSD)

將TF卡通過USB讀卡器連接編譯主機，清除分區表sdX為對應的SD卡設備，如果使用主機自帶的讀卡器，則可能識別為mmcblkX。

sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdX bs=1M count=10

通過gparted或fdisk等工具為SD卡重新分區并格式化SD卡，本例使用Sandisk 8GB Class10 MicroSD卡。

分區后向SD卡寫入編譯好的Bootloader。

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

掛載SD卡分區。

sudo mkdir -p /media/boot/

sudo mkdir -p /media/rootfs/

sudo mount /dev/sdX1 /media/boot/

sudo mount /dev/sdX2 /media/rootfs/

將deploy目錄下的zImage文件復制到BOOT分區，同時將設備樹文件也解壓到BOOT分區，此處文件名中的kernel_version會根據不同的Kernel版本發生變化。

sudo cp deploy/(kernel_version).zImage /media/boot/zImage

sudo tar xfv deploy/(kernel_version)-dtbs.tar.gz -C /media/boot/

(這里還沒有找到選擇編譯Nano設備樹的配置，本例實際使用的文件是從網上找到的：https://github.com/Thermionix/arch-satnav/blob/master/uBoot-pcDuino-Nano/sun7i-a20-pcduino3-nano.dtb)

在BOOT分區新建一extlinux目錄和配置文件。

sudo mkdir -p /media/boot/extlinux/

sudo nano /media/boot/extlinux/extlinux.conf

配置用于指定Kernel、Device Tree和RootFS位置，其內容如下：

label Linux 4.x

kernel ../zImage

append root=/dev/mmcblk0p2

fdtdir ../

最后復制根文件系統到第二個分區。

sudo tar xfvp ubuntu-14.04.3-minimal-armhf-2015-09-07/armhf-rootfs-ubuntu-trusty.tar –C /media/rootfs

將編譯Kernel生成的驅動模塊也復制到該分區。

修改根文件系統分區下的etc/fstab文件，加入如下內容。

/dev/mmcblk0p2 / auto errors=remount-ro 0 1

/dev/mmcblk0p1 /boot auto errors=remount-ro 0 1

修改etc/network/interfaces文件自動配置網卡和DHCP。

auto lo

iface lo inet loopback

auto eth0

iface eth0 inet dhcp

卸載并移除SD卡。

sync

sudo umount /media/boot

sudo umount /media/rootfs

為pcDuino3 Nano連接USB 5V2A電源、HDMI顯示器、USB鍵盤鼠標，插入制作好的SD卡，上電啟動。

本系統從U-Boot開始就能夠支持HDMI、Ethernet和USB設備，因此除了從SD卡啟動操作系統外還可以選擇U盤或網絡啟動。Ubuntu系統啟動后停留在命令行登錄界面，默認的用戶名為ubuntu，密碼為temppwd。

安裝Lubuntu桌面

eewiki提供的Ubuntu為精簡版本，這樣一來用戶可以方便的選擇安裝不同的桌面。本文選擇Lubuntu桌面。

通過命令行界面登錄Ubuntu，然后從Ubuntu源在線安裝桌面。

suto apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo apt-get install lubuntu-desktop

經過漫長的安裝等待后，重啟系統就可以進入桌面了。