NanoPi-NEO 全志H3移植Ubuntu 22.04 LTS、u-boot、Linux内核/内核树、mt7601u USB-Wi-Fi支持、配置CLion用于Linux驱动开发_ubuntu mt7601

前言

想在NanoPi-NEO上开发屏幕驱动，但是看了下文件目录发现没有内核树，导致最基础的file_operations结构体都无法使用，于是寻找内核树安装方法。但官方提供的内核为4.14太旧了apt找不到对应的linux-source版本(其实后面发现不需要用apt，可以在kernel.org上下载，但反正都装了那就当学习一下怎么移植了)，于是选择自己重新构建了整个系统。

1. 准备工作

1. x86_64 Linux 机器或者虚拟机。

如果是Apple Silicon Mac最好用UTM安装一个x86_64 Ubuntu server，因为本文使用的安装rootfs的工具仅x86_64系统可用。
当然也有buildroot和debootstrap方法。debootstrap感觉一般；buildroot或许会比本文方法更好用，但我没用，想使用这种方法可以考虑去参考这篇文章。

2. 一张sd卡。
3. 创建一个文件夹存放移植所需各种文件，如 ~/nanopi-neo。

2. 准备SD卡

1. 可以选择直接从 NanoPi-NEO 官网烧录一个镜像到SD卡，他会自动帮你分好区(不过也需要修改)，也可以手动操作。
2. 使用fdisk进行分区操作(假设这里SD卡是/dev/sdb，且已经烧录官方镜像)¹

sudo fdisk /dev/sdb

# 输入m查看各种命令
m
# 输入p打印分区情况
p
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3. 如图，sdb1是boot分区，sdb2是rootfs分区

4. 官方镜像可能会多一个sdb3存放userdata，需要删除后两个分区并格式化，下面展示将末尾分区删除。
   

5. 使用如下所示命令创建分区。
   

6. 其中sector部分延续sdb1的131071，第二个直接留空

7. 运行下面的命令将rootfs分区格式化

sudo mkfs.ext4 -L rootfs /dev/sdb2
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你也可以选择从头创建SD启动卡，关于这部分可以查看该教程，这里不做展开

3. 移植u-boot

1. 在 Github 上下载最新 u-boot.tar.gz，这里以2024.04为例²

2. 在 Arm GNU 官网按图寻找下载正确的交叉编译链。
   

3. 解压

cd nanopi-neo/
tar -vxzf u-boot-2024.04.tar.gz
tar -vxf arm-gnu-toolchain-13.2.rel1-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz
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4. 安装交叉编译链

# 修改交叉编译链文件名方便操作
mv arm-gnu-toolchain-13.2.rel1-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf arm-none-linux-gnueabihf

# 移动文件夹
sudo mkdir -p /usr/local/toolchains
sudo mv arm-none-linux-gnueabihf /usr/local/toolchains/

# 添加环境变量
vim .bashrc
# 添加以下三行
export PATH=/usr/local/toolchains/arm-none-linux-gnueabihf/bin/:$PATH
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf-
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5. 编译 u-boot

cd u-boot-2024.04/
# 生成配置文件
make nanopi_neo_defconfig
# 生成烧录文件 u-boot-sunxi-with-spl.bin
make -j8
# 烧录到SD卡
sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8 oflag=direct
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出现错误一般是有模块没有安装，可以自行搜索怎么安装

4. 移植kernel

1. 在 Kernel Archives 上下载最新的stable版本 Linux 内核，这里以6.8.7为例²
2. 编译配置文件

# 解压
cd ~/nanopi-neo/
tar -vxf linux-6.8.7.tar.xz

# 安装一些工具(可能不全，如果编译遇到缺工具就安装一下)
sudo apt-get install libncurses-dev gawk flex bison openssl libssl-dev dkms libelf-dev libudev-dev libpci-dev libiberty-dev autoconf dwarves bc

cd linux-6.8.7/
# 生成配置文件.config
make sunxi_defconfig
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3. 增加usb-wifi支持(本文以mt7601u为例)³

make menuconfig
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按下/搜索mt7601u，按enter进行搜索它所需的依赖项

截个屏或者拍个照，找到所有[=n]的对应内容按下y将它加入内核编译中

如果按y出现弹框，并且关闭弹框后发现是M不是*的话，记得用/寻找对应内容并一一加入内核编译。
如图是未配置进内核而是配置为module，需要寻找其他依赖项一一加入内核编译

一直按esc直到出现该界面，按enter选择保存配置

4. 编译zImage和sun8i-h3-nanopi-neo.dtb

# 编译时间大概1-2小时
make -j8
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5. 安装到SD卡中

sudo mount /dev/sdb1 /mnt
sudo cp arch/arm/boot/zImage /mnt/zImage
sudo cp arch/arm/boot/dts/allwinner/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb /mnt/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb
sync
sudo umount /mnt
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6. 将SD卡插入开发板中，进入u-boot命令行拉取内核启动⁴

setenv bootcmd 'fatload mmc 0 0x46000000 zImage; fatload mmc 0 0x48000000 sun8i-h3-nanopi-neo.dtb; bootz 0x46000000 - 0x48000000'
setenv bootargs "console=ttyS0,115200 earlyprintk root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rw rootwait"
saveenv
boot
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5. 移植rootfs

1. 在 Ubuntu cdimage 下载镜像⁵，本文使用Ubuntu 22.04 LTS，则进入jammy/daily/current/目录下载jammy-base-armhf.tar.gz
2. 创建文件夹并解压

cd ~/nanopi-neo/
mkdir temp
sudo tar -xpf jammy-base-armhf.tar.gz.tar.gz -C temp
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3. 安装qemu-user-static(就是这东西只支持x86_64，害我好几天配置不好)

sudo apt-get install qemu-user-static
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4. 准备工作

# 网络文件
sudo cp -b /etc/resolv.conf temp/etc/resolv.conf
# qemu文件
sudo cp /usr/bin/qemu-arm-static temp/usr/bin/

# 创建mount.sh文件
touch mount.sh
sudo vim mount.sh
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5. mount.sh文件内容如下

#!/bin/bash
mnt() {
	echo "MOUNTING"
	sudo mount -t proc /proc ${2}proc
	sudo mount -t sysfs /sys ${2}sys
	sudo mount -o bind /dev ${2}dev
	sudo mount -o bind /dev/pts ${2}dev/pts
}
umnt() {
	echo "UNMOUNTING"
	sudo umount ${2}proc
	sudo umount ${2}sys
	sudo umount ${2}dev/pts
	sudo umount ${2}dev
}

if [ "$1" == "-m" ] && [ -n "$2" ] ;
then
	mnt $1 $2
elif [ "$1" == "-u" ] && [ -n "$2" ];
then
	umnt $1 $2
fi
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很多教程这里会让你换国内源，但是我每次换源后apt很多东西装不上，因此请自行选择是否换apt源
关于换源方法见：清华 Ubuntu Ports 软件仓库

6. 使用chroot进入根目录

# 修改文件权限
chmod 777 mount.sh
# 运行.sh文件
./mount.sh -m temp/
# 切换root
sudo chroot temp
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7. 运行必要命令

# apt更新
apt update
apt upgrade
apt-get update

# 安装必要工具
apt install -y systemd
apt install vim sudo openssh-server net-tools network-manager
apt install ifupdown htop iputils-ping kmod rsync

# 添加用户
useradd -s '/bin/bash' -m -G adm,sudo username
# 添加用户密码
passwd username
# 添加root密码
passwd root

# 退出
exit
./mount.sh -u temp/
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8. 把内核源码复制到rootfs中

sudo cp -r linux-6.8.7/ temp/usr/src/
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9. 安装rootfs到SD卡

sudo mount /dev/sdb2 /mnt
sudo rm -rf /mnt/*
sudo cp -rp temp/* /mnt/
sudo umount /mnt/
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10. 插入SD卡，开机，首先连接网络

nmcli n
# 如果是disabled运行下面这行命令
nmcli n on
# 查看网络设备
nmcli dev
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wifi一般是正常的，eth0如果是unmanaged则运行该命令⁶

sudo nmcli dev set eth0 managed yes
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我这样成功了，但不保证一定可以。如果仍然不行可以看注脚的网址，那篇回答同时介绍了另一种方法

连接wifi

# 打开Wi-Fi
nmcli r wifi on
# 扫描附近Wi-Fi热点
nmcli dev wifi
# 连接Wi-Fi，替换SSID为Wi-Fi名，PASSWORD为Wi-Fi密码
nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" ifname wlx70f11c658d80
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配置静态ip

# 获取当前ip(假设获取到ip为192.168.31.102)
ifconfig
# 将当前ip设为静态ip
sudo nmcli con mod wlx70f11c658d80 ipv4.method manual ipv4.addr 192.168.31.102/24 ipv4.gateway 192.168.31.1 ipv4.dns 192.168.31.1
sudo reboot
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11. 解决中文乱码⁷

locale -a
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正常情况下这里应该只有C、C.utf8、POSIX，输入下面的命令

sudo dpkg-reconfigure locales
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按3下enter直到出现如图所示内容

输入下面这些数字并回车

# en_US, zh_CN, zh_SG
160 492 497
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选择自己想作为的系统主语言，回车，等待配置完成后重启即可。

12. 修改hostname

#修改文件第一行为自己想要的名字即可
sudo vim /etc/hostname
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6. 移植内核树

理论上只需要这样就可以了⁸

cd /usr/src/linux-6.8.7/
# 因为之前移植kernel编译过了，应该不用再make一遍了吧？
# 反正不行就再make一次(被打)
sudo make modules
sudo make modules_install
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题外话(配置Clion用于Linux驱动开发)

这篇文章起因是Clion无法找到file_operations结构体，但这样移植之后还是找不到。配置Clion远程开发的教程很多，比如这篇，这里不做赘述，仅提出我这个问题的解决办法：

1. 在CMakeLists.txt中加入这样一段

include_directories("/usr/src/linux-6.8.7/include/")
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2. File -> Reload CMake Project
3. Tool -> Resync with Remote Hosts

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---

1. ubuntu制作SD启动卡 ↩︎

2. 全志H3 | 移植主线最新uboot 2023.04和kernel 6.1.11到Nanopi NEO开发板 ↩︎ ↩︎

3. usbwifi网卡mt7601u驱动配置 ↩︎

4. Uboot命令 ↩︎

5. Ubuntu rootfs customization ↩︎

6. Ethernet device not managed ↩︎

7. 解决ubuntu系统中文乱码问题 ↩︎

8. 【Linux内核树】五步构建 ↩︎