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丨晋丨

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《保姆级教程》全志F1C100S/F1C200S spi-flash 启动全流程适配烧录及踩坑指南

• 通过参考荔枝派nano官方和论坛大佬的帖子，总结了烧录 spi-flash 启动的方法。

• 通过搜寻资料，把其中有错误或者做了多余的操作的步骤做了修正，以免大家再次踩坑，耗费青春。

• 以下包括 uboot、kernel、buildroot 和 烧录的详细步骤和需要注意的问题，尽量精简方法，以期容易上手和理解。

• 各种配置项也做了详细注释，要知其然，也知其所以然。

• 最理想的状态应该是是：有的坑，踩的人多了，也便没有了坑。

论坛不太好排版，有需要的也可以去我的博客看:P：全志F1C100S/F1C200S学习笔记（11）——spi-flash 启动全流程适配烧录及踩坑指南

正文开始

分区规划

分区序号	分区大小              分区作用	     地址空间及分区名
mtd0	        1MB (0x100000)        spl+uboot	     0x0000000-0x0100000 : “uboot”
mtd1	        64KB (0x10000)        dtb文件        0x0100000-0x0110000 : “dtb”
mtd2	        4MB (0x400000)        linux内核	     0x0110000-0x0510000 : “kernel”
mtd3	        剩余 (0xAF0000)       根文件系统     0x0510000-0x1000000 : “rootfs”

uboot 配置和编译

这种方法只需要修改配置就行，不需要修改源码和设备树：
这里只写使spi-flash需要做的修改，详细配置参考：全志F1C100S/F1C200S学习笔记（3）——u-boot编译与烧录

git clone https://gitee.com/LicheePiNano/u-boot.git -b nano-v2018.01&&cd u-boot
make licheepi_nano_spiflash_defconfig
make menuconfig

# 对应 `CONFIG_BOOTCMD` 的宏定义
# 选中 然后 run distro_bootcmd 修改为以下参数
[*] Enable a default value for bootcmd
	(sf probe 0 50000000; sf read 0x80C00000 0x100000 0x4000; sf read 0x80008000 0x110000 0x400000; bootz 0x80008000 - 0x80C00000) bootcmd value

# 对应 `CONFIG_BOOTARGS` 的宏定义
[*] Enable boot arguments
	(console=ttyS0,115200 earlyprintk panic=5 rootwait; mtdparts=spi32766.0:1M(uboot)ro,64k(dtb)ro,4M(kernel)ro,-(rootfs) root=/dev/mtdblock3 rw rootfstype=jffs2)    Boot arguments

参数说明

# 初始化Flash设备（CS拉低）
sf probe 0 50000000;
# 从flash0x100000（1MB）位置读取dtb放到内存0x41800000偏移处。
sf read 0x41800000 0x100000 0x10000; 
# 从flash0x110000（1MB+64KB）位置读取dtb放到内存0x41000000偏移处。
sf read 0x41000000 0x110000 0x400000; 
# 启动内核
bootz 0x41000000 （内核地址）- 0x41800000（dtb地址） 

# 在串口0上输出信息，如果要用串口1做控制台就改为 console=ttyS1
# 由于在kernel刚启动的过程中，还没有为串口等设备等注册console（在device probe阶段实现），此时无法通过正常的console来输出log。
# early console机制，用于实现为设备注册console之前的早期log的输出。
# earlyprintk 是基于 early console的基础上实现
console=ttyS0,115200 earlyprintk panic=5 rootwait

# spi32766.0是设备名，后面是分区大小，名字，读写属性。
# 根文件系统是mtd3；jffs2格式  root=31:03 等同于 /dev/mtdblock3 指的是mtd设备第三分区
mtdparts=spi32766.0:1M(uboot)ro,64k(dtb)ro,4M(kernel)ro,-(rootfs) root=31:03 rw rootfstype=jffs2 

说明
1. 重要！！！官方文档这里有错误，不是 "sf probe 0:50000000; " ，应该是 "sf probe 0 50000000; "
2. root=/dev/mtdblock3 也可以用 root=31:03 表示。
3. mtdparts=spi32766.0:1M(uboot)ro,64k(dtb)ro,4M(kernel)ro,-(rootfs) 是FLASH分区，分区指定也可以在dts中声明。即修改内核源码目录下的 ./arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts。

添加FLASH支持_xt25f128b
由于我这开发板的FLASH没在支持列表（xt25f128b），所以需要自己添加，不然的话启动后报错 SF: unrecognized JEDEC id bytes: 0b, 40, 18。

# 显示spiflash的信息 
$ sudo sunxi-fel spiflash-info
Manufacturer: Unknown (0Bh), model: 40h, size: 16777216 bytes.

修改 u-boot/drivers/mtd/spi/spi_flash_ids.c，根据上面查询的信息增加 xt25f128b:

const struct spi_flash_info spi_flash_ids[] = {
    ...
	{"w25q128fw",	   INFO(0xef6018, 0x0,	64 * 1024,   256, RD_FULL | WR_QPP | SECT_4K) },
	{"xt25f128b",	   INFO(0x0b4018, 0x0,	64 * 1024,   256, RD_FULL | WR_QPP | SECT_4K) },
    ...
};

修改 u-boot/arch/arm/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts：

&spi0 {
	...
	flash@0 {
        ...
		compatible = "winbond,xt25f128b", "jedec,spi-nor";
		...
	};
};

kernel 配置

这里只写使用spi-flash需要做的修改，详细配置参考：
全志F1C100S/F1C200S学习笔记（5）——主线Linux编译
全志F1C100S/F1C200S学习笔记（6）——设备树添加节点

# 以下适配了 800*480屏幕 和 xt25f128bflash
git clone https://gitee.com/LicheePiNano/Linux.git && cd linux/
wget http://dl.sipeed.com/LICHEE/Nano/SDK/config
cp config .config
make menuconfig

File systems  --->
	[*] Miscellaneous filesystems  --->
		<*>   Journalling Flash File System v2 (JFFS2) support	# 打开jffs2的文件系统支持
		(0)     JFFS2 debugging verbosity (0 = quiet, 2 = noisy)
		[*]     JFFS2 write-buffering support
		[ ]     JFFS2 summary support
		[ ]     JFFS2 XATTR support
		[ ]     Advanced compression options for JFFS2
Device Drivers  --->
	<*> Memory Technology Device (MTD) support  --->
		<*>   Command line partition table parsing	# 勾选，用来解析uboot传递过来的flash分区信息。（如果 bootarg 是用的我的方法一就需要勾选）
		<*>   Caching block device access to MTD devices	# 勾选，读写块设备用户模块
		<*>   SPI-NOR device support  --->
			[ ]   Use small 4096 B erase sectors	# 取消勾选，否则jffs2文件系统会报错

注：

• lichee官方的u-boot 中 kernel cmdline 使用jffs2格式的 mtdblock3 作为rootfs，但config中没有打开mtdblock设备接口。所以需要勾选 Caching block device access to MTD devices。

• mkfs.jffs2 使用的最小擦除尺寸是 8KB，而spi flash的扇区大小是 4KB，所以按照扇区擦除的话，会无法使用，所以必须使用块擦除。即勾选 Use small 4096 B erase sectors。，这样以后添加FLASH也不用再修改源文件 linux/drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c 了

• 如果不勾选 Caching block device access to MTD devices，会卡在 Waiting for root device /dev/mtdblock3。

添加FLASH支持_xt25f128b
修改文件 linux/drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c ：，在 { "w25q128", INFO(0xef4018, 0, 64 * 1024, 256, SECT_4K) }下面添加：

{ "xt25f128b", INFO(0x0b4018, 0, 64 * 1024, 256, SECT_4K) },

buildroot 配置

参考：全志F1C100S/F1C200S学习笔记（7）——根文件系统编译

git clone https://gitee.com/LicheePiNano/buildroot-2017.08.git
cd buildroot-2017.08/
make menuconfig

Target options  --->
	Target Architecture (ARM (little endian))  --->
	Target Architecture Variant (arm926t)  --->
Toolchain  ---> 
	C library (musl)  --->
System configuration  --->
	(gateway) System hostname	# 主机名，随便改
	(Welcome to gateway) System banner	# 欢迎语，随便改
	[*] Enable root login with password (NEW)
		(123456) Root password	# 登录密码，随便改
	[*] remount root filesystem read-write during boot (NEW)	# 重新挂载根文件系统到可读写
	[*] Install timezone info	# 安装时区信息，可选
		(asia) timezone list
		(Asia/Shanghai) default local time	
Target packages  --->
	System tools  --->
	[*] util-linux  --->
		[*]   mount/umount	# 访问其它文件系统中的资源，如果要用overlayfs，那就要用这个挂载

** 生成 rootfs.jffs2 格式的rootfs，打开后会自动下载 mtd-utils 软件包。 **
看官方和论坛生成 rootfs.jffs2 格式的rootfs 都是自己再次打包的，其实 buildroot 可以直接选择生成这个格式的 rootfs ：

Filesystem images  --->
	[*] jffs2 root filesystem
			Flash Type (Parallel flash with 64 kB erase size)  ---> # 具有64 kB擦除大小的并行闪存 -e 参数
		[*]   Do not use Cleanmarker	# 用于标记一个块是_完整地_被擦除了。 -n 参数 Do not use cleanmarkers if using NAND flash or Dataflash where the pagesize is not a power of 
		[*]   Pad output
			(0xAF0000) Pad output size (0x0 = to end of EB) 	# 指定 jffs2 分区总空间 -p（--pad） 参数
		Endianess (little-endian)  --->
		[ ]   Produce a summarized JFFS2 image (NEW)	# 生成镜像的
		[*]   Select custom virtual memory page size
		(0x100) Virtual memory page size	# 虚拟内存页大小	-s 参数

当然，要自己用命令行手动生成方法也列在下面，并做了详细注释：（要把内核模块直接打包进文件系统还是要自己动手）

# 下载jffs2文件系统制作工具
sudo apt-get install mtd-utils

# 解压
# -C 当前目录的绝对目录
mkdir rootfs && sudo tar -xvf rootfs.tar -C ./rootfs

# 生成 rootfs.jffs2
# -r ：指定要做成image的目录名
# -o : 指定输出image的文件名
# -s ：页大小 0x100 256 字节
# -e ：块大小 0x10000 64k
# -p ：或--pad 参数指定 jffs2 分区总空间
# 由此计算得到 0x1000000(16M)-0x10000(64K)-0x100000(1M)-0x400000(4M)=0xAF0000
# -n 如果挂载后会出现类似：CLEANMARKER node found at0x0042c000 has totlen 0xc != normal 0x0  的警告，则加上-n 就会消失。
# jffs2.img 是生成的文件系统镜像
sudo mkfs.jffs2 -s 0x100 -e 0x10000 -p 0xAF0000 -r rootfs -o rootfs.jffs2 -n

# 为根文件系统制作jffs2镜像包
sudo mkfs.jffs2 -s 0x100 -e 0x10000 -p 0xAF0000 -d rootfs/ -o jffs2.img
# 或者
sudo mkfs.jffs2 -s 0x100 -e 0x10000 --pad=0xAF0000 -d rootfs/ -o jffs2.img

烧录

sunxi-fel使用方法看这里：全志sunxi-tools烧录工具安装和使用
烧录单独镜像

sudo sunxi-fel -p spiflash-write 0 ./u-boot/u-boot-sunxi-with-spl.bin   
sudo sunxi-fel -p spiflash-write 0x0100000 ./linux/arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-licheepi-nano.dtb
sudo sunxi-fel -p spiflash-write 0x0110000 ./linux/arch/arm/boot/zImage 
sudo sunxi-fel -p spiflash-write 0x0510000 ./buildroot-2017.08/output/images/rootfs.jffs2

烧录完整镜像
16M 大小flash镜像打包脚本：nano_flash_dd.sh
先用脚本打包成 flashimg.bin：

# 下载jffs2文件系统制作工具
sudo apt-get install mtd-utils
# 给脚本权限
chmod 777 nano_flash_dd.sh
# 加 sudo，不然会报错 tar: 由于前次错误，将以上次的错误状态退出
sudo ./nano_flash_dd.sh

在执行以下命令烧录：

sudo sunxi-fel -p spiflash-write 0 flashimg.bin

最近编辑记录 丨晋丨 (2021-12-16 17:09:33)

丨晋丨

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Re: 《保姆级教程》全志F1C100S/F1C200S spi-flash 启动全流程适配烧录及踩坑指南

关于 spi-flash 方式的配置等可以参考的资料链接如下：
荔枝派Nano | spi-flash 启动适配
荔枝派Zero | SPI Flash 系统编译
荔枝派Zero | jffs2文件系统挂载不上的常见原因
荔枝派Zero | Zero Spi Nor Flash启动系统制作指南
sipeed | spi_flash编译
lichee nano官方linux config文件踩坑与填坑（常见配置误区）
荔枝派nano(f1c100s)的SPI-Flash系统编译创建全过程

问题解决汇总

这一楼就当成问题解决汇总楼层吧，方便大家踩到坑快速解决
跟博客同步更新：全志F1C100S/F1C200S学习笔记（12）——问题解决汇总

问题1：

$ sudo sunxi-fel ver
Warning: no 'soc_sram_info' data for your SoC (id=1663)
AWUSBFEX soc=00001663(unknown) 00000001 ver=0001 44 08 scratchpad=00007e00 00000000 00000000

解决：
sunxi-tools 分支不对，用 git checkout 切换分支，具体可查看 全志sunxi-tools烧录工具安装和使用

问题2：

SF: unrecognized JEDEC id bytes: 0b, 40, 18
*** Warning - spi_flash_probe_bus_cs() failed, using default environment

解决：
uboot没有板上使用的FLASH支持，参考 1 楼的添加FLASH支持章节。
识别成功后会显示：

SF: Detected xt25f128b with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 16 MiB

问题3：

spi_flash@0:50000000: failed to activate chip-select 50000000
SF: error -2 reading JEDEC ID
Failed to initialize SPI flash at 0:50000000 (error -2)
No SPI flash selected. Please run `sf probe'
No SPI flash selected. Please run `sf probe'

解决：
上面说了，官方文档的错误，"sf probe 0:50000000; " ，修改为 "sf probe 0 50000000; "

问题4：

日志中有dts中的spiflash 分区信息打印，但仍然卡在 waiting for rootfs
解决：
内核配置：

Device Drivers  --->
	<*> Memory Technology Device (MTD) support  --->
		<*>   Caching block device access to MTD devices	# 勾选，读写块设备用户模块
        [*] SPI support  --->
               < >   Allwinner A10 SoCs SPI controller   # 取消勾选
               <*>   Allwinner A31 SPI controller   # 勾选

问题5：

[    1.476051] VFS: Cannot open root device "mtdblock3" or unknown-block(31,3): error -19
[    1.484131] Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
[    1.492542] 1f00            1024 mtdblock0 
[    1.492554]  (driver?)
[    1.499197] 1f01              64 mtdblock1 
[    1.499208]  (driver?)
[    1.505747] 1f02            4096 mtdblock2 
[    1.505753]  (driver?)
[    1.512349] 1f03           11200 mtdblock3 
[    1.512358]  (driver?)

解决：

• 这个问题一般是 flash分区信息 没有正确配置导致的。

• 如果 bootarg 是用的我的传参方法配置的，内核需要勾选上mtd的 <*> Command line partition table parsing 支持，该项是用来解析uboot传递过来的flash分区信息。

• 没添加对jffs2文件系统的支持，需要勾选 File systems ‣ Miscellaneous filesystems ‣ Journalling Flash File System v2 (JFFS2) support

最近编辑记录 丨晋丨 (2021-12-16 20:06:16)