【昉·星光 2 高性能RISC-V单板计算机体验】VisionFive2 SDK开发环境搭建

本文是在官方SDK仓的README基础上，在Ubuntu 22.04系统上搭建的开发环境。内容是对官方README.md的翻译，以及本人实验过程中的发现的缺失步骤的补充。

一、SDK简介

VisionFive2 SDK包含u-boot、OpenSBI、linux 内核、设备树、ramdisk 映像和 rootfs 映像等相关源码，Linux内核版本为 5.15。

VisionFive2 SDK顶层目录可以看到，主要有如下目录：

其中非常重要的五个目录为：

• buildroot，根文件系统源码
• linux，内核源码
• opensbi，SBI（Supervisor Binary Interface）源码，RISC-V特有的
• soft_3rdpart，三方IP的二进制软件包，例如GPU驱动等
• u-boot，bootloader源码

二、准备工作

主机系统，我用的是Ubuntu 22.04 Desktop。

apt软件源替换为科大镜像：

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy universe
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates universe
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates universe

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy multiverse
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy multiverse
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates multiverse
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates multiverse

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security main restricted
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security main restricted
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security universe
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security multiverse
# deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu jammy-security multiverse

替换软件源之后，更新包索引：

$ sudo apt update

安装必要的工具：

$ sudo apt-get install build-essential automake libtool texinfo bison flex gawk   \\
g++ git xxd curl wget gdisk gperf cpio bc screen texinfo unzip libgmp-dev       \\
libmpfr-dev libmpc-dev libssl-dev libncurses-dev libglib2.0-dev libpixman-1-dev \\
libyaml-dev patchutils python3-pip zlib1g-dev device-tree-compiler dosfstools   \\
mtools kpartx rsync

安装最新版的 git-lfs 支持：

$ curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/github/git-lfs/script.deb.sh | sudo bash
$ sudo apt-get install git-lfs

三、SDK源码获取

克隆官方的VisionFive2 SDK源码仓，然后更新各个子模块：

$ git clone https://github.com/starfive-tech/VisionFive2.git
$ cd VisionFive2
$ git checkout JH7110_VisionFive2_devel
$ git submodule update --init --recursive

**重要，**更新所有子模块仓中的LFS大文件：

$ git submodule foreach git lfs pull

PS：官方的README.md少了这一步骤，编译过程中发现有文件下载失败，网上搜索一圈后发现，这里需要下载LFS文件。

四、SDK源码构建

如果上述步骤都没有问题，则执行如下命令开始构建：

$ make -j$(nproc)

PS： buildroot构建过程中需要下载软件包，因此需要确保构建过程中网络畅通，否则将会失败。

另外，构建过程比较消耗CPU，如果是虚拟机，需要多分配一些CPU和内存资源。官方文档说——完成的构建树将消耗大约 18G 的磁盘空间。buildroot构建根文件系统的过程比较慢，可以通过编译目录大小大致估计进度。

该命令将会生成image.fit文件，并且会在 work/ 目录下生成u-boot-spl.bin.normal.out ， visionfive2_fw_payload.img 文件。

生成后，最终的 work目录布局如下：

work/
├── visionfive2_fw_payload.img
├── image.fit
├── initramfs.cpio.gz
├── u-boot-spl.bin.normal.out
├── linux/arch/riscv/boot
    ├── dts
    │   └── starfive
    │       ├── jh7110-visionfive-v2-ac108.dtb
    │       ├── jh7110-visionfive-v2.dtb
    │       ├── jh7110-visionfive-v2-wm8960.dtb
    │       ├── vf2-overlay
    │       │   └── vf2-overlay-uart3-i2c.dtbo
    └── Image.gz

buildroot、uboot、linux、busybox的配置命令：

$ make buildroot_initramfs-menuconfig   # buildroot initramfs menuconfig
$ make buildroot_rootfs-menuconfig      # buildroot rootfs menuconfig
$ make uboot-menuconfig                 # uboot menuconfig
$ make linux-menuconfig                 # Kernel menuconfig
$ make -C ./work/buildroot_initramfs/ O=./work/buildroot_initramfs busybox-menuconfig  # for initramfs busybox menuconfig
$ make -C ./work/buildroot_rootfs/ O=./work/buildroot_rootfs busybox-menuconfig        # for rootfs busybox menuconfig

用于构建单个包或模块的命令：

$ make vmlinux   # build linux kernel
$ make uboot     # build u-boot
$ make -C ./work/buildroot_rootfs/ O=./work/buildroot_rootfs busybox-rebuild   # build busybox package
$ make -C ./work/buildroot_rootfs/ O=./work/buildroot_rootfs ffmpeg-rebuild    # build ffmpeg package

编译成功后，命令行输出如下：

五、通过网络和u-boot运行

这里需要注意，主机和开发板的网络需要确保能够互通，可以通过ping命令测试。

Windows上的TFTP服务器可以使用tftpd64： https://pjo2.github.io/tftpd64/

启动过程中，敲回车进入u-boot命令行：

U-Boot SPL 2021.10 (Oct 31 2022 - 12:11:37 +0800)
DDR version: dc2e84f0.
Trying to boot from SPI

OpenSBI v1.0
   ____                    _____ ____ _____
  / __ \\                  / ____|  _ \\_   _|
 | |  | |_ __   ___ _ __ | (___ | |_) || |
 | |  | | '_ \\ / _ \\ '_ \\ \\___ \\|  _ < | |
 | |__| | |_) |  __/ | | |____) | |_) || |_
  \\____/| .__/ \\___|_| |_|_____/|____/_____|
        | |
        |_|

Platform Name             : StarFive VisionFive V2
Platform Features         : medeleg
Platform HART Count       : 5
Platform IPI Device       : aclint-mswi
Platform Timer Device     : aclint-mtimer @ 4000000Hz
Platform Console Device   : uart8250
Platform HSM Device       : ---
Platform Reboot Device    : ---
Platform Shutdown Device  : ---
Firmware Base             : 0x40000000
Firmware Size             : 360 KB
Runtime SBI Version       : 0.3

Domain0 Name              : root
Domain0 Boot HART         : 3
Domain0 HARTs             : 0*,1*,2*,3*,4*
Domain0 Region00          : 0x0000000002000000-0x000000000200ffff (I)
Domain0 Region01          : 0x0000000040000000-0x000000004007ffff ()
Domain0 Region02          : 0x0000000000000000-0xffffffffffffffff (R,W,X)
Domain0 Next Address      : 0x0000000040200000
Domain0 Next Arg1         : 0x0000000042200000
Domain0 Next Mode         : S-mode
Domain0 SysReset          : yes

Boot HART ID              : 3
Boot HART Domain          : root
Boot HART Priv Version    : v1.11
Boot HART Base ISA        : rv64imafdcbx
Boot HART ISA Extensions  : none
Boot HART PMP Count       : 8
Boot HART PMP Granularity : 4096
Boot HART PMP Address Bits: 34
Boot HART MHPM Count      : 2
Boot HART MIDELEG         : 0x0000000000000222
Boot HART MEDELEG         : 0x000000000000b109

U-Boot 2021.10 (Oct 31 2022 - 12:11:37 +0800), Build: jenkins-VF2_515_Branch_SDK_Release-10

CPU:   rv64imacu
Model: StarFive VisionFive V2
DRAM:  8 GiB
MMC:   sdio0@16010000: 0, sdio1@16020000: 1
Loading Environment from SPIFlash... SF: Detected gd25lq128 with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 16 MiB
*** Warning - bad CRC, using default environment

StarFive EEPROM format v2

--------EEPROM INFO--------
Vendor : StarFive Technology Co., Ltd.
Product full SN: VF7110A1-2243-D008E000-00000001
data version: 0x2
PCB revision: 0xa1
BOM revision: A
Ethernet MAC0 address: 6c:cf:39:00:14:5b
Ethernet MAC1 address: 6c:cf:39:00:14:5c
--------EEPROM INFO--------

In:    serial@10000000
Out:   serial@10000000
Err:   serial@10000000
Model: StarFive VisionFive V2
Net:   eth0: ethernet@16030000, eth1: ethernet@16040000
switch to partitions #0, OK
mmc1 is current device
found device 1
bootmode flash device 1
Failed to load 'uEnv.txt'
Can't set block device
Hit any key to stop autoboot:  0 
StarFive #

u-boot环境设置开发板的本机IP地址（由于没有DHCP，不能自动获取，需要手动设置）：

setenv ipaddr 192.168.xxx.xxx

设置成功后，可以用PC ping一下测试。

板子上实测，发现这一步互相无法ping通（遂放弃后续操作，换编译SD卡映像的方式了）：

u-boot环境设置TFTP服务器IP地址：

setenv serverip 192.168.xxx.xxx;

设置之前，也可以通过ping命令测试能否达到服务器IP（u-boot环境有ping命令）。

加载映像到内存：

tftpboot ${loadaddr} image.fit;

PS：这一步是从TFTP服务器上将镜像下载下来，保存到内存中。

启动映像：

bootm start ${loadaddr};
bootm loados ${loadaddr};
run chipa_set_linux;
run cpu_vol_set;
booti ${kernel_addr_r} ${ramdisk_addr_r}:${filesize} ${fdt_addr_r};

当您看到 buildroot login: 消息时，恭喜您，启动成功。

默认用户名 root，密码 starfive。

buildroot login:root
Password: starfive

六、生成可启动的SD卡镜像

如果不想通过网络和u-boot运行SDK系统，也可以制作SD卡镜像，默认大小是16GB。

可以通过如下命令生成SD卡映像文件：

$ make -j$(nproc)
$ make buildroot_rootfs -j$(nproc)
$ make img

构建成功，将会输出work/sdcard.img文件。

生成之后，可以通过dd命令（Linux或Mac）或者Rufus将其写入到TF卡上。

七、问题解决

常见问题是：构建过程中报错img-gpu-powervr-bin-1.17.6210866.tar.gz无法下载：

https://github.com/starfive-tech/VisionFive2/issues/5

解决方法：安装git-lfs并同步lfs文件，前文有描述。

八、参考链接

1. VisionFive2 SDK源码仓： https://github.com/starfive-tech/VisionFive2
2. VisionFive2 SDK快速开始指南： https://doc.rvspace.org/VisionFive2/SDK_Quick_Start_Guide/index.html