bsp: cvitek: add introduction about rt-smart booting with rootfs

README.md: add introduction about how to make rootfs(fat) and booting kernel with it. Plus some cleanup for this documentation. Signed-off-by: Chen Wang <unicorn_wang@outlook.com>
2024-11-26 14:48:17 +08:00 · 2024-11-26 14:48:17 +08:00 · 0c910e755d
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@ -1,25 +1,33 @@
 <!-- TOC -->

- [参考文档](#参考文档)
- [概述](#概述)
- [BSP 支持情况](#bsp-支持情况)
-	- [驱动支持列表](#驱动支持列表)
- [编译](#编译)
-	- [Toolchain 下载](#toolchain-下载)
-	- [依赖安装](#依赖安装)
-	- [构建](#构建)
- [运行](#运行)
- [FAQ](#faq)
- [联系人信息](#联系人信息)
+- [1. 参考文档](#1-参考文档)
+- [2. 概述](#2-概述)
+- [3. BSP 支持情况](#3-bsp-支持情况)
+	- [3.1. 驱动支持列表](#31-驱动支持列表)
+- [4. 编译](#4-编译)
+	- [4.1. Toolchain 下载](#41-toolchain-下载)
+	- [4.2. 依赖安装](#42-依赖安装)
+	- [4.3. 构建](#43-构建)
+		- [4.3.1. 开发板选择](#431-开发板选择)
+		- [4.3.2. 开启 RT-Smart](#432-开启-rt-smart)
+		- [4.3.3. 编译](#433-编译)
+- [5. 运行](#5-运行)
+- [6. 大核 RT-Smart 启动并自动挂载根文件系统](#6-大核-rt-smart-启动并自动挂载根文件系统)
+	- [6.1. 内核构建配置](#61-内核构建配置)
+	- [6.2. 构建文件系统](#62-构建文件系统)
+	- [6.3. 将文件系统写入 sd-card](#63-将文件系统写入-sd-card)
+	- [6.4. 上电启动](#64-上电启动)
+- [7. FAQ](#7-faq)
+- [8. 联系人信息](#8-联系人信息)

 <!-- /TOC -->

-# 参考文档
+# 1. 参考文档

 - 【参考 1】CV1800B/CV1801B Datasheet（中文版）：<https://github.com/milkv-duo/duo-files/blob/main/duo/datasheet/CV1800B-CV1801B-Preliminary-Datasheet-full-zh.pdf>
 - 【参考 2】SG2002/SG2000 技术参考手册（中文版）：<https://github.com/sophgo/sophgo-doc/releases>。官方定期发布 pdf 形式。可以下载下载最新版本的中文版本技术参考手册：`sg2002_trm_cn.pdf` 或者 `sg2000_trm_cn.pdf`。

-# 概述
+# 2. 概述

 支持开发板以及集成 SoC 芯片信息如下

@ -38,7 +46,7 @@ Duo 家族开发板采用 CV18xx 系列芯片。芯片的工作模式总结如
  - 大核（RISC-V C906@1GHz）+ 小核（RISC-V C906@700MHz）。
  - 大核（ARM Cortex-A53@1GHz）+ 小核（RISC-V C906@700MHz）。

-# BSP 支持情况
+# 3. BSP 支持情况

 由于大小核的存在，以及不同 SoC 下不同工作模式的存在，bsp/cvitek 提供了三种不同 BSP/OS，需要单独编译。

@ -52,7 +60,7 @@ Duo 家族开发板采用 CV18xx 系列芯片。芯片的工作模式总结如

 > 注：不同开发板 uart 输出管脚不同，默认配置可能导致串口无法正常显示，请根据开发板 uart 通过 `scons --menuconfig` 配置对应 uart 的输出管脚。

-## 驱动支持列表
+## 3.1. 驱动支持列表

 | 驱动  | 支持情况 | 备注              |
 | :---- | :------- | :---------------- |
@ -67,45 +75,54 @@ Duo 家族开发板采用 CV18xx 系列芯片。芯片的工作模式总结如
 | sdio  | 支持     |  |
 | eth   | 支持     |  |

-# 编译
+# 4. 编译

-## Toolchain 下载
+## 4.1. Toolchain 下载

 > 注：当前 bsp 只支持 Linux 编译，推荐 ubuntu 22.04

-1. RT-Thread 标准版工具链：`riscv64-unknown-elf-gcc` 下载地址  [https://occ-oss-prod.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/resource//1705395512373/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1-20240115.tar.gz](https://occ-oss-prod.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/resource//1705395512373/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1-20240115.tar.gz)
+1. 用于编译 RT-Thread 标准版的工具链是 `riscv64-unknown-elf-gcc` 下载地址  [https://occ-oss-prod.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/resource//1705395512373/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1-20240115.tar.gz](https://occ-oss-prod.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/resource//1705395512373/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1-20240115.tar.gz)

-2. RT-Smart 版工具链： `riscv64-unknown-linux-musl-gcc` 下载地址 [https://github.com/RT-Thread/toolchains-ci/releases/download/v1.7/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2](https://github.com/RT-Thread/toolchains-ci/releases/download/v1.7/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2)
+2. 用于编译 RT-Thread Smart 版的工具链是 `riscv64-unknown-linux-musl-gcc` 下载地址 [https://github.com/RT-Thread/toolchains-ci/releases/download/v1.7/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2](https://github.com/RT-Thread/toolchains-ci/releases/download/v1.7/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2)


-正确解压后，在`rtconfig.py`中将 `riscv64-unknown-elf-gcc` 或 `riscv64-unknown-linux-musl-gcc` 工具链的本地路径加入 `EXEC_PATH` 或通过 `RTT_EXEC_PATH` 环境变量指定路径。
+正确解压后，导出如下环境变量，建议将这些 export 命令写入 `~/.bashrc`。**并注意在使用不同工具链时确保导出正确的一组环境变量**。
+
+构建 RT-Thread 标准版时按照以下配置：

 ```shell
-# RT-Thread 标准版按照以下配置：
-$ export RTT_CC_PREFIX=riscv64-unknown-elf-
-$ export RTT_EXEC_PATH=/opt/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1/bin
-
-# RT-Samrt 版按照以下配置：
-$ export RTT_CC_PREFIX=riscv64-unknown-linux-musl-
-$ export RTT_EXEC_PATH=/opt/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
+export RTT_CC="gcc"
+export RTT_CC_PREFIX=riscv64-unknown-elf-
+export RTT_EXEC_PATH=/opt/Xuantie-900-gcc-elf-newlib-x86_64-V2.8.1/bin
 ```

-## 依赖安装
+构建 RT-Thread Smart 版时按照以下配置：
+
+```shell
+export RTT_CC="gcc"
+export RTT_CC_PREFIX=riscv64-unknown-linux-musl-
+export RTT_EXEC_PATH=/opt/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
+```
+
+## 4.2. 依赖安装
 ```shell
 $ sudo apt install -y scons libncurses5-dev device-tree-compiler
 ```

-## 构建
+## 4.3. 构建

 异构芯片需单独编译每个核的 OS，在大/小核对应的目录下，依次执行:

-1. 开发板选择
-Linux平台下，可以先执行：
+### 4.3.1. 开发板选择
+
+   Linux平台下，可以先执行：
+
 ```shell
 $ scons --menuconfig
 ```

-选择当前需要编译的目标开发板类型
+选择当前需要编译的目标开发板类型，默认是 "milkv-duo256m"。
+
 ```shell
 Board Type (milkv-duo)  --->
    ( ) milkv-duo
@ -115,39 +132,131 @@ Board Type (milkv-duo)  --->
    ( ) milkv-duos
 ```

-2. 可按照以下方式开启 RT-Smart
+### 4.3.2. 开启 RT-Smart
+
+目前大核默认启用 RT-Smart，小核不支持 RT-Smart。
+
+如果要对大核启用 RT-Smart，可以按如下方式设置。

 ```shell
 RT-Thread Kernel  --->
    [*] Enable RT-Thread Smart (microkernel on kernel/userland)
 ```

-并配置内核虚拟起始地址 `0xFFFFFFC000200000`
+**注意检查内核虚拟起始地址的配置，确保为 `0xFFFFFFC000200000`。**
+
 ```shell
    RT-Thread Kernel  --->
 (0xFFFFFFC000200000) The virtural address of kernel start
    RT-Thread Components  --->
 ```

-3. 编译
+### 4.3.3. 编译
+
 ```shell
 $ scons
 ```

-编译成功后，会在 `bsp/cvitek/output` 对应开发板型号目录下自动生成 `fip.bin` 和 `boot.sd` 文件，其中大核运行文件在 `boot.sd` 中，小核的运行文件在 `fip.bin` 中。
+编译成功后，会在 `bsp/cvitek/output` 对应开发板型号目录下自动生成 `fip.bin` 和 `boot.sd` 文件。

- fip.bin：fsbl、opensbi、uboot、小核运行文件打包后的 bin 文件
- boot.sd：大核打包后的 bin 文件
+- `fip.bin`：这是一个打包后生成的 bin 文件，包含了 `fsbl`、`opensbi`、`uboot` 以及小核的内核镜像文件 `rtthread.bin`。
+- `boot.sd`：这也是一个打包后生成的 bin 文件，包含了大核的内核镜像文件 `rtthread.bin`。

-# 运行
+# 5. 运行

-1. 将 SD 卡分为 2 个分区，第 1 个分区用于存放 bin 文件，第 2 个分区用于作为数据存储分区，分区格式为 `FAT32`。
+1. 将 SD 卡分为 2 个分区，第 1 个分区的分区格式为 `FAT32`，用于存放 `fip.bin` 和 `boot.sd` 文件，第 2 个分区可选，如果有可用于作为数据存储分区或者存放文件系统。

-2. 将根目录下的 `fip.bin` 和 `boot.sd` 复制到 SD 卡第一个分区中。两个固件文件可以独立修改更新，譬如后续只需要更新大核，只需要重新编译 "cv18xx_risc-v" 并复制 `boot.sd` 文件即可。
+2. 将根目录下的 `fip.bin` 和 `boot.sd` 复制到 SD 卡第一个分区中。两个固件文件可以独立修改更新，譬如后续只需要更新大核，只需要重新编译 "cv18xx_risc-v" 并替换 SD 卡第一个分区中的 `boot.sd` 文件即可。

 3. 更新完固件文件后， 重新上电可以看到串口的输出信息。

-# FAQ
+# 6. 大核 RT-Smart 启动并自动挂载根文件系统
+
+大核启用 RT-Smart 后可以在启动阶段挂载根文件系统。目前 Duo 支持 ext4，fat 文件格式，下面以 fat 格式为例，具体操作说明如下：
+
+## 6.1. 内核构建配置
+
+首先确保开启 RT-Smart，参考 [4.3.2. 可按照以下方式开启 RT-Smart](#432-可按照以下方式开启-rt-smart)。
+
+在开启 RT-Smart 基础上确保如下配置修改。
+
+- 使能 `BSP_USING_SDH`: Enable Secure Digital Host Controller, 因为使用 sd-card 存放文件系统。
+- 使能 `BSP_USING_RTC`: Enable RTC, 避免挂载文件系统后执行命令报错：`[W/time] Cannot find a RTC device!`
+- 使能 `BSP_ROOTFS_TYPE_DISKFS`: Disk FileSystems, e.g. ext4, fat ..., 该配置默认已打开。
+
+保存后重新编译内核。
+
+## 6.2. 构建文件系统
+
+这里用 RT-Thread 官方的 userapps 工具制作文件系统。
+
+userapps 仓库地址: <https://github.com/RT-Thread/userapps>。具体操作参考 [《介绍与快速入门》](https://github.com/RT-Thread/userapps/blob/main/README.md)。
+
+制作根文件系统步骤如下，供参考：
+
+```shell
+cd $WS
+git clone https://github.com/RT-Thread/userapps.git
+cd $WS/userapps
+source ./env.sh
+cd apps
+xmake f -a riscv64gc
+xmake -j$(nproc)
+xmake smart-rootfs
+xmake smart-image -f fat
+```
+
+在 `$WS/userapps/apps/build` 路径下生成根文件系统镜像文件 `fat.img`。
+
+## 6.3. 将文件系统写入 sd-card
+
+将 SD 卡分为 2 个分区，第 1 个分区用于存放 `fip.bin` 和 `boot.sd` 文件，第 2 个分区用于存放文件系统，分区格式为 `FAT32`。
+
+将 SD 卡插入 PC 主机系统，假设为 Ubuntu，识别为 `/dev/sdb`，则第二个分区为 `/dev/sdb2`。将第二个分区挂载，假设挂载到 `~/ws/u-disk`。
+
+将上一步生成的 `fat.img` 文件也挂载到一个临时目录，假设是 `/tmp`。
+
+最后将 /tmp 下的文件全部拷贝到 `~/ws/u-disk` 中，即完成对 SD 卡中文件系统分区的烧写。
+
+最后不要忘记卸载 SD 卡的分区。
+
+简单步骤示例如下，供参考：
+
+```shell
+sudo mount -o loop fat.img /tmp
+sudo mount /dev/sdb2 ~/ws/u-disk
+sudo cp -a /tmp/* ~/ws/u-disk
+sudo umount ~/ws/u-disk
+sudo umount /tmp
+```
+
+## 6.4. 上电启动
+
+启动完成后, 会看到 `[I/app.filesystem] device 'sd1' is mounted to '/' as FAT` 的输出，说明文件系统挂载成功。此时 `msh` 被替换为 `/bin/ash`。
+
+```shell
+ \ | /
+- RT -     Thread Smart Operating System
+ / | \     5.2.0 build Nov 26 2024 09:55:38
+ 2006 - 2024 Copyright by RT-Thread team
+lwIP-2.1.2 initialized!
+[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
+[I/drivers.serial] Using /dev/ttyS0 as default console
+[I/SDIO] SD card capacity 30216192 KB.
+[I/SDIO] sd: switch to High Speed / SDR25 mode 
+
+found part[0], begin: 1048576, size: 128.0MB
+found part[1], begin: 135266304, size: 28.707GB
+[I/app.filesystem] device 'sd1' is mounted to '/' as FAT
+Hello RT-Smart!
+msh />[E/sal.skt] not find network interface device by protocol family(1).
+[E/sal.skt] SAL socket protocol family input failed, return error -3.
+/ # ls
+bin       etc       mnt       root      sbin      tc        usr
+dev       lib       proc      run       services  tmp       var
+```
+
+# 7. FAQ

 1. 如遇到不能正常编译，请先使用 `scons --menuconfig` 重新生成配置。

@ -162,7 +271,7 @@ $ sudo dpkg -i libssl1.1_1.1.1f-1ubuntu2_amd64.deb

 3. 如发现切换开发板编译正常，但无法正常打包，请切换至自动下载的 `cvi_bootloader` 目录，并手工运行 `git pull` 更新，或删除该目录后重新自动下载。

-# 联系人信息
+# 8. 联系人信息

 维护人：[flyingcys](https://github.com/flyingcys)