GitHub - weizx208/X-Boy

基于全志V3s自制GBA开源游戏掌机

视频介绍 https://www.bilibili.com/video/BV1JP4y1X7Uz

图片展示

以下内容为镜像的构建过程，你也可以直接使用我制作好的镜像

百度网盘

链接：https://pan.baidu.com/s/1ftacGCXHLy-AFabczBg3yg

提取码：9bp8

X-Boy 系统镜像构建全流程指南

ubuntu 系统安装
- 下载镜像
- 换源
安装交叉编译工具链
- 安装编译器
uboot 编译
主线 Linux 编译
Buildroot 根文件系统构建
TF 卡分区及烧录
编译模拟器
- 编译 gpsp
- 复制可执行文件
系统配置
制作镜像
感谢
参考链接

ubuntu 系统安装

下载镜像

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/18.04/ubuntu-18.04.6-desktop-amd64.iso

使用物理机或者虚拟机安装都可以

换源

备份源列表

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

修改 sources.list 文件

sudo gedit /etc/apt/sources.list

更改为清华镜像源

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
# 预发布软件源，不建议启用
# deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse

更新并升级

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

安装依赖库

sudo apt-get install -y device-tree-compiler python flex bison ncurses-dev libssl-dev

安装交叉编译工具链

安装编译器

新建 tool 文件夹并进入

mkdir ~/linux/tools && cd ~/linux/tools

下载交叉编译链

wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/4.9-2017.01/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

创建文件夹并解压

sudo mkdir /usr/local/arm && sudo tar -vxf gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz -C /usr/local/arm

配置环境变量

sudo vim ~/.bashrc
export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
source ~/.bashrc

安装其他库

sudo apt-get install lsb-core lib32stdc++6

验证是否安装成功

arm-linux-gnueabihf-gcc -v

uboot 编译

获取 uboot

mkdir ~/v3s && cd ~/v3s
git clone https://github.com/Lichee-Pi/u-boot.git -b v3s-current

uboot 的目录结构

├── api                存放uboot提供的API接口函数
├── arch               平台相关的部分我们只需要关心这个目录下的ARM文件夹
│   ├──arm
│   │   └──cpu
│   │   │   └──armv7
│   │   └──dts
│   │   │   └──*.dts 存放设备的dts,也就是设备配置相关的引脚信息
├── board              对于不同的平台的开发板对应的代码
├── cmd                顾名思义，大部分的命令的实现都在这个文件夹下面。
├── common             公共的代码
├── configs            各个板子的对应的配置文件都在里面，我们的Lichee配置也在里面
├── disk               对磁盘的一些操作都在这个文件夹里面，例如分区等。
├── doc                参考文档，这里面有很多跟平台等相关的使用文档。
├── drivers            各式各样的驱动文件都在这里面
├── dts                一种树形结构（device tree）这个应该是uboot新的语法
├── examples           官方给出的一些样例程序
├── fs                 文件系统，uboot会用到的一些文件系统
├── include            头文件，所有的头文件都在这个文件夹下面
├── lib                一些常用的库文件在这个文件夹下面
├── Licenses           这个其实跟编译无关了，就是一些license的声明
├── net                网络相关的，需要用的小型网络协议栈
├── post              上电自检程序
├── scripts           编译脚本和Makefile文件
├── spl               second program loader，即相当于二级uboot启动。
├── test              小型的单元测试程序。
└── tools             里面有很多uboot常用的工具。

修改 include/configs/sun8i.h

在文件中添加

#define CONFIG_BOOTCOMMAND  "setenv bootm_boot_mode sec; " \
                            "load mmc 0:1 0x41000000 zImage; "  \
                            "load mmc 0:1 0x41800000 sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb; " \
                            "bootz 0x41000000 - 0x41800000;"

#define CONFIG_BOOTARGS "console=tty0 console=ttyS0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw  vt.global_cursor_default=0"

编译 uboot

cd u-boot
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- LicheePi_Zero_defconfig
make ARCH=arm menuconfig
time make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- 2>&1 | tee build.log

在 uboot 顶层 Makefile 的 248 行，添加默认编译器，就可以直接用 make 编译了。

# set default to nothing for native builds
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?= 
endif

ARCH  ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-

KCONFIG_CONFIG	?= .config
export KCONFIG_CONFIG

编译成功

后面编译好 kernel 和 rootfs 然后一起烧录

主线 Linux 编译

下载源码

cd ~/v3s
git clone -b zero-5.2.y https://github.com/Lichee-Pi/linux.git

修改顶层 Makefile

在内核根目录下的 Makefile 364 行修改默认编译器，可以直接用 make 编译

# ARCH		?= $(SUBARCH)
ARCH		?= arm
CROSS_COMPILE	?= arm-linux-gnueabihf-

配置 ili9341 LCD

cd linux
make licheepi_zero_defconfig
make menuconfig

勾选驱动

Device Drivers  --->
    Input device support  --->
        <*>   Joystick interface
        [*]   Joysticks/Gamepads  --->
             <*>   X-Box gamepad support
             [*]   X-Box gamepad rumble support
             [*]   LED Support for Xbox360 controller 'BigX' LED
    [ * ] Staging drivers  --->
        <*>   Support for small TFT LCD display modules  --->
                <*>   FB driver for the ILI9341 LCD Controller
                <*>   Generic FB driver for TFT LCD displays

修改设备树 arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero.dts

在 chosen 中添加 /delete-node/ framebuffer@0; 删除原来的 simplefb 节点（ uboot 里有使能 fb 的操作，必须删除而不是 disable ）

chosen {
		stdout-path = "serial0:115200n8";
		/delete-node/ framebuffer@0;
	};

删除 &i2c0 节点

&i2c0 {
	status = "okay";

	ns2009: ns2009@48 {
		compatible = "nsiway,ns2009";
		reg = <0x48>;
	};
};

修改设备树 arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dts

删除 &lradc 和 &i2c0 （ lradc 用不到，gt911 占用引脚和屏幕的 spi 引脚有冲突，所以删掉）

&lradc {
	vref-supply = <&reg_vcc3v0>;
	status = "okay";

	button-200 {
		label = "Volume Up";
		linux,code = <KEY_VOLUMEUP>;
		channel = <0>;
		voltage = <200000>;
	};

	button-400 {
		label = "Volume Down";
		linux,code = <KEY_VOLUMEDOWN>;
		channel = <0>;
		voltage = <400000>;
	};

	button-600 {
		label = "Select";
		linux,code = <KEY_SELECT>;
		channel = <0>;
		voltage = <600000>;
	};

	button-800 {
		label = "Start";
		linux,code = <KEY_OK>;
		channel = <0>;
		voltage = <800000>;
	};
};

&i2c0 {
	gt911: touchscreen@14 {
        compatible = "goodix,gt911";
        reg = <0x5d>;
        interrupt-parent = <&pio>;
        interrupts = <1 5 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>; /* (PB5) */
        pinctrl-names = "default";
        irq-gpios = <&pio 1 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* (PB5) */
        reset-gpios = <&pio 2 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* RST (PC1) */
        /* touchscreen-swapped-x-y */
    };
};

在最后添加

&spi0 {
       status = "okay";

       ili9341@0 {
               compatible = "ilitek,ili9341";
               reg = <0>;

               spi-max-frequency = <60000000>;
               rotate = <270>;
               bgr;
               fps = <50>;
               buswidth = <8>;
               reset-gpios = <&pio 1 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
               dc-gpios = <&pio 1 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
               debug = <0>;
       };
};

这样启动时的信息会通过 ili9341 LCD 显示

5.2 内核需要修改 drivers/staging/fbtft/fbtft_core.c 的 fbtft_request_one_gpio() 方法，否则开机 log 会报申请 gpio 失败

注意需要在该文件引入下面头文件，否则编译报错

#include <linux/of_gpio.h>

static int fbtft_request_one_gpio(struct fbtft_par *par,
                  const char *name, int index,
                  struct gpio_desc **gpiop)
{
    struct device *dev = par->info->device;
    struct device_node *node = dev->of_node;
    int gpio, flags, ret = 0;
    enum of_gpio_flags of_flags;
    if (of_find_property(node, name, NULL)) {
        gpio = of_get_named_gpio_flags(node, name, index, &of_flags);
        if (gpio == -ENOENT)
            return 0;
        if (gpio == -EPROBE_DEFER)
            return gpio;
        if (gpio < 0) {
            dev_err(dev,
                "failed to get '%s' from DT\n", name);
            return gpio;
        }
         //active low translates to initially low
        flags = (of_flags & OF_GPIO_ACTIVE_LOW) ? GPIOF_OUT_INIT_LOW :
                            GPIOF_OUT_INIT_HIGH;
        ret = devm_gpio_request_one(dev, gpio, flags,
                        dev->driver->name);
        if (ret) {
            dev_err(dev,
                "gpio_request_one('%s'=%d) failed with %d\n",
                name, gpio, ret);
            return ret;
        }
 
        *gpiop = gpio_to_desc(gpio);
        fbtft_par_dbg(DEBUG_REQUEST_GPIOS, par, "%s: '%s' = GPIO%d\n",
                            __func__, name, gpio);
    }
 
    return ret;
}

修改引脚 bug

fbtft_bus.c 的 fbtft_write_vmem16_bus8() 方法

int fbtft_write_vmem16_bus8(struct fbtft_par *par, size_t offset, size_t len)
{
	u16 *vmem16;
	__be16 *txbuf16 = par->txbuf.buf;
	size_t remain;
	size_t to_copy;
	size_t tx_array_size;
	int i;
	int ret = 0;
	size_t startbyte_size = 0;
 
	fbtft_par_dbg(DEBUG_WRITE_VMEM, par, "%s(offset=%zu, len=%zu)\n",
		      __func__, offset, len);
 
	remain = len / 2;
	vmem16 = (u16 *)(par->info->screen_buffer + offset);
 
	if (par->gpio.dc)
	{
		//printk("dc拉高！\n");
		gpiod_set_value(par->gpio.dc, 1);
	}
	/* non buffered write */
	if (!par->txbuf.buf)
		return par->fbtftops.write(par, vmem16, len);
 
	/* buffered write */
	tx_array_size = par->txbuf.len / 2;
 
	if (par->startbyte) {
		txbuf16 = par->txbuf.buf + 1;
		tx_array_size -= 2;
		*(u8 *)(par->txbuf.buf) = par->startbyte | 0x2;
		startbyte_size = 1;
	}
 
	while (remain) {
		to_copy = min(tx_array_size, remain);
		dev_dbg(par->info->device, "to_copy=%zu, remain=%zu\n",
			to_copy, remain - to_copy);
 
		for (i = 0; i < to_copy; i++)
			txbuf16[i] = cpu_to_be16(vmem16[i]);
 
		vmem16 = vmem16 + to_copy;
		ret = par->fbtftops.write(par, par->txbuf.buf,
						startbyte_size + to_copy * 2);
		if (ret < 0)
			return ret;
		remain -= to_copy;
	}
 
	return ret;
}

编译

make -j4
make -j4 INSTALL_MOD_PATH=out modules
make -j4 INSTALL_MOD_PATH=out modules_install
# 修改了设备树文件后编译
make dtbs

编译完成后，zImage 在 arch/arm/boot/ ，驱动模块在 out/
设备树文件在 arch/arm/boot/dts/
dock板的设备树：sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb

Buildroot 根文件系统构建

获取 Buildroot

cd ~/v3s
wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2019.08.tar.gz
tar xvf buildroot-2019.08.tar.gz && cd buildroot-2019.08/
make menuconfig

基本配置

Target options  --->
	Target Architecture (ARM (little endian))  --->
	Target Binary Format (ELF)  --->
	Target Architecture Variant (cortex-A7)  --->
	Target ABI (EABIhf)  --->
	Floating point strategy (VFPv4-D16)  --->
	ARM instruction set (ARM)  --->

编译链工具配置

Toolchain  --->
	Toolchain type (External toolchain)  --->
	*** Toolchain External Options ***
	Toolchain (Custom toolchain)  --->
	Toolchain origin (Pre-installed toolchain)  --->
	(/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/) Toolchain path
	($(ARCH)-linux-gnueabihf) Toolchain prefix
	External toolchain gcc version (4.9.x)  --->
	External toolchain kernel headers series (4.0.x)  --->
	External toolchain C library (glibc/eglibc)  --->
	[*] Toolchain has SSP support? (NEW)
	[*] Toolchain has RPC support? (NEW)
	[*] Toolchain has C++ support? 
	[*] Enable MMU support (NEW)

alsa、sdl、fbv配置

Target packages  --->
	Audio and video applications  --->
		[*] alsa-utils  --->
		[*]   alsaconf
		[*]   aconnect
		[*]   alsactl
		[*]   alsaloop
		[*]   alsamixer
		[*]   alsaucm
		[*]   alsatplg
		[*]   amidi
		[*]   amixer
		[*]   aplay/arecord
		[*]   aplaymidi
		[*]   arecordmidi
		[*]   aseqdump
		[*]   aseqnet
		[*]   bat
		[*]   iecset
		[*]   speaker-test
	Graphic libraries and applications (graphic/text)  --->
		[*] fbv
		[*]   PNG support
		[*]   JPEG support
		[*]   GIF support 
		[*] SDL
		[*]   SDL framebuffer console video driver
		[*]   SDL_gfx
		[*]   SDL_image  --->
		[*]   SDL_mixer
		[*]   SDL_net
		[*]   SDL_sound
		[*]     install playsound tool
		[*]   SDL_TTF

编译

make -j4

生成的根文件系统在 output/images/rootfs.tar

TF 卡分区及烧录

TF 卡分区

sudo fdisk -l     		# 首先查看电脑上已插入的TF卡的设备号（一般为 /dev/sdb1,下面以/dev/sdb1为例）
sudo umount /dev/sdb1 	# 若自动挂载了TF设备，请先卸载(有多个分区则全部卸载)
sudo umount /dev/sdb2
sudo fdisk /dev/sdb   	# 进行分区操作
##### 操作步骤如下 #####
# 若已存分区即按 d 删除各个分区
# 通过 n 新建分区，第一分区暂且申请为16M(f1c100s)、32M(v3s)，剩下的空间都给第二分区
	# 第一分区操作：n p 1 2048 +32M
		# p 主分区、默认 1 分区、默认2048、+32M
	# 第二分区操作：n 后面全部回车默认即可
		# p 主分区、默认 2 分区、默认、默认剩下的全部空间
# p 查询分区表确定是否分区成功
# w 保存写入并退出
########################

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1 # 将第一分区格式化成EXT4
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2 # 将第二分区格式化成EXT4

# 格式说明
	# EXT4：只用于Linux系统的内部磁盘
	# NTFS：与Windows共用的磁盘
	# FAT：所有系统和设备共用的磁盘

后期为了能够在 windows 上方便添加 rom ，使用 gparted 划分三个分区，最后一个分区为 fat 类型

安装并启动

sudo apt-get install gparted
sudo gparted

分区如下

烧录 uboot

cd ~/v3s/u-boot/
sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8

写入内核和设备树

sudo cp ~/v3s/linux/arch/arm/boot/zImage /挂载的tf卡第一个分区目录
sudo cp ~/v3s/linux/arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb /挂载 tf 卡第一个分区目录

写入根文件系统

sudo tar xvf ~/v3s/buildroot-2019.08/output/images/rootfs.tar -C /挂载 tf 卡第二个分区目录

编译模拟器

编译 gpsp

cd ~/v3s
git clone https://github.com/hsinyuwang/gpsp.git

cd gpsp/v3s
make -j4

复制可执行文件

将生成的可执行文件复制到挂载的 tf 卡第二个分区目录，gpsp 同级目录下必须包含 gba_bios.bin 和 game_config.txt 文件

例如：

在 /root 下创建 gpsp 文件夹，将 gpsp、gba_bios.bin、game_config.txt 复制到 gpsp 文件夹中
在 /root 下创建 fceux 文件夹，将 fceux 复制到 fceux 文件夹中

系统配置

插入 TF 卡，开机

自动挂载 fat 分区

mkdir /root/roms
vi /etc/fstab

# 最后一行添加
/dev/mmcblk0p3  /root/roms      vfat    defaults        0       0

配置双端显示

vi /etc/inittab

#console::respawn:-/bin/sh
ttyS0::respawn:-/bin/sh
tty0::respawn:-/bin/sh

启动后开启声音

vi /etc/init.d/S99runOnBoot

# 添加
amixer -c 0 sset 'Headphone',0 60% unmute

# 添加可执行权限
chmod +x /etc/init.d/S99runOnBoot

配置 SDL 环境

vi /etc/profile

# SDL 配置
export SDL_NOMOUSE=1

# 启动模拟器
/root/startup.sh

自启动模拟器

vi /root/startup.sh

#!/bin/sh /root/startup.sh
for i in `seq 5`
do
        sleep 1s
        if [ -c "/dev/input/js0" ]
        then
                /root/gpsp/gpsp
                break
        else
                if [ $i -eq 5 ]
                then
                        echo "No gamepad found!"
                fi
        fi
done

chmod +x startup.sh

制作镜像

创建工作目录

mkdir ~/img
cd ~/img
mkdir kernel
mkdir rootfs
mkdir roms

创建空白文件并分区

分区表

分区序号	起始地址	大小	内容	文件系统
1	0	1M	u-boot-sunxi-with-spl.bin	无
2	1 x 1024 x 1024	32M	zImage + sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb	ext4
3	33 x 1024 x 1024	128M	rootfs	ext4
4	161 x 1024 x 1024	剩余空间	roms	fat

dd if=/dev/zero of=X-Boy_20221019.img bs=512k count=512  && sync
sudo parted X-Boy_20221019.img mklabel msdos
sudo parted X-Boy_20221019.img mkpart primary ext4 2048s 67583s
sudo parted X-Boy_20221019.img mkpart primary ext4 67584s 329727s
sudo parted X-Boy_20221019.img mkpart primary fat32 329728s 100%

检查分区是否创建成功

sudo parted X-Boy_20221019.img

输入

print free

# 退出
q

将镜像文件虚拟成块设备

sudo losetup -f --show X-Boy_20221019.img

这里的 loop25 记录下来，以实际显示为准

挂载虚拟文件系统

sudo kpartx -va /dev/loop25

格式化块设备并且挂载

格式化分区

sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop25p1
sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop25p2
sudo mkfs.vfat /dev/mapper/loop25p3

挂载到之前创建的目录

sudo mount /dev/mapper/loop25p1 ~/img/kernel/
sudo mount /dev/mapper/loop25p2 ~/img/rootfs/
sudo mount /dev/mapper/loop25p3 ~/img/roms/

烧录 uboot

cd ~/v3s/u-boot/
sudo dd if=u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/loop25 bs=512 seek=16

写入内核和设备树

sudo cp ~/v3s/linux/arch/arm/boot/zImage ~/img/kernel
sudo cp ~/v3s/linux/arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb ~/img/kernel

写入根文件系统

sudo tar xvf ~/v3s/buildroot-2019.08/output/images/rootfs.tar -C ~/img/rootfs

感谢

steward-fu

STM32-X360-xinput

参考链接

全志V3S（荔枝派zero）学习笔记

荔枝派Zero V3s开发板入坑记录

Linux系统中使用Xbox360手柄

f1c100s spi fbtft ILI9341屏配置

点屏之SPI屏 ili9341

嵌入式Linux--荔枝派Zero--V3s--ST7789v

v3S驱动音频

制作imx6ull Linux系统的img镜像

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weizx208/X-Boy

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ubuntu 系统安装

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下载交叉编译链

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安装其他库

验证是否安装成功

uboot 编译

获取 uboot

修改 include/configs/sun8i.h

编译 uboot

主线 Linux 编译

下载源码

修改顶层 Makefile

配置 ili9341 LCD

编译

Buildroot 根文件系统构建

获取 Buildroot

基本配置

编译链工具配置

alsa、sdl、fbv配置

编译

TF 卡分区及烧录

TF 卡分区

烧录 uboot

写入内核和设备树

写入根文件系统

编译模拟器

编译 gpsp

复制可执行文件

系统配置

自动挂载 fat 分区

配置双端显示

启动后开启声音

配置 SDL 环境

自启动模拟器

制作镜像

创建工作目录

创建空白文件并分区

将镜像文件虚拟成块设备

格式化块设备并且挂载

烧录 uboot

写入内核和设备树

写入根文件系统

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