在树莓派 Pico 上使用 Unix：FUZIX

FUZIX 由英国计算机科学家 Alan Cox 创建，是用于小型计算机的轻量级 Unix 操作系统。其最初是为 8 位 Zilog Z80 处理器编写的。

David Given 已将 FUZIX 移植到各种架构上，并于近期发布了树莓派 Pico 的 RP2040 微型芯片的端口。

Given 将 Fuzix 描述为「老式的 Unix 克隆」。「它将在很小的空间中运行，同时还可以扩展到具有合理数量的RAM（例如兆字节）的计算机unix实用命令，同时还提供了一个相当不错的老式 Unix 环境，它具有多个进程，经典的 Bourne shell 等等。」

FUZIX 仅使用树莓派 Pico 的一个内核，并运行用户可执行文件使用 64KB 的代码和数据、最多 15 个进程、Unix 文件系统、SD 卡支持以及树莓派 Pico 的 UART0 上的串行控制台。

下面介绍如何在树莓派或另一台基于 Linux 的计算机上，让树莓派 Pico 用上 FUZIX。

从源码编译 FUZIX

编译 FUZIX 并不复杂。如果你还没有准备好树莓派 Pico 的工具链，请通过在终端运行下面的命令来安装。

如果 wget 还没有安装，请执行 sudo apt install wget 命令。然后下载安装脚本，执行。

wget https://raw.githubusercontent.com/raspberrypi/pico-setup/master/pico_setup.sh
chmod +x pico_setup.sh
./pico_setup.sh

然后从 FUZIX 仓库获取源码。

git clone https://github.com/davidgiven/FUZIX.git
cd FUZIX
git checkout rpipico
cd Kernel/platform-rpipico/

修改 Makefile 的第一行，设置为 pico-sdk 的路径。例如：

export PICO_SDK_PATH = /home/pi/pico/pico-sdk

然后就可以编译 FUZIX UF2 文件和 root 文件系统了。

make world -j
./update-flash.sh

如果一切顺利，在 build/fuzix.uf2 中会出现 UF2 文件，在当前工作目录中有一个 filesystem.img 文件。

现在，您可以按常规方式将 UF2 文件上传到 Pico 上，参考 。

1、按住 BOOTSEL 按钮，然后将 Pico 插入树莓派或 PC 的 USB 接口。

2、Pico 会被识别为大容量存储设备。

3、将下载的 UF2 文件放入 RPI-RP2 卷上。

该卷将自动卸载，树莓派 Pico 就已经开始运行 Unix 了。

创建可引导启动的 SD 卡

上面所得到的 filesystem.img 镜像文件并不具备引导启动的能力。下面将介绍在树莓派或其他类似的 Linux 平台上构建文件系统的方法。

先找一张 microSD 卡，由于我们只需要 34MB，所以几乎是随便找一张什么容量的都可以。这里使用了一张 4GB 的卡。插入读卡器，再通过 USB 插到 PC 上。构建 FUZIX 所需的分区表。这包含两个分区：

1、2MB 的交换分区

2、32MB 的根分区（将根文件系统，即 filesystem.img 复制进去）

使用 lsblk 命令，如果你有空白的未格式化的卡，会显示为 /dev/sda。

$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    1  3.7G  0 disk 
mmcblk0     179:0    0 14.9G  0 disk 
├─mmcblk0p1 179:1    0  256M  0 part /boot
└─mmcblk0p2 179:2    0 14.6G  0 part /
$

如果是格式化过的卡，则会是下面这样子。

$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    1  3.7G  0 disk 
└─sda1        8:1    1  3.7G  0 part /media/pi/USB
mmcblk0     179:0    0 14.9G  0 disk 
├─mmcblk0p1 179:1    0  256M  0 part /boot
└─mmcblk0p2 179:2    0 14.6G  0 part /
$

上面 /media/pi/USB 所挂载的就是 FAT 格式的 SD 卡的 MBR 分区。

要卸载 SD 卡直接使用命令卸载。

$ umount /dev/sda1

然后使用 lsblk 命令会成这个样子。

$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    1  3.7G  0 disk 
└─sda1        8:1    1  3.7G  0 part 
mmcblk0     179:0    0 14.9G  0 disk 
├─mmcblk0p1 179:1    0  256M  0 part /boot
└─mmcblk0p2 179:2    0 14.6G  0 part /
$

此时，我们可以通过将卡的第一部分清零并删除「磁盘起始（start of disk）」结构来删除当前分区表。

$ sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

之后再次运行 lsblk，将会看到 sda1 分区已被删除。接下来，我们将使用 fdisk 创建一个新的分区表。输入以下内容：

$ sudo fdisk /dev/sda

进入 fdisk 提示符。然后键入o以创建新的 DOS 磁盘卷标。

Command (m for help): o
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x6e8481a2.

键入n创建新分区。

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-7744511, default 2048): 2048
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-7744511, default 7744511): +2M 
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 2 MiB.

根据磁盘的初始状态，系统可能会提示分区包含 vfat 签名。如果询问，按Y确认即可。

下面我们将该分区类型设置为 7F。

Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list all codes): 7F
Changed type of partition 'Linux' to 'unknown'.

创建 2MB 的交换分区。

下面创建第二个分区，32MB 的根文件系统。

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (2-4, default 2): 2
First sector (6144-7744511, default 6144): 6144
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (6144-7744511, default 7744511): +32M

Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 32 MiB.

然后在 fdisk 提示符下键入p。

Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 3.7 GiB, 3965190144 bytes, 7744512 sectors
Disk model: STORAGE DEVICE  
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xe121b9a3

Device     Boot Start   End Sectors Size Id Type
/dev/sda1        2048  6143    4096   2M 7f unknown
/dev/sda2        6144 71679   65536  32M 83 Linux

键入w写入并保存分区表。

最后，将 filesystem.img 文件复制到 32MB 的分区中。

$ sudo dd if=filesystem.img of=/dev/sda2
65535+0 records in
65535+0 records out
33553920 bytes (34 MB, 32 MiB) copied, 14.1064 s, 2.4 MB/s
$

是时候弹出 SD 卡，连接面包板了！

在面包板上接线

如果你是在树莓派上开发，并且之前没有试用过在树莓派上使用 UART 串口，请参考入门指南的第 4.5 节操作。

按照图上所示，连接树莓派、树莓派 Pico、SD 卡模块。

如果你是在笔记本电脑上开发，则可以使用 SparkFun FTDI Basic Breakout 之类的模块将 UART 串口连接到计算机。

无论是哪种方式，树莓派 Pico 上的引脚和 SD 卡模块的引脚对应关系都是一样的，如下：

接好之后，将格式化了的 microSD 卡弹出，插到 SD 卡模块上。然后将树莓派 Pico 通电，FUZIX 就会自动启动了。

连接到 FUZIX

如果你使用树莓派连接 Pico，需要先启用 UART 串行通信。

$ sudo raspi-config

依次选择 Interfacing Options → Serial，出现 “Would you like a login shell to be accessible over serial?” 选择 “No”，然后 “Would you like the serial port hardware to be enabled?” 选择 “Yes”。

退出 raspi-config 时你需要选择 “Yes” 并重启树莓派。

你还可以使用 minicom 连接到 FUZIX：

$ sudo apt install minicom
$ minicom -b 115200 -o -D /dev/serial0

如果你使用 macOS 或者 Windows，你可以用 minicom、screen 或者常用的终端程序。

如果这时候你没有看到任何输出，请拔下树莓派 Pico 并重新插入即可。

最后，输入日期和时间，当出现登录提示时，请以 root 身份登录而无需输入密码。开始你的 FUZIX 探索之旅吧！

（编辑：威海站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!