第 1 章 Linux内核配置及编译

1.1 解压内核
建立源码目录

1. linux@ubuntu:$ cd ~/FS-MP1A/stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/sources/arm-ostl-linux-gnueabi/linux-stm32mp-5.4.31-r0
   

复制代码

该目录下以patch结尾的文件为ST官方提供的补丁文件，linux-5.4.31.tar.xz为标准linux源码包。
解压标准内核源码

1. linux@ubuntu:$ tar -xvf linux-5.4.31.tar.xz

复制代码

进入内核源码目录下

1. linux@ubuntu:$ cd linux-5.4.31

复制代码

1.2 添加STMicroelectronics官方补丁

解压linux内核源码后得到的是Linux社区的标准内核源码，接下来需要将ST官方提供的源码补丁添加到标准内核中。

1. linux@ubuntu:$ for p in `ls -1 ../*.patch`; do patch -p1 < $p; done

复制代码

该命令会将上层目录下所有的patch补丁文件应用到当前的内核中。

1.3 生成标准板配置文件
生成multi_v7_defconfig默认配置

1. linux@ubuntu:$ make ARCH=arm multi_v7_defconfig "fragment*.config"

复制代码

在默认multi_v7_defconfig配置中加入ST官方提供的fragment config

1. linux@ubuntu:$ for f in `ls -1 ../fragment*.config`; do scripts/kconfig/merge_config.sh -m -r .config $f; done
   
2. linux@ubuntu:$ yes '' | make ARCH=arm oldconfig

复制代码

生成自己的默认配置文件

1. linux@ubuntu:$ cp .config arch/arm/configs/stm32_fsmp1a_defconfig

复制代码

取消git中的SHA1

1. linux@ubuntu:$ echo "" > .scmversion

复制代码

1.4 配置内核
导入交叉编译工具链（如果还未安装SDK可参考《SDK工具链安装》章节进行安装）

1. linux@ubuntu:$ source /opt/st/stm32mp1/3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

复制代码

验证开发工具是否安装正确，显示版本信息如下图所示。

1. linux@ubuntu:$ $CC --version

复制代码

在编译前如果需要编译额外的功能或者驱动，可以使用meunconfig来对内核进行配置。

1. linux@ubuntu:$ make menuconfig

复制代码

可以在如上菜单中对内核进行详细的配置。
1.5 编译内核

1. linux@ubuntu:$ make -j4 ARCH=arm uImage vmlinux LOADADDR=0xC2000040

复制代码

编译后在内核源码目录下，能够在生成一个vmlinux文件，该文件是没有经过压缩的内核镜像，这个镜像导出了所有的内核符号可以用作仿真调试。


此外在arch/arm/boot目录下还生成了一个uImage文件，这就是经过压缩的内核镜像。可以用作系统启动。



1.6 编译内核模块

1. linux@ubuntu:$ make ARCH=arm modules

复制代码

该操作会将内核中配置为模块的源码进行编译，最终得到ko文件。



1.7 生成设备树

以参考板DK1设备树文件stm32mp15xx-dkx.dtsi和stm32mp157a-dk1.dts为参考，增加stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi和stm32mp157a-fsmp1a.dts：

对stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi内容进行整理，去掉没有被使用的节点信息和明显与FS-MP1A的硬件没有关系的节点信息。下文内容是删掉了所有暂不使用的节点信息，整理出一个相对简单的设备树文件，确保内核可以正常启动。后续各个外设移植时会陆续增加文件的相关内容。

在arch/arm/boot/dts/ 目录下新建
stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi：

1. #include "stm32mp157-m4-srm.dtsi"
   
2. #include "stm32mp157-m4-srm-pinctrl.dtsi"
   
3. #include <dt-bindings/mfd/st,stpmic1.h>
   
4. 
   
5. / {
   
6.     memory@c0000000 {
   
7.         device_type = "memory";
   
8.         reg = <0xc0000000 0x20000000>;
   
9.     };
   
10. 
    
11.     reserved-memory {
    
12.         #address-cells = <1>;
    
13.         #size-cells = <1>;
    
14.         ranges;
    
15. 
    
16.         mcuram2: mcuram2@10000000 {
    
17.             compatible = "shared-dma-pool";
    
18.             reg = <0x10000000 0x40000>;
    
19.             no-map;
    
20.         };
    
21. 
    
22.         vdev0vring0: vdev0vring0@10040000 {
    
23.             compatible = "shared-dma-pool";
    
24.             reg = <0x10040000 0x1000>;
    
25.             no-map;
    
26.         };
    
27. 
    
28.         vdev0vring1: vdev0vring1@10041000 {
    
29.             compatible = "shared-dma-pool";
    
30.             reg = <0x10041000 0x1000>;
    
31.             no-map;
    
32.         };
    
33. 
    
34.         vdev0buffer: vdev0buffer@10042000 {
    
35.             compatible = "shared-dma-pool";
    
36.             reg = <0x10042000 0x4000>;
    
37.             no-map;
    
38.         };
    
39. 
    
40.         mcuram: mcuram@30000000 {
    
41.             compatible = "shared-dma-pool";
    
42.             reg = <0x30000000 0x40000>;
    
43.             no-map;
    
44.         };
    
45. 
    
46.         retram: retram@38000000 {
    
47.             compatible = "shared-dma-pool";
    
48.             reg = <0x38000000 0x10000>;
    
49.             no-map;
    
50.         };
    
51.     };
    
52. 
    
53.     vin: vin {
    
54.         compatible = "regulator-fixed";
    
55.         regulator-name = "vin";
    
56.         regulator-min-microvolt = <5000000>;
    
57.         regulator-max-microvolt = <5000000>;
    
58.         regulator-always-on;
    
59.     };
    
60. 
    
61.     v3v3: regulator-3p3v {
    
62.         compatible = "regulator-fixed";
    
63.         regulator-name = "v3v3";
    
64.         regulator-min-microvolt = <3300000>;
    
65.         regulator-max-microvolt = <3300000>;
    
66.         regulator-always-on;
    
67.         regulator-boot-on;
    
68.     };
    
69. 
    
70.     vdd: regulator-vdd {
    
71.          compatible = "regulator-fixed";
    
72.          regulator-name = "vdd";
    
73.          regulator-min-microvolt = <3300000>;
    
74.          regulator-max-microvolt = <3300000>;
    
75.          regulator-always-on;
    
76.          regulator-boot-on;
    
77.      };
    
78. 
    
79. };
    
80. 
    
81. /*HDMI CEC控制器*/
    
82. &cec {
    
83.     pinctrl-names = "default", "sleep";
    
84.     pinctrl-0 = <&cec_pins_b>;
    
85.     pinctrl-1 = <&cec_pins_sleep_b>;
    
86.     status = "okay";
    
87. };
    
88. 
    
89. /*循环冗余校验计算单元*/
    
90. &crc1 {
    
91.     status = "okay";
    
92. };
    
93. 
    
94. &dma1 {
    
95.     sram = <&dma_pool>;
    
96. };
    
97. 
    
98. &dma2 {
    
99.     sram = <&dma_pool>;
    
100. };
     
101. /*数字钟温度传感器*/
     
102. &dts {
     
103.     status = "okay";
     
104. };
     
105. /*图像处理单元*/
     
106. &gpu {
     
107.     contiguous-area = <&gpu_reserved>;
     
108.     status = "okay";
     
109. };
     
110. /*哈希处理器*/
     
111. &hash1 {
     
112.     status = "okay";
     
113. };
     
114. 
     
115. /*处理器间通信控制器*/
     
116. &ipcc {
     
117.     status = "okay";
     
118. };
     
119. 
     
120. /*看门狗*/
     
121. &iwdg2 {
     
122.     timeout-sec = <32>;
     
123.     status = "okay";
     
124. };
     
125. 
     
126. /*随机数发生器*/
     
127. &rng1 {
     
128.     status = "okay";
     
129. };
     
130. 
     
131. /*实时时钟*/
     
132. &rtc {
     
133.     status = "okay";
     
134. };
     
135. 
     
136. /*sdmmc1 TF卡*/
     
137. &sdmmc1 {
     
138.     pinctrl-names = "default", "opendrain", "sleep";
     
139.     pinctrl-0 = <&sdmmc1_b4_pins_a>;
     
140.     pinctrl-1 = <&sdmmc1_b4_od_pins_a>;
     
141.     pinctrl-2 = <&sdmmc1_b4_sleep_pins_a>;
     
142.     cd-gpios = <&gpioh 3 (GPIO_ACTIVE_LOW | GPIO_PULL_UP)>;
     
143.     disable-wp;
     
144.     st,neg-edge;
     
145.     bus-width = <4>;
     
146.     vmmc-supply = <&v3v3>;
     
147.     status = "okay";
     
148. };
     
149. 
     
150. &sram {
     
151.     dma_pool: dma_pool@0 {
     
152.         reg = <0x50000 0x10000>;
     
153.         pool;
     
154.     };
     
155. };
     
156. 
     
157. /*命令行终端*/
     
158. &uart4 {
     
159.     pinctrl-names = "default", "sleep", "idle";
     
160.     pinctrl-0 = <&uart4_pins_a>;
     
161.     pinctrl-1 = <&uart4_sleep_pins_a>;
     
162.     pinctrl-2 = <&uart4_idle_pins_a>;
     
163.     pinctrl-3 = <&uart4_pins_a>;
     
164.     /delete-property/dmas;
     
165.     /delete-property/dma-names;
     
166.     status = "okay";
     
167. };
     
168. 
     
169. /*电源基准缓冲器*/
     
170. &vrefbuf {
     
171.     regulator-min-microvolt = <2500000>;
     
172.     regulator-max-microvolt = <2500000>;
     
173.     vdda-supply = <&vdd>;
     
174.     status = "okay";
     
175. };
     

复制代码

在arch/arm/boot/dts/ 目录下新建
stm32mp157a-fsmp1a.dts：

1. /dts-v1/;
   
2. #include "stm32mp157.dtsi"
   
3. #include "stm32mp15xa.dtsi"
   
4. #include "stm32mp15-pinctrl.dtsi"
   
5. #include "stm32mp15xxac-pinctrl.dtsi"
   
6. #include "stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi"
   
7. / {
   
8.     model = "HQYJ STM32MP157 FSMP1A Discovery Board";
   
9.     compatible = "st,stm32mp157a-dk1", "st,stm32mp157";
   
10. 
    
11.     aliases {
    
12.         serial0 = &uart4;
    
13.     };
    
14. 
    
15.     chosen {
    
16.         stdout-path = "serial0:115200n8";
    
17.     };
    
18. 
    
19.     reserved-memory {
    
20.         gpu_reserved: gpu@da000000 {
    
21.             reg = <0xda000000 0x4000000>;
    
22.             no-map;
    
23.         };
    
24. 
    
25.         optee_memory: optee@0xde000000 {
    
26.             reg = <0xde000000 0x02000000>;
    
27.             no-map;
    
28.         };
    
29.     };
    
30. };
    
31. 
    
32. &optee {
    
33.     status = "okay";
    
34. };

复制代码

添加了新文件需修改Makefile才能编译，修改arch/arm/boot/dts/Makefile，添加stm32mp157a-fsmp1a.dts的编译选项(红色字体部分为添加内容

1.         dtb-$(CONFIG_ARCH_STM32) += \
   
2.         stm32f429-disco.dtb \
   
3.         …….
   
4.         stm32h743i-disco.dtb \
   
5.         stm32mp157a-avenger96.dtb \
   
6.         stm32mp157a-dk1.dtb \
   
7.         stm32mp157a-fsmp1a.dtb \
   
8.         stm32mp157d-dk1.dtb \

复制代码

重新编译设备树文件

1. linux@ubuntu:$ make ARCH=arm dtbs

复制代码

编译完成后会在arch/arm/boot/dts/目录下生成stm32mp157a-fsmp1a.dtb文件



将编译好的设备树文件与内核的uImage文件，复制到ubuntu主机的/tftpboot文件夹下，当使用tftp方式下载内核与设备树文件时会用到。

1. linux@ubuntu:$ cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot/
   
2. linux@ubuntu:$ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157a-fsmp1a.dtb /tftpboot/

复制代码

1.8 配置tftp
在linux系统移植中，我们使用tftp下载的方式来验证结果。使用tftp下载需要构建pxelinux相关的目录。此部分可参考《通过tftp方式下载linux内核及设备树》章节进行搭建。

如果环境搭建已经搭建完成，需要将ubuntu主机中的/tftpboot/pxelinux.cfg/01-00-80-e1-42-60-17文件内容，暂时替换为如下内容，在后续的移植过程中会根据不同的需求进行修改。

1. /tftpboot/pxelinux.cfg/01-00-80-e1-42-60-17
   
2. 
   
3. # Generic Distro Configuration file generated by OpenEmbedded
   
4. menu title Select the boot mode
   
5. TIMEOUT 20
   
6. DEFAULT stm32mp157a-fsmp1a-emmc
   
7. LABEL stm32mp157a-fsmp1a-emmc
   
8.         KERNEL /uImage
   
9.         FDT /stm32mp157a-fsmp1a.dtb
   
10.         APPEND root=/dev/mmcblk1p4 rootwait rw console=ttySTM0,115200

复制代码

修改01-00-80-e1-42-60-17文件后，继续按照《通过tftp方式下载linux内核及设备树》章节中的描述进行启动。

由于目前还未对源码进行任何修改，在内核启动过程中会停留在如下地方。



后续会通过对系统源码的修改，逐渐完成整个系统的启动和对外围设备的驱动。
————————————————
版权声明：左月先生