【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段2-2 交叉编译和测试Linux内核和设备驱动程序

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2020-4-24 10:58 上传

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非常感谢STM32技术社区提供的MP1探秘之旅！

本文需要首先完成《【STM32MP157A-DK1】开发路线概述和创建开发主机》、《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段1 Starter Package》和《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段2-1 配置交叉编译环境和测试GTK程序》的内容。

1.    概述

在嵌入式Linux开发时，根据项目需求的情况，往往需要定制、调试、交叉编译针对开发板的Linux内核和设备驱动程序。根据ST的开发路线，我总结了下表。本文将参考和使用Developer Package Source开发包，一步一步完成阶段2的第2部分内容：交叉编译Linux内核和交叉编译ST内置的Linux内核设备驱动程序，并完成测试。本文基于ST生态系统包v1.2.0。

开发板外围接口的连接如下图示，接入至少5V/500mA电源（板载Type-C口）、RJ45有线网至路由器（与开发主机同子网内）、至少8GB的TF卡、（可选）USB OTG Type-C至PC、（可选）Micro USB至PC、（可选）HDMI视频输出。本文参考使用《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段1 Starter Package》量产的64GB Class-10的TF卡。

2.    准备交叉编译环境和Developer Package Source开发包

2.1.安装依赖包

根据ST当前文档版本的步骤，实践发现需要额外安装2个依赖包，用于解决在应用ST的配置到Linux内核时遇到的问题。

sudo apt-get update

sudo apt-get install bison flex

' C! j' f3 i8 U; O& I9 [

2.2.核实交叉编译脚本是否运行

在新打开的终端内要执行交叉编译，需要先启动位于Developer-Package

目录中的交叉编译环境脚本：

source SDK/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

通过如下命令可以核实交叉编译环境是否正确启动。

echo $ARCH

echo $CROSS_COMPILE

$CC --version

echo $OECORE_SDK_VERSION

如何安装和配置交叉编译环境，请参考《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段2-1 配置交叉编译环境和测试GTK程序》的内容。

2.3.准备Developer Package Source开发包

在Windows主机上先下载并解压好Developer Package Source，然后共享给开发主机并复制到ST生态系统包的统一开发目录中。Developer Package Source开发包包括了ST的配置和文件，还包括了Linux内核源代码。

也可以直接在开发主机中下载、解压Developer Package Source。

2.4.解压Linux内核源代码

tar xvflinux-4.19.94.tar.xz

2.5.把ST补丁打入到Linux源代码中

进入linux-4.19.94目录中，并打入ST的补丁。linux-4.19.94目录也是后续执行交叉编译Linux内核和设备驱动程序的输出目录。

cd linux-4.19.94

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

2.6.应用刚才的配置

1. make ARCH=armmulti_v7_defconfig "fragment*.config"
   
2. for f in `ls -1../fragment*.config`; do scripts/kconfig/merge_config.sh -m -r .config $f; done
   
3. yes '' | makeARCH=arm oldconfig

复制代码

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3.    首次编译Linux内核源代码

准备好的Linux内核源代码还没有经过任何编译，所以先要完成首次的交叉编译。首次交叉编译Linux内核耗时较长，后续单独的模块和设备驱动程序通过相应的交叉编译后，再编译打包到镜像内即可，后续不用每次都重新编译整个内核。

3.1.交叉编译内核镜像（uImage和vmlinux）和设备树（dtbs）

首次编译需要完整的交叉编译，所以耗时较长，实测在Intel CPU 8线程，4GB内存，三星256GB 970 EVO SSD上的开发虚拟机中耗时约15分钟，实测发现交叉编译对线程敏感，对CPU主频不敏感。最终编译完成后得到未压缩的Linux内核镜像，大小约6.4MB。

1. make ARCH=arm uImage vmlinux dtbs LOADADDR=0xC2000040

复制代码

' J2 A! y! Y) i8 B) o* \8 Y

$ m2 S. }$ w8 t/ o( g8 c) j

3.2.交叉编译内核模块

首次交叉编译内核模块，实测耗时约5分钟（配置同上）。

make ARCH=arm modules

3.3.生成artifacts

1. mkdir -p $PWD/install_artifact/
   
2. make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH="$PWD/install_artifact" modules_install

复制代码

4.    完整部署Linux内核至开发板

首次交叉编译生成的Linux内核，通过如下步骤完整的部署到开发板，包括部署Linux内核、设备树、内核模块等，以及配置更新开发板。

4.1.部署Linux内核至开发板

scp arch/arm/boot/uImage root@192.168.99.174:/boot

4.2.部署stm32mp157a-dk1设备树至开发板

scp arch/arm/boot/dts/stm32mp157a-dk1.dtb root@192.168.99.174:/boot

4.3.删除内核模块文件夹内的link

首次交叉编译生成的内核模块文件夹内包含有2个link，需要删除他们，后续要把modules文件夹复制到开发板，link文件没有必要复制。

rm install_artifact/lib/modules/4.19.94/build install_artifact/lib/modules/4.19.94/source

  q5 |/ i# H) t$ b

4.4.（可选）缩减内核模块大小

1. find install_artifact/ -name "*.ko" | xargs $STRIP --strip-debug --remove-section=.comment --remove-section=.note --preserve-dates

复制代码

4.5.部署内核模块至开发板

scp -r install_artifact/lib/modules/* root@192.168.99.174:/lib/modules

4.6.在开发板上配置更新内核模块

在开发板上执行如下命令，重新生成模块依赖列表和更新modules symbols。

/sbin/depmod –a

sync

4.7.重启开发板

开发板重启后，即完成了Linux内核的部署。

reboot

5.    修改、交叉编译ST内置的Linux内核设备驱动程序

如下步骤通过修改、交叉编译ST内置的Linux内核设备驱动程序，来测试新编译生成的Linux内核。

5.1.在开发板上检查显示器驱动的log日志信息。

如下命令没有获取到有效的log日志信息，后续通过修改ST内置的GPU相关的Linux内核设备驱动程序，使得可以显示GPU相关的log日志信息。

dmesg | grep -istm_drm_platform_probe

5.2.修改ST内置的Linux内核设备驱动程序

打开位于Developer-Package/stm32mp1-openstlinux-20-02-19/sources/arm-ostl-linux-gnueabi/linux-stm32mp-4.19-r0/linux-4.19.94/drivers/gpu/drm/stm/drv.c源文件，并通过VS Code修改，在stm_drm_platform_probe函数中，第213行加入信息输出的测试代码并保存：

DRM_INFO("Simple example - %s\n", __func__);

5.3.重新编译Linux内核

由于修改的是Linux内核设备驱动程序，如下编译生成Linux内核。由于已经完成了首次的Linux内核编译，此时只会交叉编译Linux内核修改的部分，并很快完成。

1. make uImage LOADADDR=0xC2000040

复制代码

& V0 K! x  k* |( n4 a

5.4.部署新修改的Linux内核至开发板

scp arch/arm/boot/uImage root@192.168.99.174:/boot

5.5.重启开发板并检测修改

重启开发板后，检测修改已经生效。可以看到修改的Linux内核驱动程序已经被正确加载了。

reboot

dmesg | grep -istm_drm_platform_probe

6.    总结

本文参考和使用了Developer Package Source开发包，一步一步完成了阶段2的第2部分内容，包括：准备和配置交叉编译环境，交叉编译、部署Linux内核，交叉编译、测试ST内置的Linux内核设备驱动程序，为后续任务打下基础。

7.    参考

[1]   《【STM32MP157A-DK1】开发路线概述和创建开发主机》

https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-624114-1-1.html

[2]   《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段1 StarterPackage》

https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-624251-1-1.html

[3]   《【STM32MP157A-DK1】一步一步完成阶段2-1 配置交叉编译环境和测试GTK程序》

https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-624431-1-1.html

[4]   Modify, rebuild and reload the Linux® kernel

http://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/Getting_started/STM32MP1_boards/STM32MP157C-DK2/Develop_on_Arm%C2%AE_Cortex%C2%AE-A7/Modify,_rebuild_and_reload_the_Linux%C2%AE_kernel

[5].STM32MP15ecosystem release note

http://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/STM32MP15_ecosystem_release_note

不多说，顶一波。。。

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大佬好

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不多说
先收藏！

likang1202 发表于 2020-4-24 09:49
围观大佬，顶一下

MrJiu 发表于 2020-4-23 23:40
不多说，顶一波。。。

流水源 发表于 2020-4-24 10:37
玩的好溜

, ~3 D4 n( M) ~" c7 C$ m

高大上，支持下楼主

strang 发表于 2020-4-28 13:46
高大上，支持下楼主

写的不错！！！