第 1 章 Linux内核配置及编译

! k' A2 y5 h9 N. b7 O3 s0 ~1.1 解压内核
8 I' }7 K. |) S# }( U& d: k+ Y9 t: |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

6 ^8 M& ~: a: b' }+ a5 d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

/ g7 I. j, H( F: A( c( {: \
进入内核源码目录下
. [/ O5 K+ m# v' Z7 x

1. linux@ubuntu:$ cd linux-5.4.31

复制代码

+ z5 I9 _& ?/ N. Y, X& z6 g- D
9 a* s! y. k; ^) Y
, Q0 G: S. ~- h" C1 l* c1.2 添加STMicroelectronics官方补丁
. a$ \2 u! f4 _2 U% r$ J
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。
( \+ s: P- C' S/ {0 }
: y) S5 a" r8 g( T1 q1 I( Z

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。
7 D& Y* }+ W9 |3 [. s1 d
! ~. k9 [# S6 V0 j1.3 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
& W- g3 r2 u! ~
* Q: O+ v  `" ^' f

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

复制代码

取消git中的SHA1
8 p4 ]& m2 Y9 J6 c

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

复制代码

+ ^& x1 I) Z- D% C1 \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）

& C% y! M- f, C

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

* \9 L9 `( n8 `+ n/ w. t验证开发工具是否安装正确，显示版本信息如下图所示。

' _/ [; j; q5 S4 Y5 M& b

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

复制代码

$ w- \8 ]- I( Q0 q5 x$ ^+ Q+ l
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。
8 \4 d2 W4 ^9 h$ W* V( [
) x. C- g& \7 |; q+ r( O2 V

1. linux@ubuntu:$ make menuconfig

复制代码

4 ]9 i6 Z) N( v" c* Z# `+ X可以在如上菜单中对内核进行详细的配置。
0 T7 X& y6 p- u0 H- U1.5 编译内核

1 J' \  u$ g0 L. O- P

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

复制代码

4 F: W1 Z! ?% S5 h5 C

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。
5 C6 a+ ~: w" C/ M$ R% a: X3 O
* f5 R9 [3 x2 U( I" t8 V
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。


4 ?9 A: }3 ~+ Y+ N
1.6 编译内核模块

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

复制代码

$ @8 ]0 n0 \4 P  A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。


7 M# t0 f, \1 g
- J* B# ?% f  ~: C# c7 m8 r1.7 生成设备树
/ i4 Z# n6 S2 ~6 o& q# W! x" b
% d7 `3 k" o: m( J9 ]( P) m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：
; D1 M/ c/ `/ k1 C' X5 Z
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：
9 @$ e& |2 M3 L4 O. v6 `

1. #include "stm32mp157-m4-srm.dtsi"
   
2. #include "stm32mp157-m4-srm-pinctrl.dtsi"
   1 P  j) W+ o' R& L: h6 `4 o2 ]
3. #include <dt-bindings/mfd/st,stpmic1.h>
   % y. _. G; p3 _! E
4. 
   
5. / {
   
6.     memory@c0000000 {
   
7.         device_type = "memory";
   7 ^0 W5 t. Z' V, B. S4 ~- W
8.         reg = <0xc0000000 0x20000000>;
   
9.     };
   8 M$ T. n. Q! C! w, n% p  J
10. 
    ; K. l5 ?1 ~9 D, ^7 z8 N6 e
11.     reserved-memory {
    3 e' i, ?. a7 `
12.         #address-cells = <1>;
    
13.         #size-cells = <1>;
    - W. n5 j9 W& V: @
14.         ranges;
    2 Q; [, G; @! ~
15. 
    
16.         mcuram2: mcuram2@10000000 {
    
17.             compatible = "shared-dma-pool";
    / g  I: o; Z6 }, r0 N; P$ H5 r9 D
18.             reg = <0x10000000 0x40000>;
    4 Q( @* s' [$ O( q1 B* R
19.             no-map;
    1 |; B0 W3 m) S$ u2 q# y
20.         };
    * ]9 I+ e  ]: e" m& h
21. 
    
22.         vdev0vring0: vdev0vring0@10040000 {
    0 K  r: E4 G, u! h% H
23.             compatible = "shared-dma-pool";
    1 c* Z! o8 f. x! [# u
24.             reg = <0x10040000 0x1000>;
    
25.             no-map;
    ; m( [, ~" B# X% E5 c
26.         };
    ! Z! L: @) R  n: g
27. 
    2 f6 b4 `5 X0 y8 o$ P) B; C
28.         vdev0vring1: vdev0vring1@10041000 {
    
29.             compatible = "shared-dma-pool";
    
30.             reg = <0x10041000 0x1000>;
    
31.             no-map;
      F% A) U: o- h3 Q" ^
32.         };
    
33. 
    - t: |' X$ r6 J' `5 R2 {' i
34.         vdev0buffer: vdev0buffer@10042000 {
    
35.             compatible = "shared-dma-pool";
    / A: [/ c0 r" R/ k
36.             reg = <0x10042000 0x4000>;
    2 w! q7 s7 }  C) p1 L# R4 V
37.             no-map;
    ) O3 N( ]; r& q  M
38.         };
    . ?& N9 c  ^& j' r( X/ k2 c
39. 
    
40.         mcuram: mcuram@30000000 {
    
41.             compatible = "shared-dma-pool";
    ' l" q; |2 N( F* r
42.             reg = <0x30000000 0x40000>;
    
43.             no-map;
    
44.         };
    + H) o  R2 {" v& G
45. 
    ; G- {6 }9 H2 q4 S* E
46.         retram: retram@38000000 {
    2 O) \. j' ^# i" J2 r
47.             compatible = "shared-dma-pool";
    
48.             reg = <0x38000000 0x10000>;
    
49.             no-map;
    8 K/ T! z( i6 d; R1 [# Y$ T% X
50.         };
    5 j3 T% m2 e( B- f7 C
51.     };
    
52. 
    
53.     vin: vin {
    
54.         compatible = "regulator-fixed";
    6 L' U. P; }; K7 E5 G1 ]
55.         regulator-name = "vin";
    ; r5 U/ _* {6 Z+ Z& _
56.         regulator-min-microvolt = <5000000>;
    
57.         regulator-max-microvolt = <5000000>;
    6 H) C; @% v0 x& z* A8 E; F
58.         regulator-always-on;
    
59.     };
    2 b7 V  K2 r$ P8 W$ B2 H" n6 \& l
60. 
    
61.     v3v3: regulator-3p3v {
    , v1 \, {) O. C  d
62.         compatible = "regulator-fixed";
    ( A& w' l' I- X2 w% I
63.         regulator-name = "v3v3";
    0 C  B6 E; e" I- ^
64.         regulator-min-microvolt = <3300000>;
    
65.         regulator-max-microvolt = <3300000>;
    
66.         regulator-always-on;
    
67.         regulator-boot-on;
    8 N  [% ^$ b+ U- \: A  w  d1 k
68.     };
    / h5 L8 h# y/ T$ T. t4 y
69. 
    ; C% q! H7 o0 B5 Z# ]& P
70.     vdd: regulator-vdd {
    / H, k! ~' ?. Y- U, \4 B9 w
71.          compatible = "regulator-fixed";
    # C4 N/ K' w. _0 A5 d
72.          regulator-name = "vdd";
    
73.          regulator-min-microvolt = <3300000>;
    7 H4 f, a% i3 A! N
74.          regulator-max-microvolt = <3300000>;
    
75.          regulator-always-on;
    
76.          regulator-boot-on;
    + |1 f  W& L4 l/ g5 g1 [) s
77.      };
    ! K4 h3 k, B# z9 I4 `  f; Z+ p  F6 ~
78. 
    . Y- b' u& L  J
79. };
    
80. 
    ' b- z8 [4 |6 O
81. /*HDMI CEC控制器*/
    , x3 l/ b. M% R/ C
82. &cec {
    . G; c- G% C9 V, d$ G6 N4 O
83.     pinctrl-names = "default", "sleep";
    
84.     pinctrl-0 = <&cec_pins_b>;
    ; S' h2 D" L! z- z
85.     pinctrl-1 = <&cec_pins_sleep_b>;
    
86.     status = "okay";
    $ l! R' l% d( q& a9 r  e2 f6 o* A
87. };
    
88. 
    , r0 ^- k4 z4 j1 L& w8 M2 U
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. };
    - e3 R1 T- t7 p/ h6 }$ r
97. 
    
98. &dma2 {
    1 e1 M5 A- a7 ^4 J
99.     sram = <&dma_pool>;
    ; _+ l5 Q% G, u, n$ P
100. };
     
101. /*数字钟温度传感器*/
     
102. &dts {
     
103.     status = "okay";
     
104. };
     $ o: N, k& x8 B- G4 e
105. /*图像处理单元*/
     6 O* s4 u! }* u, l0 s
106. &gpu {
       Y' D- G9 J2 Y4 B1 d/ I
107.     contiguous-area = <&gpu_reserved>;
       P2 r$ `3 o  ^, L1 M  N5 U+ j
108.     status = "okay";
     ) F3 ^5 @0 X' \, [  m3 t
109. };
     
110. /*哈希处理器*/
     8 G" ]. R# |- ^8 R# x) h+ g' O+ y# T
111. &hash1 {
     
112.     status = "okay";
     
113. };
     
114. 
     
115. /*处理器间通信控制器*/
     * l1 R# o/ {9 \; w1 w+ E
116. &ipcc {
     
117.     status = "okay";
     8 E- e! M5 |3 b
118. };
     
119. 
     1 W. e/ U$ n) m) p( m% d
120. /*看门狗*/
     
121. &iwdg2 {
     
122.     timeout-sec = <32>;
     4 W( _  z# _4 t6 F3 Y
123.     status = "okay";
     % M4 B- k3 P5 v4 Z
124. };
     " k! Q. o* r; c$ U
125. 
     1 \  [8 v/ Q3 F! m! D
126. /*随机数发生器*/
     
127. &rng1 {
     
128.     status = "okay";
     ) y. ]* j5 s! @) y: ^! R
129. };
     8 @- M3 ?$ A! [+ [
130. 
     3 ]/ G* w( I6 }* M: G0 X( z: t
131. /*实时时钟*/
     : i8 k- L: L- E% S
132. &rtc {
     
133.     status = "okay";
     
134. };
     
135. 
     ! O& y. Z6 A6 u) I) f  {" v$ S: w, m
136. /*sdmmc1 TF卡*/
     / G' u2 N% I7 o5 Q! G+ r3 h
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;
     $ P$ x( r2 _8 P+ `. P1 ]$ T: a
145.     bus-width = <4>;
     
146.     vmmc-supply = <&v3v3>;
     
147.     status = "okay";
     
148. };
     
149. 
     
150. &sram {
     . r8 r. I9 Y# k! N
151.     dma_pool: dma_pool@0 {
     
152.         reg = <0x50000 0x10000>;
     ' `5 Y' I7 A9 T5 P$ V( n# S
153.         pool;
     & w$ H& W* o2 j. ~9 A, m7 y, ]
154.     };
     % C( O( |3 G8 s. P' z8 ]/ Z. X
155. };
     $ ~( V2 W. I) i. n# i: Q& }
156. 
     " l2 B  w. [. k" j/ c
157. /*命令行终端*/
       l) F/ s" L7 C
158. &uart4 {
     + U- V6 \6 n; T6 t2 E  x* Z2 N3 ?
159.     pinctrl-names = "default", "sleep", "idle";
     # F9 l5 X& |6 B) ~' c. Z
160.     pinctrl-0 = <&uart4_pins_a>;
     
161.     pinctrl-1 = <&uart4_sleep_pins_a>;
     ' s% N6 E. {$ E( J. v9 J
162.     pinctrl-2 = <&uart4_idle_pins_a>;
     3 j% }5 v" Z/ q0 ^1 @8 w4 @
163.     pinctrl-3 = <&uart4_pins_a>;
     6 ~, v6 r, @% F$ s9 D4 t
164.     /delete-property/dmas;
     6 j7 J6 q2 Z  u' j9 _' d1 R% u
165.     /delete-property/dma-names;
     
166.     status = "okay";
     % ^! t5 B+ m6 M9 i# `
167. };
     " z, G" _$ Z( \
168. 
     $ Y0 K7 f, r: w. {7 @2 ?
169. /*电源基准缓冲器*/
     % i  {* Y* S. c4 c
170. &vrefbuf {
     
171.     regulator-min-microvolt = <2500000>;
     
172.     regulator-max-microvolt = <2500000>;
     ; k& K5 ~+ T" l" U7 F4 o- e
173.     vdda-supply = <&vdd>;
     ) `4 n' {3 s( O/ @: H
174.     status = "okay";
     
175. };
     

复制代码

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

1. /dts-v1/;
     P7 G0 x) \% P. |1 i6 D2 ^
2. #include "stm32mp157.dtsi"
   
3. #include "stm32mp15xa.dtsi"
   9 `- U( R' z; C# Z3 d
4. #include "stm32mp15-pinctrl.dtsi"
   . R; x$ G6 o1 |$ X7 r) T- _$ ~
5. #include "stm32mp15xxac-pinctrl.dtsi"
     v7 z2 Z. Y; V6 z0 L# D
6. #include "stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi"
   
7. / {
   . Q" n" H1 s1 A! e& b
8.     model = "HQYJ STM32MP157 FSMP1A Discovery Board";
   + P: G# J+ A( I" G6 e2 N
9.     compatible = "st,stm32mp157a-dk1", "st,stm32mp157";
   
10. 
    % t2 i9 i6 f5 p
11.     aliases {
    
12.         serial0 = &uart4;
    : @0 ]+ G0 w( u5 v1 q! Q
13.     };
    $ s" m4 N& e# f, a" ~0 `
14. 
      m+ ^; D1 B0 g$ g
15.     chosen {
    
16.         stdout-path = "serial0:115200n8";
    
17.     };
    
18. 
    
19.     reserved-memory {
    
20.         gpu_reserved: gpu@da000000 {
    6 n) P2 [+ e7 {& t3 L6 M4 k
21.             reg = <0xda000000 0x4000000>;
    
22.             no-map;
    / b* _. p4 x1 t+ P9 t$ w
23.         };
    
24. 
    * o  L( z. z1 }8 A7 K7 v
25.         optee_memory: optee@0xde000000 {
    6 \; ~, u3 e2 x+ r1 P
26.             reg = <0xde000000 0x02000000>;
    
27.             no-map;
    * X( E/ m4 ~; S4 ?- f4 u3 N
28.         };
    
29.     };
    
30. };
    
31. 
    
32. &optee {
    " d" m9 K" J8 o. l9 l2 I8 }; m
33.     status = "okay";
      {; Z- q6 x# ]! R
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

' M' X# }6 J% o3 i

1.         dtb-$(CONFIG_ARCH_STM32) += \
   " [9 w* I. ?3 f- {
2.         stm32f429-disco.dtb \
   
3.         …….
   
4.         stm32h743i-disco.dtb \
   
5.         stm32mp157a-avenger96.dtb \
   
6.         stm32mp157a-dk1.dtb \
   
7.         stm32mp157a-fsmp1a.dtb \
   " h: C" I- }4 M  Q! W+ p5 n
8.         stm32mp157d-dk1.dtb \

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重新编译设备树文件

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

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编译完成后会在arch/arm/boot/dts/目录下生成stm32mp157a-fsmp1a.dtb文件
6 S( ]2 t, R& w' Q% {* K


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。
9 y2 b7 \/ j+ D6 S+ }! c/ |# z
5 {  r3 n1 u: X! {

1. linux@ubuntu:$ cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot/
   ) J3 k* W3 F' l4 \9 V* q$ y
2. linux@ubuntu:$ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157a-fsmp1a.dtb /tftpboot/

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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。
/ N4 e& ~6 ?* E) \, y$ }
% \( c, [3 l# h+ K2 g' e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。
. j& R+ `/ J2 m: y. B4 h9 T( j, u, s
/ p% _5 ?. _! F3 J. r; W

1. /tftpboot/pxelinux.cfg/01-00-80-e1-42-60-17
   
2. 
   
3. # Generic Distro Configuration file generated by OpenEmbedded
   . O- B- K8 J" h, S* S5 Y
4. menu title Select the boot mode
   8 ^. J$ i% b  m& \
5. TIMEOUT 20
   
6. DEFAULT stm32mp157a-fsmp1a-emmc
   * y7 R' W/ D/ r5 t9 j% J
7. LABEL stm32mp157a-fsmp1a-emmc
   
8.         KERNEL /uImage
   1 i% x7 G9 w8 }; T. `, u
9.         FDT /stm32mp157a-fsmp1a.dtb
   * H% d3 f+ p: Z1 g
10.         APPEND root=/dev/mmcblk1p4 rootwait rw console=ttySTM0,115200

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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。
& R: {8 v9 o3 J# C' I9 `. a$ B
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。
  q1 D) d: ?+ l6 j
. u# u% }3 }* e! b: u( G

; g( w# ]: D+ f$ D7 w, F1 o* r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。
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& J4 ]- H1 V# P版权声明：左月先生
1 y7 Q  u/ g2 @. ?, Q
/ X. t) V; n: O! n* T4 s3 `* b