Linux系統(tǒng)移植開發(fā)篇1：系統(tǒng)移植前說明及源碼編譯

本文章為《STM32MP157 Linux系統(tǒng)移植開發(fā)篇》系列中的一篇，筆者使用的開發(fā)平臺為華清遠見FS-MP1A開發(fā)板（STM32MP157開發(fā)板）。stm32mp157是ARM雙核，2個A7核，1個M4核，A7核上可以跑Linux操作系統(tǒng)，M4核上可以跑FreeRTOS、RT-Thread等實時操作系統(tǒng)，STM32MP157開發(fā)板所以既可以學(xué)嵌入式linux，也可以學(xué)stm32單片機。

針對FS-MP1A開發(fā)板，除了Linux系統(tǒng)移植篇外，還包括其他多系列教程，包括Cortex-A7開發(fā)篇、Cortex-M4開發(fā)篇、擴展板驅(qū)動移植篇、Linux應(yīng)用開發(fā)篇、FreeRTOS系統(tǒng)移植篇、Linux驅(qū)動開發(fā)篇、硬件設(shè)計篇、人工智能機器視覺篇、Qt應(yīng)用編程篇、Qt綜合項目實戰(zhàn)篇等。
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系統(tǒng)移植前說明

關(guān)于命令行提示符：

在實驗步驟中會涉及到執(zhí)行命令的操作，為區(qū)分操作是在Ubuntu上完成還是在開發(fā)板上完成，不同操作會有不同的提示符：

Ubuntu操作時命令行提示符為：linux@ubuntu:$

開發(fā)板Linux系統(tǒng)下操作時命令行提示符為：root@fsmp1a:$

開發(fā)板u-boot期間操作是命令行提示符為：STM32MP>

注意：由于部分操作需要進入特定目錄下完成，導(dǎo)致命令行提示符較長如：

linux@ubuntu:~/FS-MP1A/stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/sources/arm-ostl-linux-gnueabi/u-boot-stm32mp-2020.01-r0/u-boot-stm32mp-2020.01$

過長的命令行提示符不便于文檔編寫，所以本文中所有命令行提示符均忽略了當(dāng)前工作目錄的顯示，命令行提示符不代表當(dāng)前目錄，具體當(dāng)前操作是在哪個目錄下完成，請結(jié)合文檔上下文確定。

1. 源碼編譯

1.1 源碼目錄結(jié)構(gòu)

1.1.1 編譯環(huán)境配置

由于OpenSTLinux所涉及到的源碼較多，且有路徑的依賴。所以請按照本文的說明建立源碼文件夾。

在用戶home目錄下建立fs-mp1a文件夾。

linux@ubuntu: $ cd ~

linux@ubuntu: $ mkdir fs-mp1a

將工作目錄切換到fs-mp1a目錄下，建立linux、optee-os、trusted-firmware、u-boot、tools文件夾

linux@ubuntu: $ cd ~/fs-mp1a

linux@ubuntu: $ mkdir linux optee-os trusted-firmware u-boot tools

請務(wù)必按照此目錄名稱建立文件夾，否則會導(dǎo)致后續(xù)的OpenSTLinux系統(tǒng)編譯錯誤。

1.1.2 SDK工具鏈安裝

OpenSTLinux SDK是Yocto SDK定制發(fā)行版的軟件開發(fā)套件，它提供了獨立的交叉開發(fā)工具鏈和針對特定鏡像中所使用到的特定鏈接庫。

開發(fā)資料光盤中提供的SDK是基于FS-MP1A開發(fā)板的定制交叉編譯工具鏈，該工具鏈可用于FS-MP1A開發(fā)板中所有項目的編譯與調(diào)試。

將資料光盤下【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\01-工具軟件】的en.SDK-x86_64-stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24.tar.xz復(fù)制到ubuntu主機中，可以采用共享文件夾的方式也可以使用tfp方式將文件存入FS-MP1A源碼目錄下的tools文件夾下進行解壓。

linux@ubuntu: $ tar -xvf en.SDK-x86_64-stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24.tar.xz -C /home/linux/fs-mp1a/tools/

解壓之后得到sdk目錄，進入到sdk文件夾之后內(nèi)容如下。

執(zhí)行st-image-weston-openstlinux-weston-stm32mp1-x86_64-toolchain-3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24.sh安裝腳本。

linux@ubuntu: $ ./st-image-weston-openstlinux-weston-stm32mp1-x86_64-toolchain-3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24.sh

運行之后會提示輸入安裝位置，直接按回車鍵默認即可：

繼續(xù)詢問是否安裝SDK，輸入Y，回車

默認安裝路徑安裝在opt目錄下，這個目錄需要有root權(quán)限，所以安裝時需要使用sudo安裝，過程中需要輸入用戶的sudo密碼(如果當(dāng)前用戶sudo功能已經(jīng)授權(quán)，這個密碼就是用戶的登錄密碼)，輸入密碼后開始進行安裝。

輸入密碼后等待安裝，安裝后顯示如下：

導(dǎo)入sdk

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

驗證開發(fā)工具是否安裝正確，顯示版本信息如下圖所示。

linux@ubuntu: $ $CC --version

1.1.3 源碼導(dǎo)入

Bootloader源碼

將光盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\u-boot】下的u-boot-fsmp1a-2020.01.tar.xz和Makefile.sdk導(dǎo)入到fs-mp1a目錄下u-boot文件夾中

將u-boot-fsmp1a-2020.01.tar.xz解壓之后得到u-boot-fsmp1a-2020.01文件夾

linux@ubuntu:$ tar -xvf u-boot-fsmp1a-2020.01.tar.xz

? ? ?trusted-firmware源碼

將光盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\tf-a】下的fsmp1a-trusted-firmware-2.2.tar.xz和Makefile.sdk導(dǎo)入到fs-mp1a目錄下trusted-firmware文件夾中

將fsmp1a-trusted-firmware-2.2.tar.xz解壓之后得到fsmp1a-trusted-firmware-2.2文件夾

linux@ubuntu:$ tar -xvf fsmp1a-trusted-firmware-2.2.tar.xz

optee_os源碼

將光盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\optee】下的fsmp1a-optee_os-3.9.0.tar.xz和Makefile.sdk導(dǎo)入到fs-mp1a目錄下optee-os文件夾中

將fsmp1a-optee_os-3.9.0.tar.xz解壓之后得到fsmp1a-optee_os-3.9.0文件夾

linux@ubuntu:$ tar -xvf fsmp1a-optee_os-3.9.0.tar.xz

linux源碼

盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\linux】下的fsmp1a-linux-5.4.31.tar.xz導(dǎo)入到fs-mp1a目錄下linux文件夾中

將fsmp1a-linux-5.4.31.tar.xz解壓之后得到fsmp1a-linux-5.4.31文件夾

linux@ubuntu:$ tar -xvf fsmp1a-linux-5.4.31.tar.xz

Yocto源碼

盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\Yocto】下的fsmp1a-ST-Yocto.tar.xz導(dǎo)入到fs-mp1a目錄下

將fsmp1a-ST-Yocto.tar.xz解壓之后得到fsmp1a-ST-Yocto文件夾

linux@ubuntu:$ tar -xvf fsmp1a-ST-Yocto.tar.xz

盤資料中【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\05-預(yù)裝系統(tǒng)源碼\Yocto】下的downloads.tar.xz導(dǎo)入到由fsmp1a-ST-Yocto.tar.xz得到的fsmp1a-ST-Yocto文件夾下。

將downloads.tar.xz解壓之后得到downloads文件夾。

linux@ubuntu:$ tar -xvf downloads.tar.xz

至此OpenSTLinux全部源碼就導(dǎo)入完成了。導(dǎo)入源碼完成后的fs-mp1a目錄結(jié)構(gòu)如下。

1.2 u-boot源碼編譯

導(dǎo)入交叉編譯工具鏈并驗證

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

linux@ubuntu:$$CC --version

將工作目錄切換到u-boot-fsmp1a-2020.01源碼目錄下。

linux@ubuntu:$ cd ${HOME}/fs-mp1a/u-boot/u-boot-fsmp1a-2020.01

導(dǎo)入配置文件。

fsmp1a的u-boot可以支持basic、trusted、optee三種配置。分別對應(yīng)三種配置文件。

這里使用trusted配置來編譯

linux@ubuntu:$ make stm32mp15_trusted_defconfig

編譯源碼

linux@ubuntu:$ make DEVICE_TREE=stm32mp157a-fsmp1a all

編譯完成后得到u-boot.img文件

使用Makefile.sdk編譯

除了傳統(tǒng)的編譯方式之外還可以通過上層目錄下的Makefile.sdk來編譯鏡像。使用此方法需要將先前編譯過的源碼清除后再編譯，否則會導(dǎo)致編譯出錯。

linux@ubuntu:$ make distclean

編譯basic鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk all UBOOT_CONFIGS=stm32mp15_fsmp1a_basic_defconfig,basic,u-boot.img

編譯成功后會在上級目錄下生成build-basic目錄。其中的u-boot-stm32mp157a-fsmp1a-basic.img和u-boot-spl.stm32-stm32mp157a-fsmp1a-basic即為生成的燒寫鏡像

編譯trusted鏡像

linux@ubuntu:$make -f $PWD/../Makefile.sdk all UBOOT_CONFIGS=stm32mp15_fsmp1a_trusted_defconfig,trusted,u-boot.stm32

編譯成功后會在上級目錄下生成build-trusted目錄。其中的u-boot-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32即為生成的燒寫鏡像

編譯optee鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk all UBOOT_CONFIGS=stm32mp15_fsmp1a_trusted_defconfig,optee,u-boot.stm32

編譯成功后會在上級目錄下生成build-optee目錄。其中的u-boot-stm32mp157a-fsmp1a-optee.stm32即為生成的燒寫鏡像

編譯basic、trusted、optee三種鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk all

編譯成功后會在上級目錄下會同時生成build-basic、build-trusted、build-optee三個目錄。

1.3 tf-a源碼編譯

導(dǎo)入交叉編譯工具鏈并驗證

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

linux@ubuntu:$ $CC --version

將工作目錄切換到fsmp1a-trusted-firmware-2.2源碼目錄下。

linux@ubuntu:$ cd ${HOME}/fs-mp1a/trusted-firmware/fsmp1a-trusted-firmware-2.2

編譯trusted鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk TFA_DEVICETREE=stm32mp157a-fsmp1a TF_A_CONFIG=trusted ELF_DEBUG_ENABLE='1' all

編譯成功之后會在上級目錄下生成build目錄，build目錄下的trusted目錄中tf-a-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32即為燒寫鏡像。

編譯optee鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk TFA_DEVICETREE=stm32mp157a-fsmp1a TF_A_CONFIG=optee ELF_DEBUG_ENABLE='1' all

編譯成功之后會在上級目錄下生成build目錄，build目錄下的optee目錄中tf-a-stm32mp157a-fsmp1a-optee.stm32即為燒寫鏡像。

編譯trusted、optee兩種鏡像

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk all

編譯成功后會在上級目錄下生成build目錄，該目錄下同時生成了trusted和optee兩個目錄。

1.4 optee-os源碼編譯

導(dǎo)入交叉編譯工具鏈并驗證

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

linux@ubuntu:$ $CC --version

將工作目錄切換到fsmp1a-optee_os-3.9.0源碼目錄下。

linux@ubuntu:$ cd ${HOME}/fs-mp1a/optee-os/fsmp1a-optee_os-3.9.0

編譯源碼

linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk CFG_EMBED_DTB_SOURCE_FILE=stm32mp157a-fsmp1a

編譯成功之后會在上級目錄下生成build目錄其目錄下的tee-header_v2-stm32mp157a-fsmp1a-optee.stm32、tee-pageable_v2-stm32mp157a-fsmp1a-optee.stm32、tee-pager_v2-stm32mp157a-fsmp1a-optee.stm32即為燒寫鏡像。

1.5 linux源碼編譯

導(dǎo)入交叉編譯工具鏈并驗證

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

linux@ubuntu:$ $CC --version