Linux 内核移植

NXP 官方开发板 Linux 内核编译

37.2.1 修改顶层 Makefile
修改顶层 Makefile，直接在顶层 Makefile 文件里面定义 ARCH 和 CROSS_COMPILE 这两
个的变量值为 arm 和 arm-linux-gnueabihf-
37.2.2 配置并编译 Linux 内核
和 uboot 一样，在编译 Linux 内核之前要先配置 Linux 内核。每个板子都有其对应的默认
配 置 文 件 ， 这 些 默 认 配 置 文 件 保 存 在 arch/arm/configs 目 录 中 。 imx_v7_defconfig 和
imx_v7_mfg_defconfig 都可作为 I.MX6ULL EVK 开发板所使用的默认配置文件。但是这里建议
使用 imx_v7_mfg_defconfig 这个默认配置文件，首先此配置文件默认支持 I.MX6UL 这款芯片，
而且重要的一点就是此文件编译出来的 zImage 可以通过 NXP 官方提供的 MfgTool 工具烧写！！
imx_v7_mfg_defconfig 中的“ mfg”的意思就是 MfgTool。
进入到 Ubuntu 中的 Linux 源码根目录下，执行如下命令配置 Linux 内核：
make clean //第一次编译 Linux 内核之前先清理一下
make imx_v7_mfg_defconfig //配置 Linux 内核
使用如下命令编译 Linux 内核：
make -j16 //编译 Linux 内核
Linux 内核编译完成以后会在 arch/arm/boot 目录下生成 zImage 镜像文件，如果使用设备树
的话还会在 arch/arm/boot/dts 目录下开发板对应的.dtb(设备树)文件，比如 imx6ull-14x14-evk.dtb
就是 NXP 官方的 I.MX6ULL EVK 开发板对应的设备树文件。至此我们得到两个文件：
①、 Linux 内核镜像文件： zImage。
②、 NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板对应的设备树文件： imx6ull-14x14-evk.dtb。
37.2.3 Linux 内核启动测试
在测试之前确保 uboot 中的环境变量 bootargs 内容如下：
console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw
将上一小节编译出来的 zImage 和 imx6ull-14x14-evk.dtb 复制到 Ubuntu 中的 tftp 目录下，
因为我们要在 uboot 中使用 tftp 命令将其下载到开发板中，拷贝命令如下：
cp arch/arm/boot/zImage /home/zuozhongkai/linux/tftpboot/ -f
cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dtb /home/zuozhongkai/linux/tftpboot/ -f
拷贝完成以后就可以测试了，启动开发板，进入 uboot 命令行模式，然后输入如下命令将
zImage 和 imx6ull-14x14-evk.dtb 下载到开发板中并启动：
tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-14x14-evk.dtb
bootz 80800000 – 83000000
37.2.4 根文件系统缺失错误
Linux 内核启动以后是需要根文件系统的，根文件系统存在哪里是由 uboot 的 bootargs 环境
变 量 指 定 ， bootargs 会 传 递 给 Linux 内 核 作 为 命 令 行 参 数 。 比 如 上 一 小 节 设 置
root=/dev/mmcblk1p2，也就是说根文件系统存储在/dev/mmcblk1p2 中，也就是 EMMC 的分区 2
中。这是因为正点原子的 EMMC 版本开发板出厂的时候已经 EMMC 的分区 2 中烧写好了根文
件系统，所以设置 root=/dev/mmcblk1p2。
我们将 uboot 中的 bootargs 环境变量改为
“ console=ttymxc0,115200”，也就是不填写 root 的内容了，命令如下：
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200' //设置 bootargs
saveenv //保存
修改完成以后重新从网络启动
Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)
也就是提示内核崩溃，因为 VFS(虚拟文件系统)不能挂载根文件系统，因为根文件系统目
录不存在。即使根文件系统目录存在，如果根文件系统目录里面是空的依旧会提示内核崩溃。
这个就是根文件系统缺失导致的内核崩溃，但是内核是启动了的，只是根文件系统不存在而已。

在 Linux 中添加自己的开发板

37.3.1 添加开发板默认配置文件
将 arch/arm/configs 目 录 下 的 imx_v7_mfg_defconfig 重 新 复 制 一 份 ， 命 名 为
imx_alientek_emmc_defconfig，命令如下：
cd arch/arm/configs
cp imx_v7_mfg_defconfig imx_alientek_emmc_defconfig
以后 imx_alientek_emmc_defconfig 就是正点原子的 EMMC 版开发板默认配置文件了。
以后就可以使用如下命令来配置正点原子 EMMC 版开发板对应的 Linux 内核了：
make imx_alientek_emmc_defconfig

37.3.2 添加开发板对应的设备树文件
添加适合正点原子 EMMC 版开发板的设备树文件，进入目录 arch/arm/boot/dts 中，复制一
份 imx6ull-14x14-evk.dts，然后将其重命名为 imx6ull-alientek-emmc.dts，命令如下：
cd arch/arm/boot/dts
cp imx6ull-14x14-evk.dts imx6ull-alientek-emmc.dts
.dts 是设备树源码文件，编译 Linux 的时候会将其编译为.dtb 文件。imx6ull-alientek-emmc.dts
创 建 好 以 后 我 们 还 需 要 修 改 文 件 arch/arm/boot/dts/Makefile ， 找 到 “ dtb-
$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)”配置项，在此配置项中加入“ imx6ull-alientek-emmc.dtb” ，如下
所示：
示例代码 37.3.2.1 arch/arm/boot/dts/Makefile 代码段
400 dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL) += \
401 imx6ull-14x14-ddr3-arm2.dtb \
...
421 imx6ull-14x14-evk-usb-certi.dtb \
422 imx6ull-alientek-emmc.dtb \
423 imx6ull-9x9-evk.dtb \
424 imx6ull-9x9-evk-btwifi.dtb \
425 imx6ull-9x9-evk-ldo.dtb
第 422 行为“ imx6ull-alientek-emmc.dtb”，这样编译 Linux 的时候就可以从 imx6ull-alientekemmc.dts 编译出 imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件了。

37.3.3 编译测试
经过 37.3.1 和 37.3.2 两个小节， Linux 内核里面已经添加了正点原子 I.MX6UL-ALIPHA
EMMC 版 开 发 板 了 ， 接 下 接 编 译 测 试 一 下 ， 我 们 可 以 创 建 一 个 编 译 脚 本 ，
imx6ull_alientek_emmc.sh，脚本内容如下：
示例代码 37.3.2.1 imx6ull_alientek_emmc.sh 编译脚本
1 #!/bin/sh
2 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
3 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihfimx_alientek_emmc_defconfig
4 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
5 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16
第 2 行，清理工程。
第 3 行，使用默认配置文件 imx_alientek_emmc_defconfig 来配置 Linux 内核。
第 4 行，打开 Linux 的图形配置界面，如果不需要每次都打开图形配置界面可以删除此行。
第 5 行，编译 Linux。
执行 shell 脚本 imx6ull_alientek_emmc.sh 编译 Linux 内核， 命令如下：
chmod 777 imx6ull_alientek_emmc.sh //给予可执行权限
./imx6ull_alientek_emmc.sh //执行 shell 脚本编译内核
编译完成以后就会在目录 arch/arm/boot 下生成 zImage 镜像文件。在 arch/arm/boot/dts 目录
下生成 imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件。将这两个文件拷贝到 tftp 目录下，然后重启开发板，在
uboot 命令模式中使用 tftp 命令下载这两个文件并启动，命令如下：
tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb
bootz 80800000 – 83000000

CPU 主频和网络驱动修改

37.4.1 CPU 主频修改
1、设置 I.MX6U-ALPHA 开发板工作在 528MHz
输入如下命令查看 cpu 信息：
cat /proc/cpuinfo
此时 BogoMIIS 为 3.00， BogoMIPS 是 Linux 系统中
衡量处理器运行速度的一个“尺子”，处理器性能越强，主频越高， BogoMIPS 值就越大。
BogoMIPS 只是粗略的计算 CPU 性能，并不十分准确。但是我们可以通过 BogoMIPS 值来大致
的判断当前处理器的性能。
并没有看到当前 CPU 的工作频率，那我们就转变另
一种方法查看当前 CPU 的工作频率。进入到目录/sys/bus/cpu/devices/cpu0/cpufreq 中
此目录中记录了 CPU 频率等信息，这些文件的含义如下：
cpuinfo_cur_freq：当前 cpu 工作频率，从 CPU 寄存器读取到的工作频率。
cpuinfo_max_freq：处理器所能运行的最高工作频率(单位: KHz）。
cpuinfo_min_freq ：处理器所能运行的最低工作频率(单位: KHz）。
cpuinfo_transition_latency：处理器切换频率所需要的时间(单位:ns)。
scaling_available_frequencies：处理器支持的主频率列表(单位: KHz）。
scaling_available_governors：当前内核中支持的所有 governor(调频)类型。
scaling_cur_freq：保存着 cpufreq 模块缓存的当前 CPU 频率，不会对 CPU 硬件寄存器进
行检查。
scaling_driver：该文件保存当前 CPU 所使用的调频驱动。
scaling_governor： governor(调频)策略， Linux 内核一共有 5 中调频策略，
①、 Performance，最高性能，直接用最高频率，不考虑耗电。
②、 Interactive，一开始直接用最高频率，然后根据 CPU 负载慢慢降低。
③、 Powersave，省电模式，通常以最低频率运行，系统性能会受影响，一般不会用这个！
④、 Userspace，可以在用户空间手动调节频率。
⑤、 Ondemand，定时检查负载，然后根据负载来调节频率。负载低的时候降低 CPU 频率，
这样省电，负载高的时候提高 CPU 频率，增加性能。
scaling_max_freq： governor(调频)可以调节的最高频率。
cpuinfo_min_freq： governor(调频)可以调节的最低频率。
stats 目录下给出了 CPU 各种运行频率的统计情况，比如 CPU 在各频率下的运行时间以及
变频次数。
使用如下命令查看当前 CPU 频率：
cat cpuinfo_cur_freq
可以看出，当前 CPU 频率为 198MHz，工作频率很低！其他的值如下：
cpuinfo_cur_freq = 198000
cpuinfo_max_freq = 528000
cpuinfo_min_freq = 198000
scaling_cur_freq = 198000
scaling_max_freq