超详细移植Ubuntu到stm32mp157

1.准备工作

根文件系统下载解压

官网地址：Index of /

Ubuntu 的移植非常简单，不需要编译任何东西，因为 Ubuntu 官方已经将根文件系统制作好了，只需简单配置

Ubuntu 官方提供的 base 根文件系统，使其在我们的开发板上跑起来即可。

->首先

->其次

->最后

这里选择低于18.04的根文件系统都可以，理论上适配最优解是18.04 我选择的是16.04.6

Ubuntu 针对不同的 CPU 架构提供相应的 ubuntu base 根文件系统，有 amd64(64位X86)、 armhf、 i386(32 位 X86) ， powerpc、 ppc64el 等系统的。 MP157 是 CortexA 内核的 CPU，并且有硬件Q 浮点运算单元，因此选择 armhf 版本。

下载后放一份到Ubuntu

去ubuntu解压然后复制到opt新建的xyrootfs目录中

mkdir xyrootfs

sudo tar -vzxf ubuntu-base-16.04.6-base-armhf.tar.gz -C xyrootfs/

sudo vi /etc/exports //配置NFS文件配置

正式移植之前需要一个辅助工具，对根文件系统进行一个基本的搭建使其文件结构清晰，我的一个老师梁老师说过，毕竟linux一切皆文件

sudo apt-get install qemu-user-static

//apt下载不了的检查一下软件源，后续在开发板上跑起来的Ubuntu要下载同理

stm32mp157平台是32位控制器，因此选择以下指令：

sudo cp /usr/bin/qemu-arm-static ./xyrootfs/usr/bin/ sudo cp /etc/resolv.conf ./xyrootfs/etc/resolv.conf sudo vim ./xyrootfs/etc/resolv.conf

//谷歌的公开DNS

nameserver 8.8.8.8

64bit的也附上：

sudo cp /usr/bin/qemu-aarch64-static ./rootfs/usr/bin/ sudo cp /etc/resolv.conf ./rootfs/etc/resolv.conf

sudo vim ./rootfs/etc/resolv.conf

nameserver 8.8.8.8

2.移植过程

根文件系统要运行起来，还需要虚拟文件系统，也就是说现在需要模拟根文件系统的运行环境。

接下来将上面制作的根文件系统挂载到主机上，需要挂载 proc、 sys、 dev、 dev/pts 等文件系统，最后使用 chroot 将主机的根文件系统切换到我们前面制作的根文件系统中。这里我们通过脚本文件来完成挂载和卸载操作

新建一个mk.sh

chmod 777 mk.sh

脚本内容：

#!/bin/bash
# 指定脚本的解释器为 Bash

mnt ()
# 定义一个名为 mnt 的函数，用来挂载所需的文件系统

{
    echo "MOUNTING"
    # 输出 "MOUNTING"，表明正在执行挂载操作

    sudo mount -t proc /proc ${2}proc
    # 挂载 proc 文件系统，将目标文件系统路径的 `/proc` 目录挂载到当前文件系统的 `${2}proc`
    目录
    sudo mount -t sysfs /sys ${2}sys
    # 挂载 sysfs 文件系统，将目标文件系统路径的 `/sys` 目录挂载到当前文件系统的 `${2}sys`
    目录
    sudo mount -o bind /dev ${2}dev
    # 挂载当前系统的 `/dev` 目录到目标文件系统的 `${2}dev` 目录， `bind` 表示硬链接方式挂载                                            
    sudo mount -o bind /dev/pts ${2}dev/pts
    # 同理，挂载当前系统的 `/dev/pts` 目录到目标文件系统的 `${2}dev/pts` 目录

    sudo chroot ${2}
    # 切换到目标文件系统 `${2}` 目录下，执行 chroot 操作，改变根目录到指定路径 
}

umnt ()
# 定义一个名为 umnt 的函数，用来卸载之前挂载的文件系统

{
    echo "UNMOUNTING"
    # 输出 "UNMOUNTING"，表明正在执行卸载操作

    sudo umount ${2}proc
    # 卸载目标文件系统的 `${2}proc` 目录 sudo umount ${2}sys
    # 卸载目标文件系统的 `${2}sys` 目录 sudo umount ${2}dev/pts
    # 卸载目标文件系统的 `${2}dev/pts` 目录 sudo umount ${2}dev
    # 卸载目标文件系统的 `${2}dev` 目录 
}

if [ "$1" = "-m" ] && [ -n "$2" ]; 
then
    # 判断第一个参数是否为 "-m"（挂载操作）且第二个参数不为空
    mnt $1 $2
    # 调用 mnt 函数，传递 `$1`（-m）和 `$2`（ 目标文件系统路径）作为参数 
    echo "mnt -m pwd"
    # 输出 "mnt -m pwd"，提示挂载操作完成

elif [ "$1" = "-u" ] && [ -n "$2" ]; 
then
    # 判断第一个参数是否为 "-u"（卸载操作）且第二个参数不为空

    umnt $1 $2
    # 调用 umnt 函数，传递 `$1`（-u）和 `$2`（ 目标文件系统路径）作为参数 
    echo "mnt -u pwd"
    # 输出 "mnt -u pwd"，提示卸载操作完成

else
    # 如果参数不符合要求，执行 else 分支

    echo ""
    echo "Either 1'st, 2'nd or both parameters were missing"
    # 输出参数缺失的提示信息
    echo ""
    echo "1'st parameter can be one of these: -m(mount) OR -u(umount)"
    # 提示第一个参数应为 "-m"（挂载）或 "-u"（卸载） echo "2'nd parameter is the rootfs path"
    # 提示第二个参数是根文件系统路径 echo ""
    echo "For example: ./mk.sh -m ./rootfs/"
    # 提供一个示例命令
    echo ""
    echo "1st parameter : ${1}"
    # 输出第一个参数的值
    echo "2nd parameter : ${2}"
    # 输出第二个参数的值 
fi

执行语句挂载：

sudo ./mk.sh -m ./xyrootfs/

注意脚本存放路径在xyrootfs外面

sudo ./mk.sh -m ./xyrootfs/

sudo ./mk.sh -u ./xyrootfs/

挂载成功后，已切换到上面制作的rootfs根文件系统中。

安装常用的命令和软件

由于 ubuntu base 是一个最小根文件系统，很多命令和软件都没有，因此我们需要先安装一下常用的命令和软件，输入如下命令

apt update
apt install sudo
apt install vim
apt install kmod net-tools ethtool ifupdown language-pack-en-base rsyslog htop iputils-ping

用户配置：

1.设置一下 root 用户的密码，设置简单一点， root 用户密码也设置为“root”，相当于用户名和密码一样，命令如下：

passwd root

2.输入“passwd root”以后会让你输入 root 用户密码，输入两次。添加一个普通用户xieya:

useradd -s '/bin/bash' -m -G adm,sudo xieya

3.给用户 xieya 设置密码:

passwd xieya

输入“passwdsdr”以后会让你输入用户密码，输入两次。

主机配置

因为现在我们挂载的根文件系统也是一个主机，当然也需要设置些基础信息

echo “sdr” > /etc/hostname

echo “127.0.0.1 localhost” >> /etc/hosts echo “127.0.0.1 sdr” >> /etc/hosts

终端设置

因为我们的开发板是使用串口作为终端的，所以需要设置一下

ubuntu 根文件系统在开发板上启动以后我们通常也希望串口终端正常工作，首先确定自己所使用的串口设备文件，比如正点原子的 STM32MP157 开发板使用的UART4对应的串口设备文件为tySTM0，我们需要添加一个名

为getty@ttySTM0.service 的链接，链接到getty@.service 服务上，输入如下命令:

ln -s /lib/systemd/system/getty@.service

/etc/systemd/system/getty.target.wants/getty@ttySTM0.service

注意：ttySTM32为串口节点，具体根据自己的板子设置

如果是18.04的Ubuntu.base有可能会提示

/bin/ls: cannot access '/lib/systemd/system/getty@.service': No such file or directory

解决办法：

apt install systemd

正确现象：

ls /lib/systemd/system/getty@.service

提示/lib/systemd/system/getty@.service

安装图形化界面

图形程序安装，安装的桌面是xubuntu-desktop：

apt install xubuntu-desktop

取决于网速可能会有点久

中间可能会弹出来紫色界面让选择键盘界面布局，可参考该帖子解决：

Linux系统UI界面_please select the layout matching the keyboard for-CSDN博客

fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=126789586&sharerefer=PC&share source=m0_68220839&sharefrom=from_link

取决于网速该过程可能会有点久执行命令之后会报错：

Errors were encountered while processing:

blueman

E: Sub-process /usr/bin/dpkg returned an error code (1)

这是正常现象，不用管。

这样基本配置我们就设置好了，我们退出这个根文件系统，然后取消挂载。设置好以后就可以退出根文件系统了，输入如下命令退出：

exit

./mk.sh -u ./rootfs/

至此， ubuntu base 根文件系统就已经制作好了，接下来就是挂载到开发板上去测试

3.开发板验证

uboot

1.首先准备

一份uImage和stm32mp157a-fsmp1a.dtb

2.进入开发板uboot

开机狂按enter 然后配置开发板

env set -f ethaddr 00:80:E1:42:60:10//物理地址不固定

env set serverip 192.168.80.136//你的Ubuntu服务器ip

env set gatewayip 192.168.80.1//你的局域网网关

env set ipaddr 192.168.80.3//你的开发板ip自定义，确保和Ubuntu服务器同一网段即可

env set -f bootcmd tftp 0xc2000000 uImage;tftp 0xc4000000 stm32mp157a-fsmp1a.dtb;bootm 0xc2000000 - 0xc4000000
//使用bootm指令通过tftp服务，将内核写入起始为0xc2000000的开发板地址，设备树同理

//nfs 挂载测试根文件系统已经制作完成了，接下来就是测试，先用 nfs 挂载根文件系统，在 uboot 里面设置 bootargs 环境变量的值如下:

env set -f bootargs root=/dev/nfs nfsroot=192.168.80.136:/opt/xyrootfs intr rsize=1024 wsize=1024 rootwait rw earlyprintk ip=192.168.80.3 console=ttySTM0,115200

在保证内核正确的前提下，能进入根文件系统，即为成功。

串口登录开发板出现例如这样的界面：

wqc login: root Password:

Welcome to Ubuntu 16.04.6 LTS (GNU/Linux 4.14.0-xilinx armv7l)

* Documentation: Official Ubuntu Documentation

* Management: Landscape

* Support: Ubuntu Pro | Ubuntu

The programs included with the Ubuntu system are free software;

the exact distribution terms for each program are described in the individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Ubuntu comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent permitted by applicable law.

root@xieya:~#

因为此时LCD屏幕未移植，还无法查看图形化界面

4.移植LCD（屏幕型号st7701)

内核配置

在内核根目录下，执行：

make ARCH=arm menuconfig

//层级关系

Device Drivers —>

Graphics support —> — 图形配置

选中配置如图：

开机logo

[*] Bootup logo —>

[*] Standard black and white Linux logo

[*] Standard 16-color Linux logo

[*] Standard 224-color Linux logo

设备树

1. 添加pwm2内容

修改stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi，在stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi文件末尾添加如下内容：（如已添加请忽略）

&timers2 {

/* spare dmas for other usage */

/delete-property/dmas;

/delete-property/dma-names;

status = “okay”;

pwm2: pwm {

pinctrl-0 = <&pwm2_pins_b>;

pinctrl-1 = <&pwm2_sleep_pins_b>;

pinctrl-names = “default”, “sleep”;

#pwm-cells = <2>;

status = “okay”;

};

timer@2 {

status = “okay”;

};

把status设置为okay。

设置此节点不用dma。

pwm2 是我们为pwm设置的一个别名。

设置 PWM 所使用的IO配置。

此参数是用来规定pwms属性的参数。比如：#pwm-cells =<2>，表示pwms属性有2个参数，如下所示：

pwms= <&pwm2 1 5000000>

其中pwm2表示使用PWM2，后面两个是参数，其中1表示使用PWM2的通道2(通道从1开始)，5000000表示为 200Hz

2. 添加背光内容

修改stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi，在根节点中添加如下内容：

panel_backlight: panel-backlight {

compatible = “pwm-backlight”;

pwms = <&pwm2 0 5000000>;

brightness-levels = <0 4 8 16 32 64 128 255>;

default-brightness-level = <6>;

status = “okay”;

};

设置背光使用pwm2的第二个通道，PWM频率为200Hz。

设置背8级背光(0~7)，分别为0、4、8、16、32、64、128、255对应占空比为0%、1.57%、3.13%、 6.27%、12.55%、25.1%、50.19%、100%

设置默认背光等级为7，也就是100%的亮度

//参考内核PWM文档

（添加请忽略）

3. 修改stm32mp157a-fsmp1a.dts

&ltdc {

status = “okay”;

port {

#address-cells = <1>;

#size-cells = <0>;

ltdc_ep1_out: endpoint@1 {
reg = <1>;

remote-endpoint = <&dsi_in>; };

};

在port下添加了一个子节点为ltdc_ep1_out

remote-endpoint属性是用来告诉ltdc节点输出到那里

添加dsi内容：

&dsi {

#address-cells = <1>;

#size-cells = <0>; status = “okay”;

ports {

#address-cells = <1>;

#size-cells = <0>; port@0 {

reg = <0>;

dsi_in: endpoint {

remote-endpoint = <&ltdc_ep1_out>; };

};

port@1 {

reg = <1>;

dsi_out: endpoint {

remote-endpoint = <&dsi_panel_in>; };

};

panel_dsi: panel-dsi@0 {

compatible = “sitronix,st7701”;

reg = <0>;

reset-gpios = <&gpiog 9 GPIO_ACTIVE_HIGH>; backlight = <&panel_backlight>;

power-supply = <&v3v3>;

status = “okay”;

port {

dsi_panel_in: endpoint {

remote-endpoint = <&dsi_out>; };

};

代码移植

和厂商沟通发现这个屏幕和demo板的有所不同，所以要修改原代码文件：

驱动代码路径如下：

/home/crl/crl/linux-5.4.31/drivers/gpu/drm/panel

vim panel-sitronix-st7701.c

之前的给他注释掉

初始化序列：
/**
* ST7701_SPEC_V1.2 is unable to provide enough information above this
* specific command sequence, so grab the same from vendor BSP driver.
*/
ST7701_DSI(st7701,0xe0, 0x00, 0x00, 0x02);
ST7701_DSI(st7701,0xe1, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, 0x20);
ST7701_DSI(st7701,0xe2, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xe3, 0x00, 0x00, 0x33, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xe4, 0x22, 0x00);ST7701_DSI(st7701,0xe5, 0x07, 0x34, 0xa0, 0xa0, 0x05, 0x34, 0xa0, 0xa0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xe6, 0x00, 0x00, 0x33, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xe7, 0x22, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xe8, 0x06, 0x34, 0xa0, 0xa0, 0x04, 0x34, 0xa0, 0xa0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xeb, 0x02, 0x00, 0x10, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xec, 0x02, 0x00);
ST7701_DSI(st7701,0xed, 0xaa, 0x54, 0x0b, 0xbf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfb, 0xb0, 0x45, 0xaa);
/* disable Command2 */

模式:

Video模式分三种子模式：

1.Non-burst Mode Sync pulses: 在这种模式下，DSI基于各种不同的同步数据包来做数据同步。这种数据包括：重构，时间校准等。更具体的请参考DSI协议标准。

2.Non-burst Mode Sync event: 这种模式和第一种模式很像，但是这种模式不会发重构和时间校准的数据包，它们只发送一种叫做”Sync event”的包。

3.Burst mode: 在horizontal 的时序是一样的情况下DSI会把连接的速度提升到Panel支持的最大速

度。在这种模式下发送RGB数据包的时间被压缩，以留出更多的时间用来传送其他的数据。

//.flags = MIPI_DSI_MODE_VIDEO,

.flags = MIPI_DSI_MODE_VIDEO | MIPI_DSI_MODE_VIDEO_BURST | MIPI_DSI_MODE_LPM,

.vsync_end = 854 + 18 + 18,

.vtotal = 854 + 18 + 18 + 11,

回头检查

选中完毕即可上电启动开发板，进行屏幕测试

至此， LCD屏幕移植完成。接下来需要移植USB驱动，使得可以直接在开发板上插上鼠标键盘就能像电脑一样进行操作。

排查问题的思路很关键

panel-sitronix-st7701

然后去内核的buildroot找这个屏幕

默认没有选中给他选中，之后make -j8就会把它一起编译到内核了

检查阶段：

新思路：锁定范围后ai介入解释设备树节点代码

如果是拷贝的别人现成的内核，那么设备树中已经包含有这个定时器节点了，不用再加

背光节点也有了不用再加，以后工作了回头翻阅笔记记得注意这点所以我们真正要添加的设备树节点是ltdc

编译常用语句

make -j4 ARCH=arm uImage vmlinux LOADADDR=0xC2000040

make arch=arm dtbs

16> 拷贝文件到对应的目录

cp -raf arch/arm/boot/dts/stm32mp157a-fsmp1a.dtb /tftpboot/ cp -raf arch/arm/boot/uImage /tftpboot/

compatible匹配不成功导致内核死机所以要改如下：

发现核心层和设备控制层都没问题，只能是驱动问题了，接下来去找panel.c

5.USB驱动部分

设备树

USB子系统是一个标准和复杂的接口，所以驱动基本我们不用写，都是内核里有现成的，我们只需要在设备树提供对应的设备节点即可。

USBH是只能主机模式，要编写USB HOST就用USBH控制器即可。

ST官方的STM3MP157开发板已经配置好了USBH的节点信息，所以我们直接参考此节点即可，这样开发板就能够使用USB Host模式

1. USBH 控制器节点信息

打开“stm32mp151.dtsi”文件，找到 USBH 两个控制器的节点信息，名字分别为“usbh_ohci”和 “usbh_ehci”。如下示例代码所示：

2. 配置 PHY 控制器

我们先去了解一下 PHY 控制器，一些通用配置，打开 stm32mp151.dtsi 文件，找的如下内容所示：

usbphyc: usbphyc@5a006000 {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    #clock-cells = <0>;
    compatible = "st,stm32mp1-usbphyc";
    reg = <0x5a006000 0x1000>;
    clocks = <&rcc USBPHY_K>;
    resets = <&rcc USBPHY_R>;
    vdda1v1-supply = <&reg11>;
    vdda1v8-supply = <&reg18>;
    status = "disabled";
    usbphyc_port0: usb-phy@0 {
        #phy-cells = <0>;
        reg = <0>;
    };

    usbphyc_port1: usb-phy@1 {
        #phy-cells = <1>;
        reg = <1>;
    };
};

usbphyc 节点就是 STM32MP1 的 USB PHY。我已经知道 PHY 控制器有两个端口，刚好 usbphyc 节点里有两个子节点名字分别为：usbphyc_port0 和 usbphyc_port1，这个两个子节点就是 PHY 控制器的两个端口，其中 usbphyc_port0 只能分配给 USB Host。注意：“#phy-cells”属性和“#gpio-cells”属性作用是一样的，如果#phy-cells 为 1，表示一个 cell，此cell 表示端口做 USBH 的 PHY 端口还是 OTG 的 PHY 端口，0 表示做 OTG 的 PHY 端口，1 表示做 USBH 的 PHY 端口。

打开“stm32mp15xx-dkx.dtsi”文件找到“usb_phy_tuning”节点，把此节点的内容拷贝到 stm32mp157a- fsmp157.dts 的根目录下，拷贝内容如下所示：

usb_phy_tuning: usb-phy-tuning {

st,hs-dc-level = <2>;

st,fs-rftime-tuning;

st,hs-rftime-reduction;

st,hs-current-trim = <15>;

st,hs-impedance-trim = <1>;

st,squelch-level = <3>;

st,hs-rx-offset = <2>;

st,no-lsfs-sc; };

usb_phy_tuning 此节点负责调整PHY的配置，对于此节点的属性内容感兴趣的可以去看 Documentation/devicetree/bindings/phy/phy-stm32-usbphyc.yaml文件