Linux系统 2023-07-21

STM32硬件与Linux内核完美结合，移植成功！ (linux内核移植stm32)

STM32芯片是一种广泛应用的微控制器，其在嵌入式系统中的应用非常广泛。Linux内核则是当下更流行的开源操作系统内核之一，其在服务器、移动设备、嵌入式系统等领域都有广泛的应用。而将这两者结合起来，就能够得到一个功能强大、可扩展性高的嵌入式系统。本文将介绍STM32硬件与Linux内核结合的移植过程和相关实践。

一、STM32芯片介绍

STM32是ST公司推出的一款32位微控制器，采用了Cortex-M内核。其主频可以达到200MHz，内置的SRAM和Flash存储器容量也相当可观，且支持多种通信协议。其中，F4系列是目前应用最为广泛的型号之一。STM32芯片主要应用于汽车系统、医疗器械、消费类电子产品等领域。

二、Linux内核介绍

Linux是一种开源的操作系统内核，其代码公开、免费，且众多开发者不断为其贡献新的代码，使得Linux迅速发展成为当今最为流行的操作系统之一。Linux可以用于嵌入式系统、PC等不同智能设备上，且其内核可以自由定制和扩展。

三、STM32移植Linux内核的基本步骤

1. 查看STM32硬件平台支持的内核

首先要确定自己的STM32芯片型号支持哪些内核版本。可以通过参考生产厂商提供的资料进行确定。确定后，可选择可用的内核版本进行移植。

2. 准备开发环境

准备好开发环境。这一步包括选择合适的Linux内核版本、交叉编译环境、链接脚本和调试软件。在选择交叉编译环境时，需要保证其支持目标硬件平台。

3. 移植内核

将所选的Linux内核烧录到STM32芯片中，可通过SD卡或JTAG等方式进行。同时，需要制作启动盘或使用tftp进行内核启动。

4. 定制内核

因为STM32芯片和PC不同，需要根据硬件平台的特点对内核代码进行定制和修改。这一步需要较深入的嵌入式系统开发知识和对内核代码的理解能力。

5. 编写设备驱动

内核移植后，需要进行设备驱动的编写。可以参考Linux内核中已有的设备驱动，也可以自行编写。

6. 调试验证

将设备驱动编写完成后，需要进行调试验证。可以通过串口输出、消息传递等方式进行测试，确保STM32硬件和Linux内核的结合运行良好。

四、实际应用案例

STM32硬件和Linux内核结合的应用非常广泛。例如，可以将该系统应用于智能家居系统中，在这个系统中，STM32芯片就可以实现与各种传感器、电器设备的连接和控制，而Linux内核则可以作为整个系统的控制中心，负责处理各种数据和信息的传递和处理。

另外，STM32和Linux内核也可以用于医疗器械系统中。此时，STM32芯片可以负责采集各种生理数据，并将数据传输到Linux内核进行分析和处理。通过这样的方式，医护人员可以随时了解患者的身体状况，有效地提高治疗效果。

STM32硬件与Linux内核完美结合，不仅可以在嵌入式系统中实现各种功能，而且还能提高开发效率和整个系统的扩展性。随着技术的不断发展，这一结合方式将有更广泛的应用前景。

相关问题拓展阅读：

如何将linux2.6.38内核移植到TQ2440
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如何将linux2.6.38内核移植到TQ2440

移植步骤：

1.修改根目录的Makefile中的ARCH=arm，CROSS-COMPILE=arm-linux-

2.在arch/arm/mach-s3c2440/mach-dk2440.c中，将163行的s3c24xx_init_clocks()改为s3c24xx_init_clocks()。

3.修改arch/arm/tools/mach-types中379行的362改为168，因为uboot中定义的机器码是168.

4.修改arch/州橡arm/boot/中的Makefile文件，在58行添加@cp -f arch/arm/boot/zImage zImage.bin，实现把生成的zImage文件册伏旁复制到内核源码根目录下。

5.在根目录的Makefile的1164行添加rm -f zImage.bin，使得在执行make distclean在清除产生的文件的同时，把内核根目录下的zImage也清除。

6.修改arch/arm/plat-s3c24xx/common-dk.c中111行的static struct mtd_partition dk_default_nand_part的nandflash分区为：

= {

.name = “Andy_uboot”,

.offset = 0x,

.size = 0x,

= {

.name = “Andy_kernel”,

.offset = 0x,

.size = 0x,

= {

.name = “Andy_yaffs2”,

.offset = 0x,

.size = 0x0FB80000,

}

7.修改drivers/mtd/nand/s3c2410.c中的839行为chip->ecc.mode=NAND_ECC_NONE;

8.修改arch/arm/mach-s3c2440/mach-dk2440.c中100行为.ulcon = 0x03。

9.在drivers/serial/samsung.c的51行添加

#include

在433行添加：

if (port->line == 2) {

s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(6), S3C2410_GPH6_TXD2);

s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPH(6), 1);

s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPH(7), S3C2410_GPH7_RXD2);

s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPH(7), 1);

}

10.用git工具下载最新的yaffs2源代码。

具体为在终端输入git clone

www.aleph1.co.uk/yaffs2

下载最新的yaffs2，下

载完成给内核打补丁，进入yaffs目录，执行

./patch-kernel.sh c m opt/Andy/linux-2.6.38（以自己的内核目录为准）,其中的c代表复厅瞎制，m代表复合类型。

11.用make menuconfig配置linux内核。

12.执行make zImage，将生成的zImage.bin下载到TQ2440。

13.制作文件系统。

解压busybox-1.18.4.tar.bz2，修改busybox-1.18.4中的Makefile，在164行和190行分别修改为CROSS-COMPILE=arm-linux-和ARCH=arm。执行make，然后在执行make install。将生成_install复制到根目录，添加文件系统文件，用天嵌提供的mkyaffs2image生成root.bin的可执行文件，下载到开发板。

14.启动开发板，打印信息如下：

Start Linux …

Copy linux kernel from 0xto 0x, size = 0x… Copy Kernel to SDRAM done,NOW, Booting Linux……

Uncompressing Linux… done, booting the kernel.

Linux version 2.6.38-Andy (root@Andy) (gcc version 4.3.3 (Sourcery G++ Lite 2023q1-176) ) #15 Fri Apr 8 20:21:42 CST 2023

CPU: ARM920T revision 0 (ARMv4T), cr=c

CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache

Machine: Andy’s TQ2440 development board!

ATAG_INITRD is deprecated; please update your bootloader.

Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback

CPU S3C2440A (id 0x)

S3C244X: core 400.000 MHz, memory 100.000 MHz, peripheral 50.000 MHz

CLOCK: Slow mode (1.500 MHz), fast, MPLL on, UPLL on

Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 16256

Kernel command line: noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0

PID hash table entries: 256 (order: -2, 1024 bytes)

Dentry cache hash table entries: 8192 (order: 3,bytes)

Inode-cache hash table entries: 4096 (order: 2,bytes)

Memory: 64MB = 64MB total

Memory: 60896k/60896k available, 4640k reserved, 0K highmem

Virtual kernel memory layout:

vector : 0xffffxffff( 4 kB)

fixmap : 0xfffxfffe( 896 kB)

DMA : 0xffcxffe( 2 MB)

vmalloc : 0xcxf( 792 MB)

lowmem : 0xcxc( 64 MB)

modules : 0xbfxc( 16 MB)

.init : 0xcxc( 116 kB)

.text : 0xcxc(3536 kB)

.data : 0xc039axc03bac40 ( 132 kB)

SLUB: Genslabs=13, HWalign=32, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1

NR_IRQS:85

irq: clearing pending ext status

irq: clearing subpending status

Console: colour dummy device 80×30

console enabled

Calibrating delay loop… 199.47 BogoMIPS (lpj=498688)

pid_max: default:minimum: 301

Mount-cache hash table entries: 512

CPU: Testing write buffer coherency: ok

gpiochip_add: gpios 288..303 (GPIOK) failed to register

gpiochip_add: gpios 320..334 (GPIOL) failed to register

gpiochip_add: gpios 352..353 (GPIOM) failed to register

NET: Registered protocol family 16

S3C2440: Initialising architecture

S3C2440: IRQ Support

S3C24XX DMA Driver, CopyrightSimtec Electronics

DMA channel 0 at c, irq 33

DMA channel 1 at c, irq 34

DMA channel 2 at c, irq 35

DMA channel 3 at c48080c0, irq 36

S3C244X: Clock Support, DVS off

bio: create slab at 0

SCSI subsystem initialized

ucore: registered new interface driver ufs

ucore: registered new interface driver hub

ucore: registered new device driver u

s3c-i2c s3c2440-i2c: slave address 0x10

s3c-i2c s3c2440-i2c: bus frequency set to 97 KHz

s3c-i2c s3c2440-i2c: i2c-0: S3C I2C adapter

Advanced Linux Sound Architecture Driver Version 1.0.23.

cfg80211: Calling CRDA to update world regulatory domain

NET: Registered protocol family 2

IP route cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

TCP established hash table entries: 2023 (order: 2,bytes)

TCP bind hash table entries: 2023 (order: 1, 8192 bytes)

TCP: Hash tables configured (established 2023 bind 2023)

TCP reno registered

UDP hash table entries: 256 (order: 0, 4096 bytes)

UDP-Lite hash table entries: 256 (order: 0, 4096 bytes)

NET: Registered protocol family 1

RPC: Registered udp transport module.

RPC: Registered tcp transport module.

RPC: Registered tcp NFSv4.1 backchannel transport module.

msgmni has been set to 118

io scheduler noop registered (default)

s3c2440-uart.0: ttySAC0 at MMIO 0x(irq = 70) is a S3C2440

s3c2440-uart.1: ttySAC1 at MMIO 0x(irq = 73) is a S3C2440

s3c2440-uart.2: ttySAC2 at MMIO 0x(irq = 76) is a S3C2440

loop: module loaded

s3c24xx-nand s3c2440-nand: Tacls=2, 20ns Twrph0=6 60ns, Twrph1=2 20ns

s3c24xx-nand s3c2440-nand: NAND ECC disabled

NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xda (Samsung NAND 256MiB 3,3V 8-bit)

NAND_ECC_NONE selected by board driver. This is not recommended !!

Scanning device for bad blocks

Bad eraseblock 62 at 0xc0000

Bad eraseblock 1435 at 0x00000b360000

cmdlinepart partition parsing not available

Creating 3 MTD partitions on “NAND”:

0xx: “Andy_uboot”

0xx: “Andy_kernel”

0xx00000ff80000 : “Andy_yaffs2”

dm9000 Ethernet Driver, V1.31

Now use the default MAC address: 10:23:45:67:89:ab

eth0: dm9000e at c,cIRQ 51 MAC: 10:23:45:67:89:ab (EmbedSky)

ohci_hcd: USB 1.1 ‘Open’ Host Controller (OHCI) Driver

s3c2410-ohci s3c2410-ohci: S3C24XX OHCI

s3c2410-ohci s3c2410-ohci: new USB bus registered, assigned bus number 1

s3c2410-ohci s3c2410-ohci: irq 42, io mem 0x

u u1: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0001

u u1: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1

u u1: Product: S3C24XX OHCI

u u1: Manufacturer: Linux 2.6.38-Andy ohci_hcd

u u1: SerialNumber: s3c24xx

hub 1-0:1.0: USB hub found

hub 1-0:1.0: 2 ports detected

Initializing USB Mass Storage driver…

ucore: registered new interface driver u-storage

USB Mass Storage support registered.

ucore: registered new interface driver userial

userial: USB Serial Driver core

USB Serial support registered for pl2303

ucore: registered new interface driver pl2303

pl2303: Prolific PL2303 USB to serial adaptor driver

s3c2410_udc: debugfs dir creation failed -19

mousedev: PS/2 mouse device common for all mice

s3c-rtc s3c2410-rtc: rtc disabled, re-enabling

s3c-rtc s3c2410-rtc: rtc core: registered s3c as rtc0

i2c /dev entries driver

s3c2410-wdt s3c2410-wdt: watchdog inactive, reset disabled, irq enabled

ucore: registered new interface driver uhid

uhid: USB HID core driver

ALSA device list:

No soundcards found.

TCP cubic registered

lib80211: common routines for IEEE802.11 drivers

s3c-rtc s3c2410-rtc: setting system clock to:47:19 UTC ()

yaffs: dev isname is “mtdblock2” rw

yaffs: passed flags “”

VFS: Mounted root (yaffs filesystem) on device 31:2.

Freeing init memory: 116K

Please press Enter to activate this console.

移植过程中产生的问题及其解决方法将在下一节说明。还有一些驱动没有移植。继续努力！

在移植linux2.6.38过程中，遇见了很多的问题，通过在网上查阅相关信息和在图书馆不停的查阅资料，终于成功了。下面将移植过程中产生的问题及其解放方法与大家共享一下。

1、编译内核时yaffs2出现unknown field ‘clear_inode’ specified in initializer的

错误，原因是所下载的yaffs2不支持linux2.6.38.

解决方法：最新的yaffs2采用git发布，所以采用git工具下载最新的yaffs2源代码。

具体为在终端输入git clone

www.aleph1.co.uk/yaffs2

下载最新的yaffs2，下

载完成给内核打补丁，进入yaffs目录，执行

./patch-ker.sh c m opt/Andy/linux-2.6.38（以自己的内核目录为准）,其中的c代表复制，m代表复合类型。

2、移植linux内核到开发板后，出现data abort的错误，错误原因为内核大小超过了2M，

天嵌的Uboot只分配给内核2M的空间，所以报错。

解决方法：精简内核，使其小于2M。或者修改Uboot，是内核大小大于2M。

所以个人认为天嵌的Uboot值得改进，下一步我将移植Uboot，用自己的Uboot就不存在这个问题了。嘿嘿

3.移植内核时，出现Uncompressing Linux… done, booting the kernel后，系统不能启动，网上好多人说是因为在menuconfig选项中的Boot options中的Default kernel command string中没有设置noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0 rootfs=yaffs2 rw。其实不用设置这个参数也可以，我采用在内核配置文件中将Kernel Feature/Provide old way to pass kernel parameters选上就行了，因为天嵌用的bootloader太老了，从打印的内核信息中就可以看出。（ATAG_INITRD is deprecated; please update your bootloader.）

4.内核启动时，出现Failed to execute /linuxrc的错误，原因是:

(1)文件系统中没有包含linuxrc的可执行文件。在文件系统中添加linuxrc就可完成linux的启动。

(2)在/driver/mtd/nand/s3c2410.c中将chip->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;改为chip->ecc.mode = NAND_ECC_NONE;并在配置内核中将Samsung S3C NAND Hardware ECC选项删掉。

这个问题纠结了我好久，我遇见这个问题后，先尝试用nfs挂载，能够挂载上，所以我确定肯定是nandflash出了问题了，以为nandflash坏了（因为被我不停的擦写，嘿嘿），后来用天嵌自带的镜像试了是好的，我就明白了，估计是我的nand驱动有问题了，仔细检查驱动，发现内核配置中的Samsung S3C NAND Hardware ECC没有去掉，，一个小小的问题折磨了我这么久。所以一定一定要仔细啊。

5.编译串口驱动是出现error: implicit declaration of function ‘s3c2410_gpio_cfgpin’的错误，是因为内核版本2.6.38的内核定义s3c2410_gpio_cfgpin是在linux/gpio.h中，所以添加#include 后即可。

6.编译串口驱动是出现error: ‘S3C2410_GPH6’ undeclared (first use in this function)是因为在内核版本2.6.38的内核定义s3c2410_gpio_cfgpin的函数变量采用的是S3C2410_GPH(6)，而非S3C2410_GPH6，将其改为S3C2410_GPH(6)即可解决问题。

7.linux内核2.6.38的串口程序samsung.c在/driver/tty/serial中。这里与原来的内核版本不一致。这个要注意，内核版本改了，接口也改了，我当时找不到samsung.c，然后通过find命令一看，晕，原来在这里面。

求怎么实现在Linux操作系统下的Qt界面程序通过串口与STM32通信

1、可以

2、qt Creator只是一余判个集成开发工具，这个版本随意，网上下就可以，滑禅qte不是信毁尘用最新，而是更好用跟你在Linux开台开发一样的。首先要在Linux下交叉编译qte的库，然后再将Lib这些文件移植在板子上，最后通过交叉编译好的库去编译你在pc上编写的程序，放到板子上运行！关于交叉编译qt的文章，网上可以搜到很多。

3、WIN7平台的交叉编译工具安装比较麻烦，不推荐使用，直接在Linux去下一个别人交叉工具包，直接解压就好。。去友善的官网，或其他网站下这类的工具

关于linux内核移植stm32的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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