build_embed_linux_system

附录六: 系统平台常见问题总结

本节列出问题如下所示。

📑 001.修改内核logo显示 📑 002.systemd增加自定义服务方法
📑 003.指定console输出接口(串口或者屏幕)
📑 004.开机启动延时一段时间执行脚本
📑 005.nfs启动显示为Read-Only FileSystem
📑 006.什么是核隔离，如何让系统支持核隔离
📑 007.内核支持usb wifi芯片，并且开机自启动方法
📑 008.修改系统输出由uart1切换到uart3
📑 009.NXP如何管理Linux硬盘分区，例如支持data，recovery分区
📑 010.如何使用udev管理设备，并在系统中创建链接

001.修改内核logo显示

修改logo的详细流程如下所示。

🚀 系统启动后加载的界面文件所在的目录为kernel/drivers/video/logo, 其中*.ppm格式文件就是转换需要使用得ppm文件 🚀 在微软商店下载GIMP，添加一张图片=>图像=>模式=>索引颜色转换=>最大颜色数量设置为(224), 设置分辨率大小，并导出 🚀 选择导出格式为ppm，保存格式为ASCII将转换好的图片文件拷贝到 drivers\video\logo目录下，比如：logo_user_clut224.ppm //必须加clut224导出 🚀 修改Kconfig文件

vi drivers/video/logo/Kconfig

#===============================================
# ++++++
config LOGO_USER_CLUT224
        bool "Standard224-color User logo"
        default y 
#===============================================

🚀 修改Makefile文件

vi drivers/video/logo/Makefile

#===============================================
# ++++++
obj-$(CONFIG_LOGO_USER_CLUT224)  += logo_user_clut224.o
#===============================================

🚀 修改开机logo图片数据管理文件logo.c

vi drivers/video/logo/logo.c

//==============================================
// ++++++
#ifdef  CONFIG_LOGO_LUO_CLUT224
    /* Generic Linux logo */
    logo = &logo_user_clut224;
#endif
//===============================================
``

🚀 添加头文件申明

```c
vi include/linux/linux_logo.h

//==============================================
// ++++++
extern const struct linux_logo logo_user_clut224;
//==============================================

🚀 在终端编译，在执行menuconfig时，修改内核配置选项。

DeviceDrivers  --->
  Graphics support  --->
  
Bootup logo  --->
    ---Bootup logo
    [ ] Standard black and whiteLinux logo
    [ ] Standard 16-color Linux logo
    [ ] Standard 224-color Linuxlogo
    
 Standard 224-color  hanbo logo (NEW)  （修改）

002.systemd增加自定义服务方法

systemd增加自启动服务方法。

Systemd是目前主流的Linux启动机制，其定义一套完整的系统启动和管理的解决方案。Systemd的默认service路径为”/etc/systemd/system/”，当启动后，会在”/lib/systemd/system”目录下创建链接，实现启动时运行。Systemd的应用配合systemctrl命令，可以实现服务使能/关闭，服务启动/停止，服务状态查询等功能，service的文件格式如下所示。

cd /etc/systemd/system

sudo vim example.service
#############################################################
[Unit]
Description=Example Service
After=network.target

[Service]
ExecStart=/home/freedom/start.sh
WorkingDirectory=/tmp/
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target
#############################################################

# 创建启动脚本
cd /home/freedom
sudo vim start.sh
#############################################################
#!/bin/bash

echo "hello start"
#############################################################
chmod 777 start.sh

# 使能服务(链接到/lib/systemd/system，启动时加载)
sudo systemctl enable example.service

# 当前启动example.service
sudo systemctl start example.service

# 查看service运行状态
systemctl status example.service

加载成功后，状态如下所示.

注意：shell脚本首行要指定使用的shell平台，例如bash脚本则为”#!/bin/bash”，否则脚本会执行失败。

003.指定console输出接口(串口或者屏幕)

指定console输出接口(串口或者屏幕)。

指定console输出kernel信息到屏幕

setenv bootargs "console=tty1 console=ttymxc0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk0p2 earlyprintk rw"

buildroot指定console在系统中支持输出(不期望应用层输出打印，可不执行这一步)

# 修改/etc/inittab, 增加tty1
ttymxc0::respawn:/sbin/getty -L  ttymxc0 0 vt100 # GENERIC_SERIAL
tty1::respawn:/sbin/getty -L  tty1 0 vt100 # GENERIC_SERIAL, 增加显示

debian，uboot指定console在系统中支持输出

# 复制串口ttymxc0启动服务，所有步骤完成
cd /etc/systemd/system/getty.target.wants

#[ TIME ] Timed out waiting for device dev-ttymxc0.device. 
# 如果是其它芯片，需要将ttymxc0更新为相应的串口，否则会失去命令行打印
cp -d getty@tty1.service getty@ttymxc0.service

004.开机启动延时一段时间执行脚本

开机启动延时一段时间执行。

对于busybox管理的系统，在rcS中添加后台执行的脚本。

在启动脚本中添加执行脚本。

vi  /etc/init.d/rcS

#########################################
# 添加后台启动脚本
/home/sys/shell/bringup_shell.sh &
#########################################

定义脚本内容，设置延时执行时间

# 修改bringup_shell.sh脚本
mkdir /home/sys/shell
vi /home/sys/shell/bringup_shell.sh

#########################################
#!/bin/sh

echo "start bash"
sleep 2s
/home/sys/start_app.sh
#########################################

# 设置脚本可执行
chmod 777 /home/sys/shell/bringup_shell.sh

对于debian系统，添加到系统service中。

005.nfs启动显示为Read-Only FileSystem

nfs系统创建文件报错: can’t create directory ‘dir’: Read-only file system.

原因: bootargs配置中缺少rw选项，需要添加。

# 更新/dev/nfs支持rw
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.25:[nfsdir] ip=192.168.2.34:192.168.2.29:192.168.2.1:255.255.255.0::eth0:off'

# 仅当次修改解决
mount rw -o remount /

006.什么是核隔离，如何让系统支持核隔离

在Linux系统中，核隔离(也称为CPU隔离或CPU pinning)是一种将特定的任务或进程绑定到特定的CPU核心上的技术。这可以提高系统性能，尤其是在需要实时响应的应用中。如果需要核隔离，首先确保芯片为多核才有意义，实现核隔离的方法如下所示。

通过修改U-Boot中的bootargs，确保内核支持核隔离功能

# 增加核隔离相关说明
setenv bootargs "console=ttymxc0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk1p2 earlyprintk rw isolcpus=1-3"

使用taskset命令，将进程或线程绑定到特定的CPU核上

启动新进程并绑定到特定CPU核心：taskset -c 0,1 command。这将把command进程绑定到CPU 0和1上运行。

将已有进程绑定到特定CPU核心：首先使用ps -ef

grep process_name获取进程的PID，然后使用taskset -p -c 0,1 PID将进程绑定到CPU 0和1上。

007.内核支持usb wifi芯片，并且开机自启动方法

内核支持usb wifi芯片，并且开机自启动方法(本篇以Linux6.1内核，rtl8188eus为例)

首先需要获取usb wifi的驱动，一般去厂商的官网或者对应github下载(自己实现基本不可能，实现特别复杂)，本例中支持Linux6.1内核的wifi驱动下载地址：https://github.com/aircrack-ng/rtl8188eus
将目录放置在drivers/net/wireless/reltek/rtwifi/目录下，修改配置文件

# drviers/net/wireless/reltek/Kconfig
# 增加
source "drivers/net/wireless/realtek/rtlwifi/rtl8188eus/Kconfig"

# drviers/net/wireless/reltek/rtwifi/Makefile
# 增加
obj-$(CONFIG_RTL8188EU) += rtl8188eus/

编译增加CONFIG_RTL8188EU=y选项

编译内核，将RTL8188EUS设备插入即可工作。

wlan启动并开启自启动的方法详细见文档：wpa_supplicant交叉编译和使用方法

008.修改系统输出由uart1切换到uart3

修改系统输出由uart1切换到uart3。

更换串口模块，包含u-boot，bootargs, kernel和rootfs。

U-Boot模块修改

// 设备树节点
// arch/boot/dts/imx6ul-14x14-rmk.dtsi
chosen {
    stdout-path = &uart3;
};

&uart3 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart3>;
    status = "okay";
};

// include/configs/mx6ullrmk.h
#define CONFIG_MXC_UART_BASE    UART3_BASE

// board/freescale/mx6ullrmk/mx6ullrmk.c
static iomux_v3_cfg_t const uart3_pads[] = {
    MX6_PAD_UART3_TX_DATA__UART3_DCE_TX | MUX_PAD_CTRL(UART_PAD_CTRL),
    MX6_PAD_UART3_RX_DATA__UART3_DCE_RX | MUX_PAD_CTRL(UART_PAD_CTRL),
};

static void setup_iomux_uart(void)
{
    //setup uart1 pins
    imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(uart1_pads, ARRAY_SIZE(uart1_pads));

    //setup uart3 pins
    imx_iomux_v3_setup_multiple_pads(uart3_pads, ARRAY_SIZE(uart3_pads));
}

bootargs修改

setenv bootargs "console=ttymxc2,115200 root=/dev/nfs nfsroot=${serverip}:${nfspath},proto=tcp,nfsvers=3 rw ip=${ipaddr}:${serverip}:${gateway}:${netmask}::eth0:off earlyprintk loglevel=${printk_level}"

kernel修改

// 设备树节点
// arch/boot/dts/imx6ul-14x14-rmk.dtsi
chosen {
    stdout-path = &uart3;
};

&uart3 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart3>;
    status = "okay";
};

rootfs修改

对于busybox构建的sysvinit文件系统。

# /etc/inittab
ttymxc2::respawn:/sbin/getty -L  ttymxc2 0 vt100 # GENERIC_SERIAL

对于debain和ubuntu使用systemd文件系统

cd /etc/systemd/system/getty.target.wants

rm getty@ttymxc0.service

cp -d getty@tty1.service getty@ttymxc2.service

主要修改如上。

009.NXP如何管理Linux硬盘分区，例如支持data，recovery分区

如何管理Linux硬盘分区，例如支持data，recovery分区(imx6ull mmc或者sd卡为例)。

首先要明白一点，对于嵌入式Linux来说，硬盘分区除了对u-boot的起始地址，以及env的地址有明确定义外，其它的分区和大小只要满足最低的容量需求，是可以任意分区的，不过这也引起了新的问题，如何找到相应分区，这就涉及之前讲解过的设备地址文件，如/dev/mmcblk1p2，其中2就是所在分区的编号。那么如何实现呢。

对于SD卡比较简单，参考附录一:I.MX6ULL平台SDK操作和移植说明, SD卡下载方法的说明，分区中增加相应块即可。

对于emmc，则需要修改mgtool来支持文件，这里说下mgtool实现原理。

mgtool连接后，通过usb下载支持UTP的固件到sdram中，跳转执行
通过UTP协议，传递命令(在ucl2.xml中实现)到内核中，并执行
通过命令完成emmc分盘，文件下载导入和同步功能

如果希望emmc支持，主要修改以下部分。

修改mksdcard.sh，增加分区

# 增加32M的userdata分区
sfdisk --force ${node} << EOF
${BOOT_ROM_SIZE}M,128M,c
138M,32M,83
200M,,83
write
EOF

修改传递的命令

<LIST name="eMMC" desc="Choose eMMC as media">
    <!-- ...... -->

    <!-- create partition -->
    <CMD state="Updater" type="push" body="send" file="mksdcard.sh">Sending partition shell</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ chmod 777 $FILE "> Partitioning...</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ cp $FILE mksdcard.sh "> Partitioning...</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ sh mksdcard.sh /dev/mmcblk1"> Partitioning...</CMD>

    <!-- ...... -->

    <!-- format and mount rootfs partition -->
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mkfs.ext3 -F -E nodiscard /dev/mmcblk1p2">Formatting rootfs partition</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mkdir -p /mnt/mmcblk1p2"/>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mount -t ext3 /dev/mmcblk1p2 /mnt/mmcblk1p2"/>

    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mkfs.ext3 -F -E nodiscard /dev/mmcblk1p3">Formatting rootfs partition</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mkdir -p /mnt/mmcblk1p3"/>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mount -t ext3 /dev/mmcblk1p3 /mnt/mmcblk1p3"/>

    <!-- burn rootfs -->
    <CMD state="Updater" type="push" body="pipe tar -jxv -C /mnt/mmcblk1p3" file="files/filesystem/rootfs.tar.bz2" ifdev="MX6ULL">Sending and writting rootfs</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="frf">Finishing rootfs write</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="send" file="files/modules/modules.tar.bz2" ifdev="MX6ULL">Sending Modules file</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ mkdir -p /mnt/mmcblk1p3/lib/modules">Mkdir -p /mnt/mmcblk1p3/lib/modules</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ tar jxf $FILE -C /mnt/mmcblk1p3/lib/modules/" ifdev="MX6ULL">tar Modules file</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ sleep 1">delay</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ sync">Sync...</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ umount /mnt/mmcblk1p3">Unmounting rootfs partition</CMD>
    <CMD state="Updater" type="push" body="$ echo Update Complete!">Done</CMD>
</LIST>

修改bootargs适配新的文件系统地址

setenv bootargs "console=ttymxc0,115200 panic=5 rootwait root=/dev/mmcblk1p3 earlyprintk rw"

相应文件如下所示。

010.如何使用udev管理设备，并在系统中创建链接

在Linux系统中，udev主要根据设备属性匹配设备，并在设备创建/移除时自动执行规则动作。使用udev可以解决设备动态加载时，顺序不固定的问题。例如USB键盘和鼠标插入时创建多个/dev/input/eventX，此时每个event的对应关系是不确定的，即可通过udev进行管理生成确定的软链接访问。

这里以Buildroot为例，需要在编译时支持udev，通过在文件系统如下编译支持。

# eudev
BR2_ROOTFS_DEVICE_CREATION_DYNAMIC_EUDEV=y

编译完成后，buildroot系统中会在/etc/init.d/udevd文件启动挂载，执行如下。

# 触发设备注册事件
# ....
udevadm trigger --subsystem-match=net --action=add

# 执行设备管理任务
udevadm settle --timeout=$SETTLE_TIMEOUT || echo "udevadm settle failed"

当然，用户也可以在etc/udev/rules.d目录下添加自定义的规则，这里以按键注册为例。

# 修改或创建自定义规则
vi /etc/udev/rusles.d/99-input.rules 

# 内容
# 匹配名称为usr_key的输入/dev/input/eventX设备
SUBSYSTEM=="input", KERNEL=="event*", ATTRS{name}=="usr_key", SYMLINK+="input/gpio_key", MODE="0644"

# 匹配USB设备，属于串口，其中idVendor和idProduct如下所示
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0120", ATTRS{idProduct}=="2201", SYMLINK+="tty/user_tty"

# 匹配USB设备，属于输入设备，其中idVendor和idProduct如下所示
SUBSYSTEM=="input", KERNEL=="event*", ATTRS{name}=="USB_KEYBOARD", ATTRS{idVendor}=="0120", ATTRS{idProduct}=="2205", SYMLINK+="input/usb_key0",MODE="0644"

对于上述配置，具体说明如下。

SUBSYSTEM: 设备所属的内核子系统，常见的有block、net、tty、usb、input、sound等。
KERNEL: 设备匹配的在内核中的名称，这里event*表示匹配/dev/input下的event设备
ATTRS: 父设备查找属性，常见的有name对应名称，idVendor/idProduct对应USB的厂商和产品ID
SYMLINK: 创建的软链接名称，执行匹配的设备节点/dev/input/event*
MODE: 创建软链接的读取权限，一般为0644即可。

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