【北京迅为】iTOP-4412全能版使用手册-第六十九章 Linux内核裁剪与定制

iTOP-4412全能版采用四核Cortex-A9，主频为1.4GHz-1.6GHz，配备S5M8767 电源管理，集成USB HUB,选用高品质板对板连接器稳定可靠，大厂生产，做工精良。接口一应俱全，开发更简单,搭载全网通4G、支持WIFI、蓝牙、陀螺仪、CAN总线、RS485总线、500万摄像头等模块，稳定运行Android 4.0.3/Android 4.4操作，系统通用Linux-3.0.15+Qt操作系统(QT支持5.7版本)，Ubuntu版本：12.04，接口智能分配 方便好用。

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第六十九章 Linux内核裁剪与定制

Linux 内核看起来非常庞大，但是对于初学者以及开发应用程序的用户，根本不需要一开始就埋头于内核中，但是对于配置内核中的一些常用选项，并且编译出来下载到开发板上测试，则是必须掌握的，这是学习和掌握 Linux 的必行之路。

本章节不会谈到具体的代码，但是这里需要提醒的是，初学者特别是以前只接触过单片机的用户，Linux 学习过程中不需要也不可能从代码开始学习，Linux 驱动的学习步骤是"基础知识"“搭建环境”“编译烧写”，然后就是本章节的“定制内核”。通过定制内核来加深对Linux 的理解。另外本章节针对的内核版本是“linux3.0.15”。

特别提醒：迅为的精英版和全能版内核中都带有以下提到的代码，但是精英版和全能版的硬件却有区别。例如：can 目前就只有全能版支持，在精英版提供的源码中驱动已经有了。全能版没有 led，但是用户可以参考 led 驱动来控制其他 IO。

特别提醒：迅为的精英版和全能版内核中都带有以下提到的代码，但是精英版和全能版的硬件却有区别。例如：can 目前就只有全能版支持，在精英版提供的源码中驱动已经有了。全能版没有 led，但是用户可以参考 led 驱动来控制其他 IO。

为了方便用户能够方便的使用，我们针对不同的功能分别作了相应的内核配置文件。

首先必须了解的是迅为电子的内核有 SCP 和 POP 的分别，针对不同型号的核心板，内核有一些区别，不能弄混了。SCP 和 POP 是不能混用的。

69.1 使用缺省文件配置和编译内核_v3.5底板

解压内核源码包之后，如下图所示，可以看到红色方框中的内核缺省文件。

config_for_android_xxx 支持 Android 的缺省文件

config_for_linux_xxx 支持 Qt 的缺省文件

config_for_ubuntu_xxx 支持 Ubuntu 的内核缺省文件

字符 xxx 含义：

scp：表示支持 SCP 核心板

pop：表示支持 POP 1G 核心板

pop2G：表示支持 POP 2G 核心板

super：表示支持全能版

elite：表示支持精英版

hdmi：表示在 Ubuntu 系统下，支持 HDMI 显示

sd：表示在 Ubuntu 系统下，支持 sd 卡启动

2M：表示支持 200 万摄像头（默认支持 500 万摄像头）

69.2 使用缺省文件配置和编译内核_v4.0底板

解压内核源码包之后，如下图所示，可以看到红色方框中的内核缺省文件。

 

config_for_android_pop 支持 Android4.4.4 系统，POP 核心板的缺省文件

config_for_android_scp 支持 Android4.4.4 系统，SCP 核心板的缺省文件

config_for_linux_pop 支持 Qt 和 Linux 系统，POP 核心板的缺省文件

config_for_linux_scp 支持 Qt 和 Linux 系统，SCP 核心板的缺省文件

config_for_ubuntu_pop 支持 Ubuntu 系统，POP 核心板的缺省文件

config_for_ubuntu_pop_sd 支持 Ubuntu 系统，POP 核心板,SD 卡启动的缺省文件

config_for_ubuntu_scp 支持 Ubuntu 系统，SCP 核心板的缺省文件

config_for_ubuntu_scp_sd 支持 Ubuntu 系统，SCP 核心板,SD 卡启动的缺省文件

69.3 menuconfig的用法

在手动定制内核前，需要先了解一下如何使用配置工具“menuconfig”。进入解压的内核文件夹，如下图所示，输入命令“make menuconfig”，然后按“回车”。

 

如下图所示，就是 Linux 内核的配置界面。 

如下图所示，“方向按键”中的“左右”可以选择你需要的操作。“<Select>”表示进入选择的配置界面，“< Exit >”表示返回，“< Help >”可以阅读帮助文档。 

如下图所示，“方向按键”中的“上下”可以选择配置的选项。 

如下图所示，输入“/”，可以进入搜索界面。 

如下图所示，这里来查找一下“leds”的驱动，输入“leds”，然后按“回车”。 

如下图所示，发现很多配置都是“=n”，通过方向按键，控制向下翻页，然后观察哪个选项配置成了“=y”。 

如下图所示，这里可以看到这个 leds 驱动的目录“Device Drivers”“Character devices”。 

然后，根据查找出来的信息，找到对应的 leds 驱动。如下图，返回配置界面。找到“Device Drivers”目录，输入“回车”。 

如下图所示，进入“Device Drivers”对应的配置界面。 

然后，如下图所示，找到“Character devices”，输入“回车”。 

如下图所示，进入“Character devices”配置界面。 

如下图所示，“Enable LEDS config”找到对应的 leds 驱动配置选项。缺省配置文件里，这个已经选上了。 

 单击“空格”键后，去掉 leds 驱动选项。

再次敲击“空格”，选上 leds 驱动的选项。 

然后，选上“Exit”，如下图所示，输入“回车”。 

如下图所示，继续退出 

如下图所示，因为修改过配置选项，所以退出的时候会提醒“是否保存新的配置”。 

如下图所示，因为第一次操作，担心用户在无意间动了某个配置选项，编译后无法启动， 建议选择“No”，不保存退出。 

到这里，整个 Menuconfig 配置的操作以及流程就完全介绍完了。如果修改了配置文件，如下图所示的“.config”文件就会被修改。再次编译内核的时候，系统会根据新的config 文件来编译整个内核。 

69.4 驱动程序源代码的位置

解压内核后，可以找到如下驱动。注意，部分驱动在缺省状态下不会编译。

设备	源码位置	设备名
蜂鸣器	drivers/char/itop4412_buzzer.c	/dev/buzzer_ctl
LED 驱动	drivers/char/itop4412_leds.c	/dev/leds
AD 数模转换	drivers/char/itop4412_adc.c	/dev/adc
485 驱动	drivers/char/max485_ctl.c	/dev/max485_ctl_pin
GPS 驱动	drivers/char/gps.c	/dev/gps
RTC 实时时钟	drivers/rtc/rtc-s3c.c	/dev/rtc*
串口 0-3	drivers/tty/serial/samsung.c	/dev/ttySAC*
i2c 总线 0-8	drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c	/dev/i2c*
SPI 总线	drivers/spi/spi_s3c64xx.c
can 驱动	net/can/af_can.c
9.7 和 7 寸塑料框和 5 寸	drivers/input/touchscreen/ft5x06_ts.c
金属框 10.1寸和 7 寸	drivers/input/touchscreen/gt9xx.c
4.3 寸屏	drivers/input/touchscreen/tsc2007.c
金属框屏	drivers/input/touchscreen/gt9xx.c
开机画面 （Log）	drivers/video/samsung/iTop-4412.h
显卡驱动	drivers/video/samsung/s3cfb_wa101s.c
LCD 背光	drivers/video/backlight/backlight.c
HDMI_HPD	drivers/media/video/samsung/tvout/s5p_tvout_hpd.c	/dev/ HPD
HDMI Audio	drivers/media/video/samsung/tvout/hw_if/mixer.c
SD/eMMC	drivers/mmc/host/sdhci-s3c.c
U 盘驱动	drivers/usb/storage/usb-storage.c	/mnt/udisk*
网卡	drivers/net/usb/dm9620.c
USB 转串口 PL2303	drivers/usb/serial/pl2303.c
USB 转串口 CP210X	drivers/usb/serial/cp210x.c
USB 摄像头	drivers/media/video/uvc/*
OV5640	media/video/ov5640*
MIPI-DSI 显 卡	drivers/media/video/exynos/mipi- csis/mipi-csis.c
声卡驱动	/sound/*	/dev/snd/
矩阵键盘	drivers/input/keyboard/gpio_keys.c
MFC	drivers/media/video/samsung
JPEG	drivers/media/video/samsung
USB_蓝牙	drivers/bluetooth
SDIO_WIFI	drivers/mtk_wcn_combo/*
USB 鼠标	drivers/hid	/dev/input/mice
USB 键盘	drivers/hid	/dev/input/event*

69.5 手动定制Linux内核

69.5.1 配置CPU 平台文件

每一个内核都需要对应特定的平台，下面介绍如何配置成为 ITOP-4412 的平台内核。 配置完后对应平台文件“arch/arm/mach-exynos/mach-itop4412.c”，如下图所示。

如下图所示，选择“EXYNOS system type (Samsung Exynos4) --->”，按“回车” 进入。 

如下图所示，选择“(X) Samsung Exynos4”，按“回车”退出该窗口。 

69.5.2 Vibrator 振动器

vibrator 驱动对应 Android 的振动器，配置好之后 Android 触摸可以发出声响。Vibrator 驱动对应源码“arch/arm/mach-exynos/ asv-4x12*”，该驱动和 9.4.3 节蜂鸣器复用一个 IO。如下图所示，配置 Vibrator 驱动。

如下图，配置“TC4 vibrator”。

69.5.3 蜂鸣器Buzzer

设置蜂鸣器驱动之后，对应设备节点“/dev/buzzer_ctl”，该驱动对应源码文件“drivers/char/itop4412_buzzer.c”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，进入“Character devices --->”。 

如下图，配置蜂鸣器驱动“Enable BUZZER config”。 

69.5.4 Leds

该驱动对应源码“drivers/char/itop4412_leds.c”，对应设备节点“/dev/leds”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“Character devices --->”。 

如下图所示，配置 LEDS 驱动“Enable LEDS config”。 

69.5.5 ADC数模转换

该驱动对应源码“drivers/char/itop4412_adc.c”，对应设备节点“/dev/adc”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“Character devices --->”。 

如下图所示，配置 ADC 驱动“ADC driver for iTOP4412”。 

69.5.6 GPS导航

该驱动对应源码“drivers/char/gps.c”，对应设备节点“/dev/gps”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“Character devices --->”。 

如下图所示，配置 GPS 驱动“Enable GPS PM”。 

69.5.7 RTC实时时钟

RTC 实时时钟对应源码为“drivers/rtc/rtc-s3c.c”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“Real Time Clock --->”。 

如下图，配置“Samsung S5M series”。 

69.5.8 I2C总线

I2C 是总线，其它驱动如果要使用 I2C 总线，则需要先配置 I2C。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“I2C support --->”。 

I2C 总线有一些依赖关系，如下图，输入“/”,进入查找模式,搜索关键字“EXYNOS4_SETUP_I2C”。 

如下图，例如，I2C6 依赖“MACH_SMDK4X12”“ARCH_EXYNOS”等。把依赖的文件配置上就可以实现对应的 I2C 总线功能。 

另外，通过上图，细心的用户可能会发现 I2C0 没有，这是因为已经被 HDMI 中的 I2C 占用了。如下图所示，搜索关键字“HMDI”，可以看到“S5P_DEV_I2C_HDMIPHY”。 

69.5.9 RS-485

该驱动对应源码“drivers/char/max485_ctl.c“，对应设备节点“/dev/max485_ctl_pin”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 

如下图，进入“Character devices --->”。 

如下图所示，配置 485 驱动“Enable MAX485 pin config”。 

 

69.5.10 SPI总线

SPI 是总线，其它驱动如果要使用 SPI 总线，则需要先配置 SPI。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，进入“SPI support --->”。 

 如下图所示，配置“Samsung S3C64XX series type SPI”。

 

69.5.11 CAN总线

CAN 驱动需要 SPI 总线支持。CAN 驱动的源码是“net/can/af_can.c”。

如下图，进入“Networking support --->”。

如下图，进入“CAN bus subsystem support --->”。 

 如下图，进入“CAN Device Drivers --->”。

 如下图，配置“Platform CAN drivers with Netlink support”和“CAN bit-timing calculation”。

 

69.5.12 串口UART

该驱动对应源码“drivers/tty/serial/samsung.c”，对应设备节点“/dev/ttySAC*”（* 表示数字 0、1、2、3）。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Character devices --->”。

 如下图，进入“Serial drivers --->”。

 配置“Samsung SoC serial support”。

69.5.13 串口虚拟控制台console

在 iTOP-4412 开发平台中，会经常用到串口虚拟控制台。例如，启动过程中的内核打印信息，就是使用串口虚拟控制台。但是当用户最终程序调试完成后，可能需要关闭虚拟控制台， 下面介绍一下这个串口虚拟控制台是如何配置。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，进入“Character devices --->”。 

 如下图，进入“Serial drivers --->”。

如下图，设置“Support for console on Samsung SoC serial port”。取消配置，则内核在启动的时候，将不会打印信息。 

 虚拟控制台在内核中可以修改串口号和波特率，也可以关闭。如下图，进入“Boot options --->”。

 如下图，进入“Default kernel command string”。

 如下图，默认是“console=ttySAC2,115200”，按照这个格式可以修改调试端口和波特率，如果“console=null”，则不打印。

 

注意：如果想实现串口正常使用，控制台不打印，则仅仅需要将 console 参数改为null。

69.5.14 USB转串口PL2303

USB 驱动，在缺省状态中就已经配置，但是 USB 转串口的驱动在默认状态下并没有编译进内核，如果需要使用开发板上的 USB 转串口驱动，则设置 menuconfig，重新编译内核。

下面介绍一下如何支持 PL2303 的 USB 转串口设备。如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“USB support --->”。

 如下图，进入“USB Serial Converter support --->”。

如下图，配置“USB Prolific 2303 Single Port Serial Driver”。这样就可以支持PL2303 的 USB 转串口驱动。 

69.5.15 USB转串口CP210X

USB 驱动，在缺省状态中就已经配置，但是 USB 转串口的驱动在默认状态下并没有编译进内核，如果需要使用开发板上的 USB 转串口驱动，则设置 menuconfig，重新编译内核。

下面介绍一下如何支持 CP210X 的 USB 转串口设备。如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，进入“USB support --->”。 

如下图，进入“USB Serial Converter support --->”。 

 如下图，配置“USB CP210x family of UART Bridge Controllersr”。这样就可以支持CP210x 的 USB 转串口驱动。

 

69.5.16 触摸配置9.7寸屏和7寸屏-ft5x06

塑料外框lvds 9.7寸，塑料外框lvds 7寸，金属框rgb 7寸触摸可参考此章节配置触摸。

触摸屏驱动的源码是“drivers/input/touchscreen/ft5x06_ts.c”。如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Input device support --->”。

 如下图，进入“Touchscreens --->”。

 如下图，配置“FT5X0X based touchscreens”。

 

69.5.17 触摸配置4.3寸屏-ts2007

4412 的 4.4 寸电阻触摸屏的驱动源码是“drivers/input/touchscreen/tsc2007.c”。

如下图所示，选择“Device Drivers --->”，输入回车。

 如下图所示，在“Device Drivers--->”下，选择“Input device support--->”，输入回车。

如下图所示，在“Input device support--->”下，选择“ Touchscreens--->”，输入回车。 

 如下图所示，“TSC2007 based touchscreens”，即为电阻屏驱动选项。

 

69.5.18 触摸配置10.1寸屏-gt9系列

4412 金属框 10.1 和 7 寸屏触摸驱动源码是“drivers/input/touchscreen/gt9xx.c”。

如下图所示，选择“Device Drivers --->”，输入回车。

 如下图所示，在“Device Drivers--->”下，选择“Input device support--->”，输入回车。

 如下图所示，在“Input device support--->”下，选择“ Touchscreens--->”，输入回车。

 如下图所示，“gt9xx multi-touchscreen panel support”为 gt9*系列触摸的驱动。

 

69.5.19 触摸配置5寸屏

触摸屏驱动的源码是“drivers/input/touchscreen/ft5x06_ts.c”。

请注意，5 寸屏幕触摸屏驱动需要先参考用户手册 8.6 小节，给内核打完补丁之后，才能正常配置。

5 寸触摸屏，首先要参考手册 67.4.16 小节，配置 ft5x06 触摸驱动，再根据本小节做相应配置，才能支持。如果单独配置 ft5x06 触摸驱动，不做本节配置，则不支持 5 寸，而支持9.7 寸和 7 寸塑料框屏幕。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，进入“Input device support --->”。 

 如下图，进入“Touchscreens --->”。

 如下图，配置“topeet itop-4412-borad lcd5.0 support”。

 

69.5.20 显卡Graphics Card

显卡驱动对应源码是“drivers/video/samsung/s3cfb_wa101s.c”。如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Graphics support --->”。

 如下图，配置“ Support for frame buffer devices --->”。

 如下图，配置“S5P Framebuffer support --->”。

 如下图，配置“Select LCD Type --->”。

 

69.5.21 背光Backlight

背光驱动对应源码是“drivers/video/backlight/backlight.c” ，

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Graphics support --->”。

 如下图，进入“Backlight & LCD device support --->”。

 如下图，配置“Lowlevel Backlight controls”。

 

69.5.22 高清晰度多媒体接口HDMI_HPD

该驱动对应源码"drivers/media/video/samsung/tvout/s5p_tvout_hpd.c"。对应设备节点“/dev/ HPD”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Multimedia support --->”。

 如下图，进入“Video capture adapters --->”。

 如下图，配置“HDMI HPD driver support”。

 

69.5.23 高清晰度多媒体接口HDMI_Audio

该驱动对应源码“drivers/media/video/samsung/tvout/hw_if/mixer.c”。

配置“显卡 Graphics Card”，内核即可支持该功能。

参考 11.4.20小节。

69.5.24 USB摄像头Camera

该驱动对应源码为“drivers/media/video/uvc/*”。如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Multimedia support --->”。

 如下图，进入“Video capture adapters --->”。

 如下图，配置“V4L USB devices --->”。

 

69.5.25 USB键盘和键盘

USB 键盘该驱动对应源码为“drivers/hid”，对应的设备节点是“/dev/input/event*”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“HID Devices --->”。

 如下图，配置“USB Human Interface Device (full HID) support”。

 

69.5.26 矩阵键盘GIPO_KEYS

矩阵键盘驱动对应源码为“drivers/input/keyboard/samsung-keypad.c”。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“Input device support --->”。

 如下图，进入“Keyboards --->”。

 如下图，设置“Samsung keypad support”。

 

69.5.27 U盘

该驱动对应源码“drivers/usb/storage/usb-storage.c”。

U 盘首先需要增加 SCSI 支持。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“SCSI device support --->”。

如下图，配置“SCSI device support”。 

 返回“Device Drivers”菜单，进入“USB support --->”。

 如下图，配置“USB Mass Storage support”。

 

69.5.28 SD卡/eMMC

该驱动对应源码“drivers/mmc/host/sdhci-s3c.c”。如下图，进入“Device Drivers --->”。

 如下图，进入“MMC/SD/SDIO card support --->”。

 配置如下图所示的所有参数即可。

 

69.5.29 AVIN 驱动

在内核目录下执行命令“make menuconfig”，如下图。

将会打开内核的配置界面，如下图。 

 

然后选择“Device Drivers”选项，进入“Device Drivers”配置界面，如下图。 

 

然后选择“Multimedia support”选项，进入“Multimedia support”配置界面，如下图。 

 

然后选择“Video capture adapters”选项，进入“Video capture adapters”配置界面，如下图。 

 

然后选择“Encoders, decoders, sensors and other helper chips”， 进入“Encoders, decoders, sensors and other helper chips”配置界面，如下图。 

 

然后选择“Texas Instruments TVP5150 video decoder”选项，如下图。 

 

然后返回到“Video capture adapters”配置界面，如下图。 

 

然后找到“OmniVision OV5640 sensor support”选项，取消掉“OmniVision OV5640 sensor support”的配置，如下图。 

 

然后依次选择“Exit”退出配置界面，如下图。 

 然后在上图选择“Yes”，并按回车，退出配置界面。最后输入“make zImage”开始编译内核，如下图。

 

编译完成后，把生成的 zImage 烧写到 iTOP-4412 开发板就可以支持 AVIN 的摄像头了。

69.5.30 修改开机Logo

iTOP-4412 开发板内核启动时 LCD 会显示 logo，关于这个 logo 是保存在“drivers/video/samsung/ iTop-4412.h”文件，打开这个文件，会看到里面指示定义了一个数组 iBitmapData_q，这个数组的内容就是要显示的 logo。我们修改 logo，就需要准备一张 480x640 的 bmp 图片然后使用 Image2LCD 软件转换成数组，把 iBitmapData_q 里面的内容用新生成的数组替换掉。

可能我们自己制作的 logo 没有显示在屏幕的最中央，那我们需要修改下文件“drivers/video/samsung/ s3cfb_ops.c”，在这个文件找到函数：s3cfb_draw_logo

修改这个函数里面的 top 和 left 就可以控制图片在屏幕显示的位置了。

69.5.31 200W和500WCMOS（ITU）摄像头的配置

开发板提供的内核默认使用的 500W 摄像头，如果大家使用迅为提供的 200W 摄像头， 需要做如下的修改。

500W 摄像头的配置，我想用户可以通过 200W 摄像头的配置反推回来，这里就不再重复。

在 Ubuntu 的终端里面进入到内核的源码目录，然后执行“make menuconfig”命令， 如下图所示。

打开内核配置界面，然后选择“Device Drivers”，如下图所示。 

 进入到“Device Drivers”界面然后选择“Multimedia support”，如下图所示。

 进入到“Multimedia support”界面，然后选择“Video capture adapters”，如下图所示。

 进入到“Video capture adapters”界面，修改如下的三个地方，如下图所示。

按照上图高亮的三个地方修改，然后保存并退出内核配置界面，然后执行“make zImage“命令编译内核，生成的 zImage 就支持迅为的 200W 摄像头了。

69.5.32 ov5640 500w摄像头的配置

如果根据 9.4.27 小节设置为 200w 摄像头，需要设置会 500w 摄像头，则需要按照本小节内容来配置内核。

如下图，进入“Device Drivers --->”。

如下图，选中并进入“Multimedia support --->”。 

 如下图，选中并进入“Video capture adapters --->”。

 如下图，配置“OmniVision OV5640 sensor support --->”。

 

设置完毕，保存退出。