Lời nói đầu

Trong bài viết thứ 9 này, mình sẽ tập trung vào chủ đề chính là kernel và module driver. Bài viết sẽ hướng dẫn chi tiết cách viết một module driver, cách tích hợp nó vào cây thư mục source, cùng với các bước chỉnh sửa mã nguồn của Linux kernel.

Tuy nhiên, trước khi đi sâu vào kernel và module driver, chúng ta cần hiểu rõ về cách cấu hình kernel trong Yocto, bao gồm thông tin về phiên bản kernel, vị trí source kernel, và một số khía cạnh cơ bản khác. Do đó, phần đầu tiên của bài viết mình sẽ tập trung vào việc trình bày những yếu tố này để tạo nền tảng cho các bước tiếp theo.

Phiên bản cài đặt Linux kernel

Phiên bản Linux được chỉ định trong file meta/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bb với biến LINUX_VERSION

**~/yocto/poky**
cat meta/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bb

**Output**
...
LINUX_VERSION ?= "5.4.50"
...

Nguồn tải source kernel

Được xác định trong file meta/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bb với biến SRC_URI

**~/yocto/poky**
cat meta/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bb

**~/yocto/poky/meta/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bb**
...
SRC_URI = "git://git.yoctoproject.org/linux-yocto.git;name=machine;branch=${KBRANCH}; \
           git://git.yoctoproject.org/yocto-kernel-cache;type=kmeta;name=meta;branch=yocto-5.4;destsuffix=${KMETA}"
KBRANCH ?= "v5.4/standard/base"
...

Biến KBRANCH chỉ nhánh của source kernel được tải về.

Yocto Kernel cache

Tập hợp các file và cấu hình mà Yocto để quản lí và tùy chỉnh kernel trong quá trình biên dịch

Trong quá trình Yocto biên dịch kernel Linux, yocto-kernel-cache được tải về và sử dụng. Dự án này sẽ được đổi tên thành kernel-meta và được đặt trong thư mục bên trong thư mục build theo đường dẫn sau:

**~/yocto/poky**
ls build/tmp/work/qemux86_64-poky-linux/linux-yocto/5.4.50+gitAUTOINC+416566e1f0_94667198aa-r0/kernel-meta/

**Output**
00-README  backports  cfg  COPYING.GPLv2  features          ktypes  patches  small
arch       bsp        cgl  COPYING.MIT    kern-features.rc  kver    scripts  staging

Bên trong thư mục kernel-meta ta sẽ thấy file cfg thiết lập cấu hình kernel được định nghĩa trước. Giúp Yocto biết cách cài đặt Kernel cho các tính năng cụ thể như enabel các module driver.

Các bản vá (patches): Đây là các thay đổi hoặc update nhỏ cho source kernel, được áp dụng trong quá trình biên dịch. Bản vá này có thể là fix lỗi, thêm tính năng hoặc tùy chỉnh

Các thư mục khác như bsp (package support phần cứng), features (tính năng của kernel) và scripts (các công cụ support cấu hình kernel)

File recipe append

Trong Yocto, khi biên dịch Linux kernel cho các máy QEMU, thường sẽ sử dụng các file bbappend (Kernel recipe append) để mở rộng và tùy chỉnh cấu hình cho từng loại máy cụ thể

File.bbappend là các file bổ sung cho recipe gốc, mà ở đây cho filelinux-yocto_5.4.bb được sử dụng để mở rộng hoặc thay đổi các thiết lập có file recipe chính

Trong thư mục meta-yocto-bsp/recipes-kernel/linux/ có hai file bbappend:

**~/yocto/poky**
ls meta-yocto-bsp/recipes-kernel/linux/

**Output**
linux-yocto_5.4.bbappend  
linux-yocto-dev.bbappend

Như mình đã nói ở trên file linux-yocto_5.4.bbappend , trong đó định nghĩa một số biến quan trọng như sau:

**~/yocto/poky**
cat meta-yocto-bsp/recipes-kernel/linux/linux-yocto_5.4.bbappend

**Output:**
KBRANCH_genericx86  = "v5.4/standard/base"
KBRANCH_genericx86-64  = "v5.4/standard/base"
...

KMACHINE_genericx86 ?= "common-pc"
KMACHINE_genericx86-64 ?= "common-pc-64"
KMACHINE_beaglebone-yocto ?= "beaglebone"

SRCREV_machine_genericx86 ?= "ec485bd4afef57715eb45ba331b04b3f941e43bb"
SRCREV_machine_genericx86-64 ?= "ec485bd4afef57715eb45ba331b04b3f941e43bb"
...

COMPATIBLE_MACHINE_genericx86 = "genericx86"
COMPATIBLE_MACHINE_genericx86-64 = "genericx86-64"
...

LINUX_VERSION_genericx86 = "5.4.49"
LINUX_VERSION_genericx86-64 = "5.4.49"

Định dạng file image của Kernel

Kernel có thể được biên dịch thành nhiều định dạng ảnh khác nhau, tùy thuộc vào nền tảng đích:

bzImage Sử dụng cho các hệ thống x86 (như PC).
uImage Thường được sử dụng cho các hệ thống dựa trên ARM (như các thiết bị nhúng).

Để tìm định dạng ảnh đang được sử dụng, bạn có thể chạy với câu lệnh:

**~/yocto/poky**
bitbake -e linux-yocto | grep ^KERNEL_IMAGETYPE=

**Output**
KERNEL_IMAGETYPE="bzImage"

File DTS/DTB

Đối với các phần cứng dựa trên ARM, file Device Tree Source (DTS) mô tả bố cục phần cứng cho kernel. Tuy nhiên, đối với các hệ thống x86, tệp DTS không được sử dụng phổ biến vì các nền tảng x86 xử lý cấu hình phần cứng theo cách khác.