基於tiny4412的Linux內核移植（支持device tree）（一）

做者信息

做者: 彭東林

郵箱：pengdonglin137@163.com

QQ：405728433

平臺簡介

開發板：tiny4412ADK + S700 + 4GB Flash

要移植的內核版本：Linux-4.4.0 （支持device tree）

u-boot版本：友善之臂自帶的 U-Boot 2010.12 （爲支持uImage啓動，作了少量改動）

busybox版本：busybox 1.25

交叉編譯工具鏈： arm-none-linux-gnueabi-gcc

      （gcc version 4.8.3 20140320 (prerelease) (Sourcery CodeBench Lite 2014.05-29)）

概述

    因爲目前友善之臂提供的u-boot不支持uImage的引導方式，默認的配置也不支持device tree。同時提供的Linux內核版本是linux-3.0.86，不提供device tree。下面我要作的是修改原生的u-boot，使其支持uImage和device tree，因爲Linux-4.4.0已經對tiny4412有很的支持，而且在arch/arm/boot/dts/下已經有了專門針對tiny4412的設備樹文件exynos4412-tiny4412.dts，所以須要咱們改動的不多。對於最新的Linux-4.4須要使用最新的交叉編譯工具鏈，若是使用友善之臂提供的工具鏈的話會致使編譯錯誤，工具鏈的地址能夠到下面的地址下載：

• GCC ARM Embedded
• ARM交叉編譯工具鏈

    目前首先實現以下功能：用u-boot引導uImage或者zImage，同時將設備信息以設備樹的形式傳遞給Linux內核，而根文件系統以ramdisk的形式傳遞給內核，由於目前SD卡驅動、eMMC驅動和usb網卡驅動都沒有移植。

步驟

1、關閉MMU

友善之臂提供的u-boot默認是把MMU打開的，下面咱們先關閉MMU：

一、修改include/configs/tiny4412.h

將

#define CONFIG_ENABLE_MMU

修改成

#undef CONFIG_ENABLE_MMU

二、只關閉MMU還不夠，還須要修改u-boot的連接地址

修改文件board/samsung/tiny4412/config.mk

將

CONFIG_SYS_TEXT_BASE = 0xc3e00000

修改成

CONFIG_SYS_TEXT_BASE = 0x43e00000

下面是MMU開啓時的地址映射：

0x0000_0000 -- 0x1FFF_FFFF => A:0x0000_0000 -- 0x1FFF_FFFF
0x2000_0000 -- 0x3FFF_FFFF => Not Allowed
0x4000_0000 -- 0x5FFF_FFFF => A:0x4000_0000 -- 0x5FFF_FFFF
0x6000_0000 -- 0xBFFF_FFFF => Not Allowed
0xC000_0000 -- 0xDFFF_FFFF => A:0x4000_0000 -- 0X5FFF_FFFF
0xE000_0000 -- 0xFFFF_FFFF => Not Allowed

上面的意思是：雖然tiny4412只有1GB的內存，能夠訪問的物理地址空間是0x4000_0000–0x8000_0000，經過MMU後，能夠將地址0xC000_0000 -- 0xDFFF_FFFF 映射到0x4000_0000 -- 0X5FFF_FFFF。

2、解決u-boot沒法引導uImage問題

友善之臂原生的u-boot使用bootm命令只能夠引導zImage類型的kernel，不支持uImage，經過分析bootm命令的實現（common/cmd_bootm.c）發現問題所在。

作以下修改：

修改do_bootm函數，

diff --git a/common/cmd_bootm.c b/common/cmd_bootm.c

index 04622dd..a2cb1ec 100644

--- a/common/cmd_bootm.c

+++ b/common/cmd_bootm.c

@@ -590,6 +590,7 @@ int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])

        ulong           load_end = 0;

        int             ret;

        boot_os_fn      *boot_fn;

+       int             iszImage = 0;

 #ifdef CONFIG_SECURE_BOOT

 #ifndef CONFIG_SECURE_BL1_ONLY

@@ -627,6 +628,8 @@ int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])

                images.legacy_hdr_valid = 1;

+               iszImage = 1;

+

                goto after_header_check;

        }

 #endif

@@ -723,8 +726,10 @@ int do_bootm (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])

 #if defined(CONFIG_ZIMAGE_BOOT)

 after_header_check:

-       images.os.os = hdr->;ih_os;

-       images.ep = image_get_ep (&;images.legacy_hdr_os_copy);

+       if (iszImage) {

+               images.os.os = hdr->;ih_os;

+               images.ep = image_get_ep (&;images.legacy_hdr_os_copy);

+       }

 #endif

 #ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE

問題是：

在images.os.os中存放的是加載不一樣os的函數的索引號，若是是zImage的話，會把hdr->ih_os設置爲5，而後在after_header_check處會強制把hdr->ih_os賦值爲images.os.os。可是若是要引導的是uImage的話，並不會給hdr->ih_os賦值，即hdr->ih_os的值是隨機的，而是直接給images.os.os賦值爲5，在after_header_check處會將images.os.os的值覆蓋掉，致使下面找到的索引函數錯誤。

3、支持設備樹

默認的u-boot配置沒有打開設備樹。

一、修改include/configs/tiny4412.h

增長以下兩個宏

#define CONFIG_OF_LIBFDT
#define CONFIG_SYS_BOOTMAPSZ (20 << 20)

第一個宏好理解，那麼第二個宏的做用是什麼呢？

do_bootm_linux

    ---> bootm_linux_fdt

            ---> boot_relocate_fdt

在boot_relocate_fdt中會對設備樹鏡像重定位：

of_start = (void *)(unsigned long)lmb_alloc_base(lmb, of_len, 0x1000, 

CONFIG_SYS_BOOTMAPSZ + bootmap_base));

這個函數的目的是計算將設備樹鏡像重定位後的目的地址，其中bootmap_base是物理內存的其實地址，即0x4000_0000，若是(CONFIG_SYS_BOOTMAPSZ + bootmap_base)設置的過小的話，相應的of_start也會很小，那麼在內核自解壓的時候會致使設備樹被覆蓋，我在調試的時候就是遇到了這個問題，經過將內核自解壓先後的設備樹的地址（在內核源碼的arch/arm/boot/compress/head.S中，設備樹的地址保存在寄存器r2或者r8，具體看代碼實現）處的物理內存dump出來發現的，具體怎麼dump，下面再介紹。

4、編譯u-boot

 make tiny4412_config

 make

5、燒寫u-boot到SD卡

cd sd_fuse/tiny4412

./sd_fusing.sh /dev/sdf

6、啓動信息

U-Boot 2010.12-00000-gb391276-dirty (Jan 17 2016 - 06:03:22) for TINY4412


CPU:    S5PC220 [Samsung SOC on SMP Platform Base on ARM CortexA9]
        APLL = 1400MHz, MPLL = 800MHz

Board:  TINY4412
DRAM:   1023 MiB

vdd_arm: 1.2
vdd_int: 1.0
vdd_mif: 1.1

BL1 version:  N/A (TrustZone Enabled BSP)


Checking Boot Mode ... SDMMC
REVISION: 1.1
MMC Device 0: 3803 MB
MMC Device 1: 3728 MB
MMC Device 2: N/A
*** Warning - using default environment

Net:    No ethernet found.
Hit any key to stop autoboot:  0
TINY4412 # dnw 0x40600000     

// 下載uImage到內存0x40600000，這個版本的u-boot不能把uImage下載到0x40008000,不然會在檢查是否覆蓋的時候失敗
OTG cable Connected!
Now, Waiting for DNW to transmit data
Download Done!! Download Address: 0x40600000, Download Filesize:0x43b798
Checksum is being calculated.....
Checksum O.K.
TINY4412 # dnw 0x41000000      // 下載ramdisk到內存0x41000000
OTG cable Connected!
Now, Waiting for DNW to transmit data
Download Done!! Download Address: 0x41000000, Download Filesize:0x27752e
Checksum is being calculated...
Checksum O.K.
TINY4412 # dnw 0x42000000     // 下載設備樹鏡像到內存0x42000000
OTG cable Connected!
Now, Waiting for DNW to transmit data
Download Done!! Download Address: 0x42000000, Download Filesize:0xa53a
Checksum is being calculated.
Checksum O.K.
TINY4412 # bootm 0x40600000 0x41000000 0x42000000   

// 啓動命令 bootm + uImage 地址 + ramdisk 地址 + 設備樹鏡像地址，若是沒有的話，用 - 代替
## Booting kernel from Legacy Image at 40600000 ...
   Image Name:   Linux-4.4.0-gbd49c0f-dirty
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    4437848 Bytes = 4333 KiB
   Load Address: 40008000
   Entry Point:  40008000
   Verifying Checksum ... OK
## Loading init Ramdisk from Legacy Image at 41000000 ...
   Image Name:   ramdisk
   Image Type:   ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed)
   Data Size:    2585838 Bytes = 2525 KiB
   Load Address: 00000000
   Entry Point:  00000000
   Verifying Checksum ... OK
## Flattened Device Tree blob at 42000000
   Booting using the fdt blob at 0x42000000
   Loading Kernel Image ... OK
OK
## Loading init Ramdisk from Legacy Image at 41000000 ...
   Image Name:   ramdisk
   Image Type:   ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed)
   Data Size:    2585838 Bytes = 2525 KiB
   Load Address: 00000000
   Entry Point:  00000000
   Verifying Checksum ... OK
   Loading Ramdisk to 43a84000, end 43cfb4ee ... OK        // 重定位ramdisk鏡像
   Loading Device Tree to 413f2000, end 413ff539 ... OK    // 重定位設備樹鏡像

Starting kernel ...

 

未完待續。