以下內(nèi)容源于朱有鵬嵌入式課程的學(xué)習(xí)，如有侵權(quán)，請告知刪除。

一、內(nèi)核移植初體驗

1、三星官方移植版內(nèi)核獲取

• 源碼包來于三星的SMDKV210開發(fā)板附帶的光盤資料，下載地址。

2、構(gòu)建移植環(huán)境

（1）Windows下建立SI工程；

• 建立前刪除不必要的目錄和文件：刪除arch目錄下非arm架構(gòu)的目錄文件；刪除arch/arm目錄下不是三星的mach-xxx、plat-xxx目錄。

（2）ubuntu下解壓；

3、配置、編譯

（1）檢查Makefile中ARCH =arm 和CROSS_COMPILE =/usr/local/arm/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-；

（2）make xx_defconfig；（如何確定xx_defconfig？這里是smdkv210_android_defconfig）

• 在arch/arm/configs下有很多，找到三星相關(guān)的。這里找一個最像的：smdkv210_android_defconfig

（3）make menuconfig；（目前還不知道修整哪些）

（4）make -j4（直接make，則會直接單線程編譯；如果make -j4，則會4線程編譯）。

4、將得到的zImage下載運行看結(jié)果

• 編譯完成后得到的內(nèi)核鏡像不在源碼樹的根目錄下，而是在arch/arm/boot這個目錄下。
  
• 通過tftp將鏡像下載到開發(fā)板，操作過程見博客http://blog.csdn.net/oqqhutu12345678/article/details/70537721。

5、現(xiàn)象分析

（1）結(jié)果

• 只見到uboot打印出的下圖信息，看不到linux自解壓代碼打印出的“Uncompressing Linux... done, booting the kernel.”

（2）分析

• 說明zImage根本沒有被解壓成功，內(nèi)核代碼根本就沒有被運行。因此問題出在解壓相關(guān)的部分。
• 問題出在解壓后代碼放置的內(nèi)存地址處（該地址可以由內(nèi)核配置的，如果不對，則內(nèi)核不能運行）。
• 內(nèi)核配置的解壓地址應(yīng)該等于連接地址，否則自解壓之后內(nèi)核無法運行。
• 現(xiàn)在問題變成：第一，內(nèi)核的連接地址等于多少？第二，內(nèi)核中配置的解壓地址是多少？
• 這里面還有個問題：內(nèi)核的連接地址是一個虛擬地址，而自解壓代碼解壓內(nèi)核時需要物理地址（此時mmu還沒開，因為內(nèi)核還沒有開始運行），因此連接地址對應(yīng)的物理地址等于自解壓地址。
• 連接地址和對應(yīng)的物理地址在head.S中可以查到，經(jīng)分析（在.config中查宏TEXT_OFFSET，合成）得知分別是0xC0008000和0x30008000，那么自解壓代碼配置的解壓地址應(yīng)該是30008000。

（3）修改操作

• 自解壓代碼對應(yīng)的自解壓地址在mach-s5pv210/Makefile.boot文件中。
• 在此文件后面追加入下面內(nèi)容。
• （實踐中這樣好像并沒有預(yù)期的結(jié)果。因此我直接賦值不使用宏。問題是，為什么這里的宏不起作用？因為我寫錯了，尷尬……）

# override for SMDKV210 zreladdr-$(CONFIG_MACH_SMDKV210) := 0x30008000 params_phys-$(CONFIG_MACH_SMDKV210) := 0x30000100

（4）同步、編譯，重新下載運行查看結(jié)果

• 因為只修改了一些鏈接參數(shù)，不需要重新配置編譯，所以make很快就完成了。
• 自解壓代碼解壓打印信息已經(jīng)出來；
• 內(nèi)核還是沒有運行；

（5）問題分析

• 因為我們在uboot中配置的空間為3000 0000開始（而不是2000 0000開始），因此這里定義的物理地址不對，從20000000改到30000000即可。

（6）重新編譯，運行結(jié)果：內(nèi)核打印出很多運行信息。

二、內(nèi)核中機器碼的確定（知識課程）

內(nèi)核支持什么架構(gòu)、支持哪款cpu是怎么確定的。
內(nèi)核中保存了一份機器碼，會和uboot傳過來的機器碼比對（在head.s中比對uboot傳過來的機器碼），比對成功說明uboot和內(nèi)核是匹配的。 之前講過uboot如何給內(nèi)核傳機器碼。本課講內(nèi)核的機器碼是怎么確定的，怎么來的。
每個mach-xx文件夾代表一種cpu，其內(nèi)可能包含cpu相同的不同開發(fā)板。比如mach-s5pv210文件夾內(nèi)有mach-smdkc110.c和mach-smdkv210.c等開發(fā)板。

1、MACHINE_START宏

• 這個宏用來定義一個機器碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
• 即用來定義一個結(jié)構(gòu)體類型為machine_desc類型的結(jié)構(gòu)體變量，名為__mach_desc_SMDKV210。
• 這個結(jié)構(gòu)體變量會被定義到一個特定段.arch.info.init，因此這個結(jié)構(gòu)體變量將來會被鏈接器鏈接到這個.arch.info.init段中。

比如?MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210")解釋為下面內(nèi)容。

static const struct machine_desc __mach_desc_SMDKV210 \__used \__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \.nr = MACH_TYPE_SMDKV210,//機器碼2456 \.name = "SMDKV210",.phys_io = S3C_PA_UART & 0xfff00000,.io_pg_offst = (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,.boot_params = S5P_PA_SDRAM + 0x100,.init_irq = s5pv210_init_irq,.map_io = smdkv210_map_io,.init_machine = smdkv210_machine_init,.timer = &s5p_systimer, };

（1）mach-xxx.c文件定義了一個機器碼的開發(fā)板的machine_desc結(jié)構(gòu)體變量（一個機器碼對應(yīng)一個開發(fā)板，一個cpu可以對應(yīng)多個開發(fā)板）

• 這個結(jié)構(gòu)體變量放到.arch.info.init段中后，表示當(dāng)前內(nèi)核可以支持這個機器碼的開發(fā)板。

（2）我們所移植的目標(biāo)開發(fā)板使用S5PV210的CPU，開發(fā)板名字叫X210。

• 但在三星官方版本的內(nèi)核中找不到mach-x210.c；
• 但不想從零開始移植，因此在三星移植的mach-s5pv210目錄下找一個mach-xx.c，使得該開發(fā)板和X210開發(fā)板最為接近（同一款cpu），然后以此為基礎(chǔ)來移植。

（3）經(jīng)過查看，發(fā)現(xiàn)mach-s5pc110.c和mach-s5pv210.c與X210開發(fā)板最為接近。

• 尋找原則：開發(fā)板和三星官方的哪個開發(fā)板最為相似。
• X210開發(fā)板抄的是三星的SMDKV210，因此要找SMDKV210對應(yīng)的文件（按理應(yīng)該是mach-smdkv210.c，但實際是嗎？）

（4）結(jié)合mach-s5pv210目錄下的Makefile來分析，得知.config中定義CONFIG_MACH_SMDKV210后，實際綁定的是mach-smdkc110.c這個文件。

• 因此實際上mach-smdkv210.c這個文件根本沒用到。

2、硬件驅(qū)動的加載和初始化函數(shù)執(zhí)行

.init_machine = smdkc110_machine_init,

• 定義了一個機器硬件初始化函數(shù)；
• 這個函數(shù)非常重要，這個函數(shù)中綁定了開發(fā)板linux內(nèi)核啟動過程中會初始化的各種硬件的信息。
• 在此函數(shù)中添加的才會被初始化，否則不會被初始化。
• 這篇視頻末尾的知識，可以強化內(nèi)核分析的學(xué)習(xí)。

三、解決內(nèi)核啟動中的錯誤

1、認識內(nèi)核啟動OOPS（內(nèi)核死亡信息）

（1）內(nèi)核啟動后會有打印信息，打印信息中隱藏了問題所在。

• 認真的去分析這個打印信息，從中找到對的或者錯誤的一些信息片段，才能幫助我們找到問題，從而解決問題。

（2）內(nèi)核啟動中的錯誤信息的特征

• 由PC和LR的值可以看出，程序執(zhí)行到dev_driver_string或者max8698_pmic_probe（這兩個是函數(shù)或者匯編中的標(biāo)號）符號部分的時候出錯了。
• 我們從這兩個符號出發(fā)去尋找、思考可能出錯的地方然后試圖去解決。

2、錯誤追溯及問題解決

（1）max8698_pmic_probe

• max8698這個電源管理IC的驅(qū)動安裝函數(shù)部分出錯；
• 開發(fā)板系統(tǒng)中配置了支持這個電源管理IC，于是啟動時去加載它的驅(qū)動，結(jié)果驅(qū)動在加載執(zhí)行的過程中出錯。

（2）這個驅(qū)動加載時為什么會出錯？

• 結(jié)合X210開發(fā)板的硬件實際情況來分析：X210開發(fā)板上根本就沒有max8698這個電源管理IC，既然硬件都沒有，執(zhí)行驅(qū)動肯定會出錯。
• 移植三星版本的uboot時，在uboot的lowlevel_init.S中也有調(diào)用電源管理IC初始化函數(shù)（PMIC_init），結(jié)果會報錯，屏蔽掉該函數(shù)的調(diào)用，uboot就可以成功運行下去。

（5）為什么uboot和內(nèi)核中，都默認調(diào)用這個電源管理IC的初始化代碼？

• 因為三星的SMDKV210開發(fā)板中用了max8698這個電源管理IC，因此三星的uboot和kernel中都默認支持這個。
• 但是X210中是沒用的，因此uboot和內(nèi)核中都需要去掉該代碼模塊。

（6）怎么解決？

• 在uboot中，是直接改源代碼，即屏蔽掉那個初始化函數(shù)解決的；
• 在kernel中，不能直接修改源代碼。
• 因為linux kernel是高度模塊化高度可配置的，內(nèi)核中每一個模塊都被配置項條件編譯；
• 因此要去掉對某個模塊的支持，需要重新配置，配置時去掉選項即可，不用改源代碼。
• 因此關(guān)鍵就是要找它對應(yīng)的配置項。

（7）操作

• 先make menuconfig；
• 然后/搜索"MAX8698"這幾個關(guān)鍵字，然后看到這個配置項的路徑，然后到路徑下去按N鍵去掉這個模塊的支持，保存，重新編譯即可。

（8）重新編譯、下載運行

• 此問題被解決了；
• 內(nèi)核再次啟動后直接運行到掛載rootfs才出錯。

3、分析及總結(jié)

分析：根本原因在于CONFIG_MFD_MAX8698這個配置宏。這個配置宏決定了很多東西

• 第一：這個配置宏決定了drivers目錄下的max8698對應(yīng)的驅(qū)動程序源代碼是否被編譯；
• 第二：這個配置宏決定了kernel啟動過程中是否會調(diào)用一些max8698的相關(guān)的代碼；

總結(jié)：kernel是高度模塊化和可配置化的，所以在內(nèi)核中做任何事情（添加一個模塊、更改一個模塊、去掉一個模塊）都必須按照內(nèi)核設(shè)定的方案和流程。

四、iNand的問題和安排

1、錯誤分析

（1）內(nèi)核錯誤信息：Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)。

• 內(nèi)核試圖掛載根文件系統(tǒng)時失敗，失敗的原因是unknown-block（不能識別的塊設(shè)備）

（2）backstrace分析，可以得知錯誤信息的來源，再結(jié)合之前的內(nèi)核啟動流程分析，就更加確定出錯的地方。

（3）為什么unknown-block(0,0)？

• 在kernel啟動時，uboot給內(nèi)核傳遞一個cmdline。
• 其中root=xx指定rootfs在哪個設(shè)備上，內(nèi)核會到相應(yīng)的地方去掛載rootfs。
• 譬如root=/dev/mmcblk0p2，這里的/dev/mmcblk0p2就是rootfs所在的設(shè)備的地址。
• 它表示mmc設(shè)備0的第2個分區(qū)（設(shè)備0，即在SD0通道上的設(shè)備，即iNand）。
• 這里的問題就是沒找到mmc設(shè)備0的第2分區(qū)。

（4）為什么沒找到mmc設(shè)備0的第2分區(qū)？

• 一定是因為kernel啟動過程中加載mmc驅(qū)動的時候有問題，驅(qū)動沒有發(fā)現(xiàn)mmc設(shè)備0。
• 問題定位在MMC相關(guān)的驅(qū)動方面。

（5）對比九鼎版本的內(nèi)核啟動信息

下圖是九鼎版本的內(nèi)核啟動信息部分截圖

• 可發(fā)現(xiàn)待移植的內(nèi)核啟動時，沒有找到MMC設(shè)備（內(nèi)置的iNand和外置的SD卡都沒找到）；
• 沒找到肯定是驅(qū)動的問題，因此要移植MMC驅(qū)動。

2、知識補充

（1）SD/iNand都是由一個一個的扇區(qū)組成的

• BL1從SD卡的1扇區(qū)開始往后存放；
• SD卡的0扇區(qū)是不用的，SD卡的0扇區(qū)用來放置MBR（主引導(dǎo)記錄）。

（2）MBR用來描述塊設(shè)備的分區(qū)信息

• 事先定義了一個通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述塊設(shè)備的分區(qū)；
• 只要將分區(qū)信息寫入MBR中，即可完成對該設(shè)備的分區(qū)；
• MBR默認存放在塊設(shè)備的第0個扇區(qū)。

（3）內(nèi)核如何知道iNand分了4個分區(qū)？哪里對inand進行了分區(qū)？

• uboot中有一個命令fdisk，fdisk -c 0時，對iNand進行分區(qū)；
• fdisk命令對iNand的分區(qū)已經(jīng)寫死，內(nèi)核通過讀取MBR，就可以知道分區(qū)信息了；
• 由iNand本身通過MBR給內(nèi)核傳遞分區(qū)信息，因此uboot給內(nèi)核傳參時，不用傳遞分區(qū)表信息。

（4）如果開發(fā)板使用的是nandFlash，分區(qū)表一般是在內(nèi)核中用代碼構(gòu)建的。

• 因此nand版本的內(nèi)核移植時，一般都需要移植、更改nand分區(qū)表。

3、解決安排

• 暫時解決不了這個問題……

五、網(wǎng)卡驅(qū)動的移植和添加實驗

1、移植標(biāo)準(zhǔn)

（1）網(wǎng)卡驅(qū)動移植ok時，啟動信息為

[ 1.452008] dm9000 Ethernet Driver, V1.31 [ 1.455870] eth0: dm9000c at e08f4300,e08f8304 IRQ 42 MAC: 00:09:c0:ff:ec:48 (platform data) （2）當(dāng)前內(nèi)核中網(wǎng)卡驅(qū)動尚未移植，因此內(nèi)核啟動時有錯誤的打印信息： [ 1.130308] dm9000 Ethernet Driver, V1.31 [ 1.133113] ERROR : resetting [ 1.135700] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.140915] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.145941] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.150963] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.155992] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.161018] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.166041] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.171070] dm9000 dm9000.0: read wrong id 0x2b2a2928 [ 1.176092] dm9000 dm9000.0: wrong id: 0x2b2a2928 [ 1.180774] dm9000 dm9000.0: not found (-19).

（3）移植的目標(biāo)

• 讓此版本的內(nèi)核可以打印出正確情況下的啟動信息。

2、make menuconfig中添加DM9000支持

• 搜索/DM9000，找到所在路徑。
• menuconfig中選擇Y。

3、mach-smdkc110.c中邏輯分析

（1）mach-smdkc110.c中的smdkc110_machine_init是整個開發(fā)板的所有硬件的初始化函數(shù)

• 在這里被加載的硬件，在將來啟動時就會被初始化；
• 在這里沒被加載的硬件，在將來啟動時就不管。

（2）smdkc110_devices和smdkc110_dm9000_set()這兩個地方是和DM9000有關(guān)的，要分別去做移植。

• smdkc110_dm9000_set()，是和DM9000相關(guān)的SROM bank的寄存器設(shè)置；
• 其相當(dāng)于uboot中dm9000移植時的dm9000_pre_init函數(shù)，只是讀寫寄存器的函數(shù)名稱不同了。
• smdkc110_dm9000_set()函數(shù)的更改，直接拷貝九鼎的移植好的。
  

4、修改相應(yīng)的配置參數(shù)

（1）DM9000相關(guān)的數(shù)據(jù)配置在arch/arm/plat-s5p/devs.c中；

（2）在arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/map.h中定義了DM9000的IO基地址，和DM9000接在哪個bank有關(guān)。

• 根據(jù)實際情況，將其改為0x8800 0300。

（3）+2改成+4

?截圖是x210的配置，可見里面是+4，因此下面要改成+4

（4）IRQ_EINT9改成10即可

5、同步、編譯、下載，查看啟動信息

六、內(nèi)核啟動第一階段（匯編階段）的調(diào)試方法

1、調(diào)試的原因

（1）內(nèi)核啟動在head.S中首先進行三個校驗（CPU id的校驗、機器碼的校驗、tag的校驗），然后創(chuàng)建頁表，然后做了一些不太會出錯的事情，然后b start_kernel。

• 基本上能運行到start_kernel，內(nèi)核移植就不太會出問題了。

（2）有時候移植的內(nèi)核啟動后的現(xiàn)象是：根本沒有啟動信息出來（下面所述主要針對這個問題）。

• 有可能是內(nèi)核啟動運行了，但是運行出錯了沒啟動起來所以沒有打印信息；
• 有可能是內(nèi)核根本沒運行；
• 希望能有一種調(diào)試手段來確定問題所在。

2、調(diào)試方法和原理

（1）調(diào)試方法：在內(nèi)核啟動的第一階段，添加匯編操作led點亮/熄滅的方法來標(biāo)明代碼運行的軌跡。

（2）將led點亮和熄滅的代碼，復(fù)制粘貼到head.S中合適位置，然后內(nèi)核啟動后根據(jù)led的表現(xiàn)來標(biāo)明代碼有無運行。

3、動手測試

（1）在head.S中合適的地方（比如函數(shù)集中域處）添加（定義）led這個函數(shù)，然后在head.S的內(nèi)核起始運行階段添加調(diào)用led函數(shù)。然后重新編譯內(nèi)核，運行內(nèi)核看這段代碼有無被運行。

（3）分析思路

• 如果被運行，證明在調(diào)用led的步驟之前的部分都是沒問題的，如果有錯，錯誤肯定在后邊；
• 如果沒有被運行則證明錯誤在之前，那么就要去之前的部分debug。

4、典型led函數(shù)

//移植內(nèi)核的led調(diào)試方法 led:// 第一步：把0x11111111寫入0xE0200240(GPJ0CON)位置ldr r3, =0x11111111 // 從后面的=可以看出用的是ldr偽指令，因為需要編譯器來判斷這個數(shù)ldr r4, =0xE0200240 // 是合法立即數(shù)還是非法立即數(shù)。一般寫代碼都用ldr偽指令str r3, [r4] // 寄存器間接尋址。功能是把r0中的數(shù)寫入到r1中的數(shù)為地址的內(nèi)存中去// 第二步：把0xff寫入0xE0200244(GPJ0DAT)位置ldr r3, =0xff //開發(fā)板啟動時，led半亮，這里賦值為ff，則三顆全滅了，一顆半亮。ldr r4, =0xE0200244str r3, [r4] // 把ff寫入到GPJ0DAT寄存器中，引腳即輸出高電平，LED熄滅mov pc,lr //函數(shù)一定要返回 //r0,r1,r2在head.s中，是用來給內(nèi)核傳參的，類似于全局變量。 //因此不能用這些寄存器，我們可以使用那些沒有被使用的寄存器。 //因此可以r0改為r3，r1改為r4

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的kernel移植——从三星官方内核开始移植的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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