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一、内核移植初体验

1、三星官方移植版内核获取

源码包来于三星的SMDKV210开发板附带的光盘资料，下载地址。

2、构建移植环境

（1）Windows下建立SI工程；

建立前删除不必要的目录和文件：删除arch目录下非arm架构的目录文件；删除arch/arm目录下不是三星的mach-xxx、plat-xxx目录。

（2）ubuntu下解压；

3、配置、编译

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

（2）make xx_defconfig；（如何确定xx_defconfig？这里是smdkv210_android_defconfig）

在arch/arm/configs下有很多，找到三星相关的。这里找一个最像的：smdkv210_android_defconfig

（3）make menuconfig；（目前还不知道修整哪些）

（4）make -j4（直接make，则会直接单线程编译；如果make -j4，则会4线程编译）。

4、将得到的zImage下载运行看结果

编译完成后得到的内核镜像不在源码树的根目录下，而是在arch/arm/boot这个目录下。
通过tftp将镜像下载到开发板，操作过程见博客http://blog.csdn.net/oqqhutu12345678/article/details/70537721。

5、现象分析

（1）结果

只见到uboot打印出的下图信息，看不到linux自解压代码打印出的“Uncompressing Linux... done, booting the kernel.”

（2）分析

说明zImage根本没有被解压成功，内核代码根本就没有被运行。因此问题出在解压相关的部分。
问题出在解压后代码放置的内存地址处（该地址可以由内核配置的，如果不对，则内核不能运行）。
内核配置的解压地址应该等于连接地址，否则自解压之后内核无法运行。
现在问题变成：第一，内核的连接地址等于多少？第二，内核中配置的解压地址是多少？
这里面还有个问题：内核的连接地址是一个虚拟地址，而自解压代码解压内核时需要物理地址（此时mmu还没开，因为内核还没有开始运行），因此连接地址对应的物理地址等于自解压地址。
连接地址和对应的物理地址在head.S中可以查到，经分析（在.config中查宏TEXT_OFFSET，合成）得知分别是0xC0008000和0x30008000，那么自解压代码配置的解压地址应该是30008000。

（3）修改操作

自解压代码对应的自解压地址在mach-s5pv210/Makefile.boot文件中。
在此文件后面追加入下面内容。
（实践中这样好像并没有预期的结果。因此我直接赋值不使用宏。问题是，为什么这里的宏不起作用？因为我写错了，尴尬……）

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

（4）同步、编译，重新下载运行查看结果

因为只修改了一些链接参数，不需要重新配置编译，所以make很快就完成了。
自解压代码解压打印信息已经出来；
内核还是没有运行；

（5）问题分析

因为我们在uboot中配置的空间为3000 0000开始（而不是2000 0000开始），因此这里定义的物理地址不对，从20000000改到30000000即可。

（6）重新编译，运行结果：内核打印出很多运行信息。

二、内核中机器码的确定（知识课程）

内核支持什么架构、支持哪款cpu是怎么确定的。

内核中保存了一份机器码，会和uboot传过来的机器码比对（在head.s中比对uboot传过来的机器码），比对成功说明uboot和内核是匹配的。

之前讲过uboot如何给内核传机器码。本课讲内核的机器码是怎么确定的，怎么来的。

每个mach-xx文件夹代表一种cpu，其内可能包含cpu相同的不同开发板。比如mach-s5pv210文件夹内有mach-smdkc110.c和mach-smdkv210.c等开发板。

1、MACHINE_START宏

这个宏用来定义一个机器码的数据结构。
即用来定义一个结构体类型为machine_desc类型的结构体变量，名为__mach_desc_SMDKV210。
这个结构体变量会被定义到一个特定段.arch.info.init，因此这个结构体变量将来会被链接器链接到这个.arch.info.init段中。

比如 MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210")解释为下面内容。

static const struct machine_desc __mach_desc_SMDKV210    \__used                         \__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \.nr        = MACH_TYPE_SMDKV210,//机器码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文件定义了一个机器码的开发板的machine_desc结构体变量（一个机器码对应一个开发板，一个cpu可以对应多个开发板）

这个结构体变量放到.arch.info.init段中后，表示当前内核可以支持这个机器码的开发板。

（2）我们所移植的目标开发板使用S5PV210的CPU，开发板名字叫X210。

但在三星官方版本的内核中找不到mach-x210.c；
但不想从零开始移植，因此在三星移植的mach-s5pv210目录下找一个mach-xx.c，使得该开发板和X210开发板最为接近（同一款cpu），然后以此为基础来移植。

（3）经过查看，发现mach-s5pc110.c和mach-s5pv210.c与X210开发板最为接近。

寻找原则：开发板和三星官方的哪个开发板最为相似。
X210开发板抄的是三星的SMDKV210，因此要找SMDKV210对应的文件（按理应该是mach-smdkv210.c，但实际是吗？）

（4）结合mach-s5pv210目录下的Makefile来分析，得知.config中定义CONFIG_MACH_SMDKV210后，实际绑定的是mach-smdkc110.c这个文件。

因此实际上mach-smdkv210.c这个文件根本没用到。

2、硬件驱动的加载和初始化函数执行

.init_machine    = smdkc110_machine_init,

定义了一个机器硬件初始化函数；
这个函数非常重要，这个函数中绑定了开发板linux内核启动过程中会初始化的各种硬件的信息。
在此函数中添加的才会被初始化，否则不会被初始化。
这篇视频末尾的知识，可以强化内核分析的学习。

三、解决内核启动中的错误

1、认识内核启动OOPS（内核死亡信息）

（1）内核启动后会有打印信息，打印信息中隐藏了问题所在。

认真的去分析这个打印信息，从中找到对的或者错误的一些信息片段，才能帮助我们找到问题，从而解决问题。

（2）内核启动中的错误信息的特征

由PC和LR的值可以看出，程序执行到dev_driver_string或者max8698_pmic_probe（这两个是函数或者汇编中的标号）符号部分的时候出错了。
我们从这两个符号出发去寻找、思考可能出错的地方然后试图去解决。

2、错误追溯及问题解决

（1）max8698_pmic_probe

max8698这个电源管理IC的驱动安装函数部分出错；
开发板系统中配置了支持这个电源管理IC，于是启动时去加载它的驱动，结果驱动在加载执行的过程中出错。

（2）这个驱动加载时为什么会出错？

结合X210开发板的硬件实际情况来分析：X210开发板上根本就没有max8698这个电源管理IC，既然硬件都没有，执行驱动肯定会出错。
移植三星版本的uboot时，在uboot的lowlevel_init.S中也有调用电源管理IC初始化函数（PMIC_init），结果会报错，屏蔽掉该函数的调用，uboot就可以成功运行下去。

（5）为什么uboot和内核中，都默认调用这个电源管理IC的初始化代码？

因为三星的SMDKV210开发板中用了max8698这个电源管理IC，因此三星的uboot和kernel中都默认支持这个。
但是X210中是没用的，因此uboot和内核中都需要去掉该代码模块。

（6）怎么解决？

在uboot中，是直接改源代码，即屏蔽掉那个初始化函数解决的；
在kernel中，不能直接修改源代码。
因为linux kernel是高度模块化高度可配置的，内核中每一个模块都被配置项条件编译；
因此要去掉对某个模块的支持，需要重新配置，配置时去掉选项即可，不用改源代码。
因此关键就是要找它对应的配置项。

（7）操作

先make menuconfig；
然后/搜索"MAX8698"这几个关键字，然后看到这个配置项的路径，然后到路径下去按N键去掉这个模块的支持，保存，重新编译即可。

（8）重新编译、下载运行

此问题被解决了；
内核再次启动后直接运行到挂载rootfs才出错。

3、分析及总结

分析：根本原因在于CONFIG_MFD_MAX8698这个配置宏。这个配置宏决定了很多东西

第一：这个配置宏决定了drivers目录下的max8698对应的驱动程序源代码是否被编译；
第二：这个配置宏决定了kernel启动过程中是否会调用一些max8698的相关的代码；

总结：kernel是高度模块化和可配置化的，所以在内核中做任何事情（添加一个模块、更改一个模块、去掉一个模块）都必须按照内核设定的方案和流程。

四、iNand的问题和安排

1、错误分析

（1）内核错误信息：Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)。

内核试图挂载根文件系统时失败，失败的原因是unknown-block（不能识别的块设备）

（2）backstrace分析，可以得知错误信息的来源，再结合之前的内核启动流程分析，就更加确定出错的地方。

（3）为什么unknown-block(0,0)？

在kernel启动时，uboot给内核传递一个cmdline。
其中root=xx指定rootfs在哪个设备上，内核会到相应的地方去挂载rootfs。
譬如root=/dev/mmcblk0p2，这里的/dev/mmcblk0p2就是rootfs所在的设备的地址。
它表示mmc设备0的第2个分区（设备0，即在SD0通道上的设备，即iNand）。
这里的问题就是没找到mmc设备0的第2分区。

（4）为什么没找到mmc设备0的第2分区？

一定是因为kernel启动过程中加载mmc驱动的时候有问题，驱动没有发现mmc设备0。
问题定位在MMC相关的驱动方面。

（5）对比九鼎版本的内核启动信息

下图是九鼎版本的内核启动信息部分截图

可发现待移植的内核启动时，没有找到MMC设备（内置的iNand和外置的SD卡都没找到）；
没找到肯定是驱动的问题，因此要移植MMC驱动。

2、知识补充

（1）SD/iNand都是由一个一个的扇区组成的

BL1从SD卡的1扇区开始往后存放；
SD卡的0扇区是不用的，SD卡的0扇区用来放置MBR（主引导记录）。

（2）MBR用来描述块设备的分区信息

事先定义了一个通用的数据结构来描述块设备的分区；
只要将分区信息写入MBR中，即可完成对该设备的分区；
MBR默认存放在块设备的第0个扇区。

（3）内核如何知道iNand分了4个分区？哪里对inand进行了分区？

uboot中有一个命令fdisk，fdisk -c 0时，对iNand进行分区；
fdisk命令对iNand的分区已经写死，内核通过读取MBR，就可以知道分区信息了；
由iNand本身通过MBR给内核传递分区信息，因此uboot给内核传参时，不用传递分区表信息。

（4）如果开发板使用的是nandFlash，分区表一般是在内核中用代码构建的。

因此nand版本的内核移植时，一般都需要移植、更改nand分区表。

3、解决安排

暂时解决不了这个问题……

五、网卡驱动的移植和添加实验

1、移植标准

（1）网卡驱动移植ok时，启动信息为

[    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）当前内核中网卡驱动尚未移植，因此内核启动时有错误的打印信息：

[    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）移植的目标

让此版本的内核可以打印出正确情况下的启动信息。

2、make menuconfig中添加DM9000支持

搜索/DM9000，找到所在路径。
menuconfig中选择Y。

3、mach-smdkc110.c中逻辑分析

（1）mach-smdkc110.c中的smdkc110_machine_init是整个开发板的所有硬件的初始化函数

在这里被加载的硬件，在将来启动时就会被初始化；
在这里没被加载的硬件，在将来启动时就不管。

（2）smdkc110_devices和smdkc110_dm9000_set()这两个地方是和DM9000有关的，要分别去做移植。

smdkc110_dm9000_set()，是和DM9000相关的SROM bank的寄存器设置；
其相当于uboot中dm9000移植时的dm9000_pre_init函数，只是读写寄存器的函数名称不同了。
smdkc110_dm9000_set()函数的更改，直接拷贝九鼎的移植好的。

4、修改相应的配置参数

（1）DM9000相关的数据配置在arch/arm/plat-s5p/devs.c中；

（2）在arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/map.h中定义了DM9000的IO基地址，和DM9000接在哪个bank有关。

根据实际情况，将其改为0x8800 0300。

（3）+2改成+4

截图是x210的配置，可见里面是+4，因此下面要改成+4

（4）IRQ_EINT9改成10即可

5、同步、编译、下载，查看启动信息

六、内核启动第一阶段（汇编阶段）的调试方法

1、调试的原因

（1）内核启动在head.S中首先进行三个校验（CPU id的校验、机器码的校验、tag的校验），然后创建页表，然后做了一些不太会出错的事情，然后b start_kernel。

基本上能运行到start_kernel，内核移植就不太会出问题了。

（2）有时候移植的内核启动后的现象是：根本没有启动信息出来（下面所述主要针对这个问题）。

有可能是内核启动运行了，但是运行出错了没启动起来所以没有打印信息；
有可能是内核根本没运行；
希望能有一种调试手段来确定问题所在。

2、调试方法和原理

（1）调试方法：在内核启动的第一阶段，添加汇编操作led点亮/熄灭的方法来标明代码运行的轨迹。

（2）将led点亮和熄灭的代码，复制粘贴到head.S中合适位置，然后内核启动后根据led的表现来标明代码有无运行。

3、动手测试

（1）在head.S中合适的地方（比如函数集中域处）添加（定义）led这个函数，然后在head.S的内核起始运行阶段添加调用led函数。然后重新编译内核，运行内核看这段代码有无被运行。

（3）分析思路

如果被运行，证明在调用led的步骤之前的部分都是没问题的，如果有错，错误肯定在后边；
如果没有被运行则证明错误在之前，那么就要去之前的部分debug。

4、典型led函数

//移植内核的led调试方法
led:// 第一步：把0x11111111写入0xE0200240(GPJ0CON)位置ldr r3, =0x11111111            // 从后面的=可以看出用的是ldr伪指令，因为需要编译器来判断这个数ldr r4, =0xE0200240         // 是合法立即数还是非法立即数。一般写代码都用ldr伪指令str r3, [r4]              // 寄存器间接寻址。功能是把r0中的数写入到r1中的数为地址的内存中去// 第二步：把0xff写入0xE0200244(GPJ0DAT)位置ldr r3, =0xff               //开发板启动时，led半亮，这里赋值为ff，则三颗全灭了，一颗半亮。ldr r4, =0xE0200244str r3, [r4]              // 把ff写入到GPJ0DAT寄存器中，引脚即输出高电平，LED熄灭mov pc,lr          //函数一定要返回
//r0,r1,r2在head.s中，是用来给内核传参的，类似于全局变量。
//因此不能用这些寄存器，我们可以使用那些没有被使用的寄存器。
//因此可以r0改为r3，r1改为r4

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