第四课:u-boot对设备树的支持
第01节_传递dtb给内核
先把设备树文件读到内存，在启动内核时把设备树的地址写到r2寄存器中 a. u-boot中内核启动命令:
bootm <uImage_addr> // 无设备树,bootm 0x30007FC0 bootm <uImage_addr> <initrd_addr> <dtb_addr> // 有设备树
比如 :
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; // 读内核uImage到内存0x30007FC0 nand read.jffs2 32000000 device_tree; // 读dtb到内存32000000 bootm 0x30007FC0 - 0x32000000 // 启动, 没有initrd时对应参数写为"-"
b. bootm命令怎么把dtb_addr写入r2寄存器传给内核?
在百度搜索ARM程序调用规则(ATPCS)
写一个c函数
c_function(p0, p1, p2) // p0 => r0, p1 => r1, p2 => r2（3个参数分别保存到相应的寄存器）
定义函数指针 the_kernel, 指向内核的启动地址,然后执行: the_kernel(0, machine_id, 0x32000000);
armlinux.c中
/* 100ask for device tree, no initrd image used */
if (argc == 4) {
//第三个参数0x32000000就是设备树地址
of_flat_tree = (char *) simple_strtoul(argv[3], NULL, 16);
if (be32_to_cpu(*(ulong *)of_flat_tree) == OF_DT_HEADER) {
printf ("\nStarting kernel with device tree at 0x%x...\n\n", of_flat_tree);
cleanup_before_linux ();
//把dtb的地址传到r2寄存器里
theKernel (0, bd->bi_arch_number, of_flat_tree);
} else {
printf("Bad magic of device tree at 0x%x!\n\n", of_flat_tree);
}
}
c. dtb_addr 可以随便选吗?
c.1 不要破坏u-boot本身
c.2 不要挡内核的路: 内核本身的空间不能占用, 内核要用到的内存区域也不能占用
内核启动时一般会在它所处位置的下边放置页表, 这块空间(一般是0x4000即16K字节)不能被占用
JZ2440内存使用情况:
------------------------------
0x33f80000 ->| u-boot | 分析lds链接文件
------------------------------
| u-boot所使用的内存(栈等)|
------------------------------
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| 空闲区域 |
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0x30008000 ->| zImage |
------------------------------ uImage = 64字节的头部+zImage
0x30007FC0 ->| uImage头部 |
------------------------------
0x30004000 ->| 内核创建的页表 | head.S
------------------------------
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-----> ------------------------------
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--- (内存基址 0x30000000)
我如何知道内核放在 0x30008000
在内核目录下执行 mkimage -l arch/arm/boot/uImage
里面显示内核的load address = 0x30008000 最终运行也在0x30008000位置
命令示例:
a. 可以启动:
nand read.jffs2 30000000 device_tree nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel bootm 0x30007FC0 - 30000000
b. 不可以启动: 内核启动时会使用0x30004000的内存来存放页表，dtb会被破坏
nand read.jffs2 30004000 device_tree
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
bootm 0x30007FC0 - 30004000
第02节_dtb的修改原理
如果修改设备树中的led设备引脚，有两种办法
- 修改dts文件，重新编译得到dtb并上传烧写
- 使用uboot提供的一些命令来修改dtb文件，修改后再把它保存到板子上，以后就使用这个修改后的dtb文件
移动值，也就是通过memmove处理
memmove(dst,src,len)
拷贝值
memcpy(dst,src,len)
例子1. 修改属性的值, 假设 老值: len
新值: newlen (假设newlen > len)
- a. 把原属性val所占空间从len字节扩展为newlen字节:
把老值之后的所有内容向后移动(newlen - len)字节
- b. 把新值写入val所占的newlen字节空间
- c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct
- d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings
- e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
扩充 string block
并且修改dtb头部信息中string block的长度: size_dt_strings 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
例子2. 添加一个全新的属性 a. 如果在string block中没有这个属性的名字,
就在string block尾部添加一个新字符串: 属性的名 并且修改dtb头部信息中string block的长度: size_dt_strings 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
b. 找到属性所在节点, 在节点尾部扩展一块空间, 内容及长度为:
TAG // 4字节, 对应0x00000003 len // 4字节, 表示属性的val的长度 nameoff // 4字节, 表示属性名的offset val // len字节, 用来存放val
c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
我们需要在 0000,0001与 0000,0002之间加入属性，我需要把0002后面这段空间移动若干字节 加入属性需要移动若干字节，
可以从u-boot官网源码下载一个比较新的u-boot, ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/ 查看它的cmd/fdt.c，里面构造了fdt的命令
fdt命令调用过程:
fdt set <path> <prop> [<val>]
- 根据path找到节点
- 根据val确定新值长度newlen, 并把val转换为字节流
- fdt_setprop
3.1 fdt_setprop_placeholder // 为新值在DTB中腾出位置
fdt_get_property_w // 得到老值的长度 oldlen
fdt_splice_struct_ // 腾空间
fdt_splice_ // 使用memmove移动DTB数据, 移动(newlen-oldlen)
fdt_set_size_dt_struct // 修改DTB头部, size_dt_struct
fdt_set_off_dt_strings // 修改DTB头部, off_dt_strings
3.2 memcpy(prop_data, val, len); // 在DTB中存入新值
第03节_dtb的修改命令fdt移植
我们仍然使用u-boot 1.1.6, 因为在这个版本上我们实现了很多功能: usb下载,菜单操作,网卡永远使能等, 不忍丢弃。
现在比较新的uboot，已经自带fdc命令，我们使用老版本需要在里面添加fdc命令, 这个命令可以用来查看、修改dtb。
从u-boot官网下载最新的源码, 把里面的 cmd/fdt.c移植过来.
u-boot官网源码:
ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/
如果不想看本节的移植过程，可以直接使用补丁文件打补丁，得到移植后的uboot。
最终的补丁存放在如下目录: doc_and_sources_for_device_tree\source_and_images\u-boot\u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch
补丁使用方法
1.设置交叉编译工具链
export PATH=PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/work/system/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin
2.解压1.1.6版本的uboot
tar xjf u-boot-1.1.6.tar.bz2 // 解压
3.进入解压的uboot
cd u-boot-1.1.6
4.打补丁
patch -p1 < ../u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch // 打补丁
5.重新配置，编译uboot
make 100ask24x0_config // 配置
make // 编译, 可以得到u-boot.bin
移植fdt
a.1 先把代码移过去, 修改Makefile来编译
u-boot-2018.11-rc2\lib\libfdt主要用这个目录，它里面的大部分文件是直接包含scripts\dtc\libfdt中的同名文件,只有2个文件是自己的版本，即fdt_region.c和fdt_ro.c。
把新u-boot中cmd/fdt.c重命名为cmd_fdt.c , 和 lib/libfdt/*一起复制到老u-boot的common/fdt目录；
修改老u-boot中u-boot/Makefile，添加一行:LIBS += common/fdt/libfdt.a；
修改老u-boot中u-boot/common/fdt/Makefile， 仿照drivers/nand/Makefile来修改；
a.2 根据编译的错误信息修改源码
移植时常见问题:
i. No such file or directory:
#include "xxx.h" // 是在当前目录下查找xxx.h
#include <xxx.h> // 是在指定目录下查找xxx.h
这里的指定目录，在编译文件时可以用"-I"选项指定头文件目录，比如: arm-linux-gcc -I <dir> -c -o ....，对于u-boot来说, 一般就是源码的include目录。
- 解决方法:
确定头文件在哪, 把它移到include目录或是源码的当前目录。
ii. xxx undeclared :
宏, 变量, 函数未声明/未定义
- 解决方法:
对于宏, 去定义它;
对于变量, 去定义它或是声明为外部变量;
对于函数, 去实现它或是声明为外部函数;
iii. 上述2个错误是编译时出现*
当一切都没问题时, 最后就是链接程序, 这时常出现: undefined reference to `xxx'
这表示代码里用到了xxx函数, 但是这个函数没有实现
- 解决方法:
去实现它, 或是找到它所在文件, 把这文件加入工程
fdt命令使用示例
nand read.jffs2 32000000 device_tree // 从flash读出dtb文件到内存(0x32000000)
fdt addr 32000000 // 告诉fdt, dtb文件在哪
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
fdt get value XXX /led pin // 读取/led节点的pin属性, 并且赋给环境变量XXX
print XXX // 打印环境变量XXX的值
fdt set /led pin <0x00050005> // 设置/led节点的pin属性
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
nand erase device_tree // 擦除flash分区
nand write.jffs2 32000000 device_tree // 把修改后的dtb文件写入flash分区
