移植Linux3.4.2到jz2440开发板(长文详细记录)

一、下载、配置、编译、烧写jffs2

1.下载、解压

    注意有时解压不了是文件权限的问题！

2.修改Makefile

3.配置

选用一种默认的配置：s3c2410_defconfig，创建配置文件：.config

 

默认配置在arch/arm/configs/下。。。。

4.make uImage生成内核映像文件

Q1：

sudo apt-get install uboot-mkimage

sudo apt-get install u-boot-tools

OK！

5.在windows下建立SIP

    18:10开始

    除了arch中有对arm的选择，其余文件看起来都是通用的，全部添加。若遇到问题就在Linux下grep 源码！

6.测试uImage

成功启动内核：

    

从以上可以看出：

    编译的是我carl；CPU是arm920T；Mahine是SMDK2410；S3C2410A的ID；系统初始化时钟（400M,100M,50M）；command line就是启动参数bootaegs；内存64M；

    以下的MTD分区有问题：那么rootfs肯定不能正常挂载

    

    果然：

    

7.uboot启动Linux参数之machid

可以从两个地方获取：uboot环境变量（优先）  和   uboot源码：jz2440.c中board_init中设置

uboot命令：set machid xxx

如：set machid 16a  // smdk2440                       7cf    //mini2440

    不同的machid会让Linux使用不同的初始化函数，其中涉及单板的相关初始化，比较重要的是波特率，如果启动内核显示乱码则查看波特率的设置。（参数设置为单板使用的晶振大小）在该初始化结构体的smdk_map_io中。bootargs中的115200设置可以避免这个问题。

在Linux源码：arch/arm/mach-s3c24xx/Mach-xxxx.c中：

如：

其中的machid在Linux：include/asm-arm/mach-types.h中可以查看Linux支持的所有machid。

例如：

当uboot环境变量没有设置machid，那么machid一定会采用在uboot代码中的初始化：

果然，此时的machid = id of smdk2410      （当然，此时的整个系统完全能正常启动）

若：

 

    

    在Linux源码：mach-smdk2440.c中查看：

    

    

    可见在smdk2440的board初始化函数中使用了16934400这个镜子，改为实际板载的12000000

    make uImage后再测试：

    

    解决！

8.uboot传递的bootargs

    bootargs = console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3 rootfstype=yaffs2

小结：

    以下几个步骤可以编译出可以从串口输出的uImage：

    a.uboot里设置machid（可以在代码中设置直接给内核，也可以在uboot shell中set machid xxx）

    b.根据machid在Linux源码中找到对应的初始化结构体，并在map_io中找到对应的函数，查看波特率设置，并设置爱为单板的晶振（也可以在uboot  的  bootargs中设置为：console=ttySAC0,115200）

    c.配置、编译Linux：make s3c2410_defconfig      make uImage（前提要修改Makefile  的ARCH和CROSS_COMPLIE）

    d.在uboot中设置bootargs = console=ttyASC0，115200  root=/dev/mtdblock3   rootfstype=jffs2   等

*****************************************************************************************************************************************

二、修改Linux分区和制作根文件系统

9.修改Linux分区

    在前面已经看出一个大问题，我们设置了参数root=/dev/mtdblock3   即我们想要挂载mtdblock3这个分区的文件系统作为rootfs，但是，现在我们的Linux分区和预先设置的不一样，导致了最后不能挂接，那么我们就来为Linux修改分区：

    根据打印分区的信息：                                        

    

    在Linux源码中查到：

    

    很明显应该在comm-smdk.c中：

    

    找到mtd分区的结构体。（arch/arm/mach-s3c24xx/common_smdk.c  注意不同的machid对应的分区结构体不一样）这个结构体每个成员就四个字段：分区name、偏移offset  和 大小size。（注意offset和size使用宏，在结构体定义处）

    修改为预先设想的四个分区：

    

    将arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c 拖过去编译

    编译测试：

    

    内核成功打印出分区信息。

    Q：不断输出这两类信息

    

    Q2：CRC错误，读不到内核

    

    这是由于boot command中对内核分区的设置小于内核实际的大小，导致内核没有被完全读出来，同时也会引发连锁反应：在烧写内核时会擦除fs的区域，导致fs不能被读取，同时内核打印出Q1信息。

    解决办法：

        法一：裁剪内核！（暂时不用这个方法）          法二：不烧写kernel，只是下载到SDRAM，用bootm addr运行它

    尝试挂载yaffs2文件系统：

    由info：

    

    知，目前系统不支持yaffs2文件系统。（在配置文件.config中可以查看支持哪些）

    尝试jffs2：VFS能找到fs挂载，但是init进程出错，也不行！

10.使用busybox制作根文件系统    

    首先，uboot启动内核，内核到bootargs设置的分区去读取文件系统，并执行文件系统中的一个引导程序，这个引导程序就好像一个配置文件，让内核去执行更多的应用程序，如打开串口，运行某些服务等等。

    busybox就是一系列命令的集合，如ls、chmod等。

    a.下载busybox源码，解压

        注意版本不要太高，否则可能对编译器版本有要求。

        

    b.配置、编译

        先vi Makefile设置ARCH 和  CROSS_COMPLILE（这里的交叉编译工具要和编译内核使用的版本一样）

        再make  menuconfig进入配置界面，再次设置CROSS_COMPLILE，里面有很多的选择，比如对命令的选择。采用默认配置吧，成功配置文件（make menuconfig  依赖于库：  libncurses5-dev         要先安装库sudo apt-get install libncurses5-dev）

        再make ，有问题就解决。  

        

    c.新建一个空的fs_dir，并安装busybox

    mkdir rootfs

 

    vi  INSTALL  可以看到如何安装：

    

    make  CONFIG_PREFIX=。。。。/rotfs/    install

    

    

    

    d.安装交叉编译工具的C库到fs_dir

    find -name “lib”

    

    安装armv4t的静态库：

    

    注意安装库的时候：加-d选项（把链接文件cp后也作为链接文件，否则会cp链接后的实际文件，导致fs异常庞大）

    p是保留源文件属性

    e.创建/etc

    

    内核启动fs的第一个进程是init进程，这个init进程可以是/sbin/init 也可以是linuxrc  在bootargs中设置init=linuxrc

    

    创建inittab

    https://www.xuebuyuan.com/3209620.html

    

    sysinit指定init首先五执行/etc/init.d/rcS  ，这是一个脚本文件

    askfirst指定执行shell

    ctrlaltdel指定组合键按下时执行reboot的程序

    shutdown指定关机时取消所有挂载的fs

    restart指定指定init进程

    创建/etc/init.d/rcS        https://www.cnblogs.com/PengfeiSong/p/6443149.html

    

    指定PATH并export 导出

    umask指定创建文件的默认权限（umask是022的时候，默认touch创建一个文件的权限是644）

    mount -a指定挂载所有的虚拟文件系统，要依赖于/etc/fstab中固定格式指定的fs

    mdev就是在/dev下自动创建设备驱动文件

    创建fstab

    

    这些挂载点的文件也是要创建的，不然没法挂载。

    f.创建/dev

    

    

    

    g.创建其他目录

    

    h.制作jffs2映像文件

    

    

    用mkfs.jffs2 制作映像文件，先安装mtd-utils

                            

    

烧写测试：

Q：成功挂载，但init被kill，exitcode = 4   （SIGILL  非法指令）

由于arm-linux-gcc是采用eabi接口的编译方式，那么内核一定要启用 ARM EABI接口，重新make menuconfig ，使能ARM EABI后

make  uImage

注意在make menuconfig中使用/查找很方便。

再次测试：成功挂载jffs2文件系统

    11.使Linux支持yaffs2文件系统

    yaffs2源码并没有合并到Linux中，总结的说就是将yaffs2源码合并到Linux源码，然后在Linux配置中启用yaffs2。

    a.下载、解压

    

    

    b.合并到Linux

    vi README-linux

    

    可知：在yaffs的目录下执行patch-ker.sh这个脚本文件，将yaffs源码打补丁到Linux源码中

    

    c.配置

    

    

    d.编译和debug，再编译，直到编译成功

    可能有两类错误：

        a.mtd结构体成员提示没有，实际上是有的，被定义为_xxxx,在使用的时候全用成xxxx。（在较新的yaffs2中没这个bug）

        b.r_root 的获取函数没定义，参考其他文件系统使用的d_make_root函数，直接替换。（在较新的yaffs2中没这个bug）

    

    e.制作yaffs2映像文件

    

    

    e.下载测试：

        如果出现问题，可能是uboot在烧写的时候对yaffs的支持不够友好，修改uboot源码。

        采用替换法，将uboot替换成可以用的，若还是同样的错误uboot肯定问题。

        以下是对uboot中yaffs部分的源码分析：

    /common/cmd_nand.c      do_nand函数中：

#ifdef CONFIG_CMD_NAND_YAFFS    //针对write.yaffs  命令  如nand  write.yaffs  30000000 offset    size

        } else if (!strcmp(s, ".yaffs")) {

            if (read) {//如果是read就输出错误
                printf("Unknown nand command suffix '%s'.\n", s);

                return 1;
            }

            ret = nand_write_skip_bad(nand, off, &rwsize,            //主要的烧写函数     off 和 rwsize对应上面的offset    size
                        (u_char *)addr, WITH_YAFFS_OOB);        

#endif



进入nand_write_skip_bad函数：drivers/mtd/nand/nand_until.c

/*
* nand_write_skip_bad:
* Write image to NAND flash.
* Blocks that are marked bad are skipped and the is written to the next
* block instead as long as the image is short enough to fit even after
* skipping the bad blocks.
*
* @param nand      NAND device
* @param offset    offset in flash
* @param length    buffer length
* @param buffer        buffer to read from
* @param flags        flags modifying the behaviour of the write to NAND
* @return        0 in case of success
*/
int nand_write_skip_bad(nand_info_t *nand, loff_t offset, size_t *length,
            u_char *buffer, int flags)
{
    int rval = 0, blocksize;
    size_t left_to_write = *length;
    u_char *p_buffer = buffer;
    int need_skip;

#ifdef CONFIG_CMD_NAND_YAFFS

    //WITH_YAFFS_OOB是作为参数传进来的
    if (flags & WITH_YAFFS_OOB) {
        if (flags & ~WITH_YAFFS_OOB)//肯定是不行的。。。
            return -EINVAL;

        int pages; //erasesize  writesize  在nand_get_flash_type中设定

        //128K / 2K = 64页
        pages = nand->erasesize / nand->writesize;

        //blocksize 就是一块总的大小 = 128K + (oobsize*64页)
        blocksize = (pages * nand->oobsize) + nand->erasesize;

        if (*length % (nand->writesize + nand->oobsize)) {
            printf ("Attempt to write incomplete page"
                " in yaffs mode\n");

            return -EINVAL;
        }
    } else

#endif
    {
        blocksize = nand->erasesize;//不执行
    }

    /*
     * nand_write() handles unaligned, partial page writes.
     *
     * We allow length to be unaligned, for convenience in
     * using the $filesize variable.
     *
     * However, starting at an unaligned offset makes the
     * semantics of bad block skipping ambiguous (really,
     * you should only start a block skipping access at a
     * partition boundary).  So don't try to handle that.
     */
    if ((offset & (nand->writesize - 1)) != 0) {//对齐检查
        printf ("Attempt to write non page aligned data\n");

        *length = 0;

        return -EINVAL;

    }

    /*check_skip_len返回值：
        当offset在nand flash中无效时，返回-1（程序员应该不会范这种低级错误。。。）
        当offset在nand flash中有效时，若在offset和length之间有坏块则返回1，否则返回0
    */
    need_skip = check_skip_len(nand, offset, *length);

    if (need_skip < 0) {
        printf ("Attempt to write outside the flash area\n");
        *length = 0;

        return -EINVAL;
    }

    /*当need_skip = 0（无坏块） 且 flag中不存在WITH_DROP_FFS
        目前flag之没有WITH_DROP_FFS的，所以当没有坏块时就会在这里面执行nand_write,
        都不会到下面的while中取写了，所以下面的修改也就没意义了！！！
            重点：下面的while是针对有坏块的情况，涉及OOB的操作，所以可以在可以添加一个条件：
        !(WITH_YAFFS_OOB)即当没有定义WITH_YAFFS_OOB这个宏时。

    */

    //if (!need_skip && !(flags & WITH_DROP_FFS)) {
    if (!need_skip && !(flags & WITH_DROP_FFS) && !(WITH_YAFFS_OOB)) {
        rval = nand_write (nand, offset, length, buffer);
        if (rval == 0)
            return 0;

        *length = 0;

        printf ("NAND write to offset %llx failed %d\n",offset, rval);

        return rval;
    }

    while (left_to_write > 0) {//循环写
        size_t block_offset = offset & (nand->erasesize - 1);
        size_t write_size, truncated_write_size;

        WATCHDOG_RESET ();

        if (nand_block_isbad (nand, offset & ~(nand->erasesize - 1))) {
            printf ("Skip bad block 0x%08llx\n",
                offset & ~(nand->erasesize - 1));
            offset += nand->erasesize - block_offset;
            continue;
        }

        if (left_to_write < (blocksize - block_offset))
            write_size = left_to_write;
        else
            write_size = blocksize - block_offset;

#ifdef CONFIG_CMD_NAND_YAFFS

        if (flags & WITH_YAFFS_OOB) {
            int page, pages;
            size_t pagesize = nand->writesize;
            size_t pagesize_oob = pagesize + nand->oobsize;
            struct mtd_oob_ops ops;
            
            ops.len = pagesize;
            ops.ooblen = nand->oobsize;
            ops.mode = MTD_OOB_RAW;//原来是MTD_OOB_AUTO;  
            ops.ooboffs = 0;

            pages = write_size / pagesize_oob;

            for (page = 0; page < pages; page++) {
                WATCHDOG_RESET();
                ops.datbuf = p_buffer;
                ops.oobbuf = ops.datbuf + pagesize;
                rval = nand->write_oob(nand, offset, &ops);
                //write_oob写第一页时，返回0，成功，但是下面的！会break写
                if (rval)        //原本为if（！rval）
                    break;
                offset += pagesize;
                p_buffer += pagesize_oob;
            }
        }
        else

#endif

        {
            truncated_write_size = write_size;

#ifdef CONFIG_CMD_NAND_TRIMFFS

            if (flags & WITH_DROP_FFS)
                truncated_write_size = drop_ffs(nand, p_buffer,
                        &write_size);
#endif

            rval = nand_write(nand, offset, &truncated_write_size,
                    p_buffer);
            offset += write_size;
            p_buffer += write_size;
        }

        if (rval != 0) {
            printf ("NAND write to offset %llx failed %d\n",
                offset, rval);
            *length -= left_to_write;

            return rval;
        }
        left_to_write -= write_size;
    }

    return 0;

}

 经以上改正的三个bug，再次测验就OK！

 测验：

 

12.在默认配置上裁剪Linux

    首先要清除make clean   make  mrproper   make  distclean的区别：

    make clean：清除一些编译生成的文件。

    make mrproper：在clean的基础上，清除配置文件（.config）,和各种备份文件

    make distclean：在mrproper的基础上，清除一些编辑备份文件和补丁文件

 

    在下载源码后，本身就是干净了，就算执行mrproper也费不了时间，无所谓。在第一次配置生成配置文件后，若只修改源文件最好不要mrproper，会拖长编译时间，因为make本身就会检查该文件是否需要重新编译。当需要全部重新从源码配置才需要mrproper。至于make distclean的清除范围更大了，应该会回到源码的初始状态，不如重新tar。

 

    现在重0开始配置、编译、裁剪：

    a.修改顶层Makefile之ARCH = arm     CROSSXXX = arm-linux-

    b.初始配置：make  s3c2410_defconfig   会生成.config文件（采用Linux中的一种默认soc配置，可以在arch/arm/configs中找到各种默认配置文件）

    c.二次配置：make  menuconfig  进入图形化配置界面，可视化的菜单配置（比如CROSS_XXX、ABI、EABI、board support、serial等）

    

    第一大类：General setup是一些通用设置，比如编译器前缀设置、版本设置（选auto即可）、页交换swap支持、IPC、POSIX、BSD、IRQ、SLAB（内存管理机制）等。可以只修改编译器前缀，其他的采用默认配置即可。

 

 第二大类：Enable loadable module support    这是支持可加载模块，必须的，不然后续驱动都从源码添加再编译太麻烦。

 第三大类：Enabe the block layer   这是块设备的一些支持，使用硬盘/USB/SCSI设备者必选默认即可。

 

    2TB+  是支持2TB以上的大块设备支持，在嵌入式系统中一般不会用这么大，不选。

    SG v4 为块设备启用第四版SG(SCSI generic)支持.v4相比v3能够支持更复杂的SCSI指令(可变长度的命令描述块,双向数据传输,通用请求/应答协议),而且UDEV也要用它来获取设备的序列号.对于使用systemd的系统来说,必须选"Y".

    SG v4 lib  不需要手动开启此选项,如果有其他模块需要使用,会被自动开启。

  data integrity support 如果设备支持 T10/SCSI Data Integrity Field 或者 T13/ATA External Path Protection 特性,那么可以开启此选项,否则建议关闭.

  I/O调度默认即可。

第四大类：system Type  系统类型：选择CPU架构，开发板类型以及与board相关的配置选项。

 

在ARM system type中选择架构

第五大类：Bus support  PC卡的支持，不用就不选。

第六大类：Kernel feature 设置内核的一些特性，如EABI、ARM ABI（EABI取决于编译器，否则启动内核会发生指令异常  exitcode = 4）以及Linux的内存特性机制，嵌入式中一般用不到那么复杂的内存管理机制。

    其中的EXPERIMENTAL是实验阶段，可选可不选。

    menory的3G/1G是说：内核空间1G，用户空间3G。对ARM来说是2G/2G。

    high menory是物理内存<896M时，没有high memory，因为所有的内存都被kernel直接映射了。

    详情见：https://blog.csdn.net/acs713/article/details/8575235

    KSM是一种共享内存机制，嵌入式中一般不用。

第七大类：Boot options  内核启动参数的设置，一般默认即可，再说了，uboot不都设置了启动参数了嘛。

    可选：use bootlader 的参数。

第八大类：CPU Power mangement  CPU电源管理，默认即可。

    允许软件控制的空闲进程电源管理，arm linux一般不用选。

第九大类：Floating point emulation  浮点运算管理。

    若cpu支持硬浮点，选VFP浮点体系，否则选NWFPE。（这是浮点模拟器，当CPU不支持硬浮点处理时，必选NWFPE浮点模拟器，采用未定义指令异常来处理浮点）

第十大类：Userspace binary formats  内核支持什么样的可执行文件，一般选a.out elf

MISC是杂项设备的意思，不管。

第十一大类：Power management options 电源管理配置

    第一个是说系统休眠后仅保持内存供电，系统启动时直接从内存开始运行。

    最后一个是高级电源管理，一般都用不到。

第十二大类：Networking support 对arm-linux来说这是必须的吧

    Networking options是unix socket 和TCP/IP的一些设置，另外wireless比较重要，其他的看是否需要。

第十三大类：Device Derivers 设备驱动配置，对应各种字符设备、块设备和网卡设备、杂项设备。以及各种总线接口支持，如IIC、SPI、并口、STAT、SISC等。

第十四大类：File systems  选择Linux支持的各种文件系统

    其中里面有JFFS2 YAFFS2的选项。

第十五大类：kernel hacking 调试内核时使用，不用管。

第十六大类：Security options  安全选项，默认即可。

第十七大类：Cryptographic API  加密处理的API

第十八大类：Library routines  库：包含CRC32校验函数，zlib压缩函数等。不包含在内核源码中的第三方内核模块可能需要这些库，可以全不选，内核中若有其他部分依赖会自动选上。

第十九大类：Load an Alternate Configuration File  就是在make menuconfig时打开的配置文件

           Save an Alternate Configuration File  退出mank menuconfig时将配置保存到某个文件中。

 

    以上展示的二次配置是s3c2410_defconfig的配置，在这个过程中可以动态配置不要的东西。

    现在的uImage：

    2.5M左右

    

d.在二次配置后若大小还不满足要求，继续裁剪内核。

主要考虑裁剪：支持的多余单板、支持多以的文件系统、支持不必要的输入设备接口、支持不必要的驱动接口

配合.config文件     可以直接make menuconfig了：

（1）先去掉不必要的单板吧，在system type中：

原本支持了很多不必要的单板，修改为以下：

（2）再去掉不必要的文件系统，在File system中：

去掉了ext2/3，Reiserfs，CD-ROMfs，tmpfs，ROMfs。

保留了ext4，JFFS2,YAFFS2，DOS，Networking fs等。

（3）输入设备无非就是鼠标键盘，不要就去了呗，还有他们的接口，PS/2已经不用了！输出设备，主要是触摸屏，不用触摸屏就去了。

在驱动中：

（4）还有一些SISC、IDE/ATA 、STAT等硬盘接口，这些接口一般是通用计算机用的。去掉吧，还是在驱动中：SISC保留吧！

（5）声卡和显卡，以太网驱动等，没有就不要，还在驱动中。

 

剪裁完成，OK！来make  uImage：（若最后大小还是大了就只有修改uboot、内核mtd分区）

尴尬！2.08M，再挤挤吧，哈哈哈

在.config中看看有什么可以去掉：

   //PM就是电源管理

在menuconfig中/搜索：

这是其他选择后被动选择的，以下两个也不管了。

 

在menuconfig中/搜索：

最后：

这是串口驱动，暂时保留吧！

声卡，没用！去掉：

这个和上面相连，不用管了。

加密算法，暂时保留吧！

 

再编译试试：

运气！！！小于2048！！！

 

测试：

启动错误：

Q1：

设置 rootfstype = yaffs2

 

Q2：uncorrectable error :     //连续输出

    可能是nand 中保存的数据出错，重新erase   nand，再write

 

Q3：

https://blog.csdn.net/Blazar/article/details/79247464   //对应解决

http://blog.chinaunix.net/uid-27159438-id-3280213.html  //同类解决

 

最终结果：uboot2012 + Linux 3.4 + yaffs2    都是自己移植的

uboot2012 + Linux-3.4.2 + rootfs.yaffs2（均为自己移植）

效果：

前面的bug：

没有 + x：

那就chmod 755 rcS加个可行性权限，再重启测试：

使uImage支持虚拟文件系统

如上解决后make uImage，再重启测试：

OK！

 

13.ECC

 

14.总结

    对jffs2的支持一贯比较好，但是在使用yaffs2的文件系统时，会遇到很多的问题！

    第一，uboot中  nand   write.yaffs 命令的支持问题：nand_write_skip_bad函数

    第二，Linux中，添加yaffs2后，yaffs中的bug：yaffs_getxattr选择问题！

 

附：以下调试的命令

 

tftp 30000000 uImage;bootm 30000000

tftp 30000000 uImage;nand erase.part kernel;nand write 30000000 kernel  

tftp 30000000 uImage_4.3;nand erase.part kernel;nand write 30000000 kernel

tftp 30000000 uImage_new;nand erase.part kernel;nand write 30000000 kernel

tftp 30000000 fs_mini_mdev_new.jffs2;nand erase.part fs;nand write.jffs2 30000000 260000 $filesize

tftp 30000000 fs_mini.jffs2;nand erase.part fs;nand write.jffs2 30000000 260000 $filesize

tftp 30000000 fs_mini_mdev_new.yaffs2;nand erase.part fs;nand write.yaffs 30000000 260000 $filesize

tftp 30000000 fs_mini.yaffs2;nand erase.part fs;nand write.yaffs 30000000 260000 $filesize

tftp 30000000 u-boot_new;nand erase.part u-boot;nand write 30000000 u-boot

tftp 30000000 u-boot.bin;protect off all;erase 0 3FFFF;cp.b 30000000 0 40000

set bootargs console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3