对于cubieboard的sunxi kernel的研究笔记

因为看到老外做arm模拟器在avr单片机上跑linux启动bash（花6小时），感觉自己也要试试，要是能在我的Huluboard（和UNO配置一样，328p）上跑linux我该多高兴啊，但不管是否成功，能学到是最好
于是先从kernel抓起，找准一个以前编译的内核，启动ubuntu，没错，uImage，就你了。

1. root@ubuntu :~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output#
   

2. hexdump -C uImage -n 64
   

3. 00000000  27 05 19 56 7f 91 23 3a  51 a1 53 0b 00 3f dd 28  |'..V..#:Q.S..?.(|
   

4. 00000010  40 00 80 00 40 00 80 00  83 e5 d5 e1 05 02 02 00  |@... @...........|
   

5. 00000020  4c 69 6e 75 78 2d 33 2e  34 2e 34 33 00 00 00 00  |Linux-3.4.43....|
   

6. 00000030  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   

7. 00000040

复制代码

uImage的前64个字节是文件头，后面是zImage
我们可以试试：

1. root@ubuntu :~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# hexdump -C uImage -n 70
   

2. 00000000  27 05 19 56 7f 91 23 3a  51 a1 53 0b 00 3f dd 28  |'..V..#:Q.S..?.(|
   

3. 00000010  40 00 80 00 40 00 80 00  83 e5 d5 e1 05 02 02 00  |@... @...........|
   

4. 00000020  4c 69 6e 75 78 2d 33 2e  34 2e 34 33 00 00 00 00  |Linux-3.4.43....|
   

5. 00000030  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   

6. 00000040  00 00 a0 e1 00 00                                 |......|
   

7. 00000046
   

8. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# hexdump -C zImage -n 6
   

9. 00000000  00 00 a0 e1 00 00                                 |......|
   

10. 00000006
    

11. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# 
    

12. 
    

复制代码

大家应该看出来了吧？uImage（以下可能简称u）后面的6个字节和zImage（同理可能简称）的前6字节一致，也就是说，要从uImage里提取zImage，一个dd命令即可，dd if=uImage of=zImage bs=1 seek=64，不知道对不对……
好吧，研究kernel，看u-boot的code比较合适，因为u-boot是启动kernel的
u-boot下：
include/image.h
跳过一些code，来啦！
系统代码，CPU代码，映像格式，压缩格式

1. /*
   

2. * Operating System Codes
   

3. */
   

4. #define IH_OS_INVALID                0        /* Invalid OS        */
   

5. #define IH_OS_OPENBSD                1        /* OpenBSD        */
   

6. #define IH_OS_NETBSD                2        /* NetBSD        */
   

7. #define IH_OS_FREEBSD                3        /* FreeBSD        */
   

8. #define IH_OS_4_4BSD                4        /* 4.4BSD        */
   

9. #define IH_OS_LINUX                5        /* Linux        */
   

10. #define IH_OS_SVR4                6        /* SVR4                */
    

11. #define IH_OS_ESIX                7        /* Esix                */
    

12. #define IH_OS_SOLARIS                8        /* Solaris        */
    

13. #define IH_OS_IRIX                9        /* Irix                */
    

14. #define IH_OS_SCO                10        /* SCO                */
    

15. #define IH_OS_DELL                11        /* Dell                */
    

16. #define IH_OS_NCR                12        /* NCR                */
    

17. #define IH_OS_LYNXOS                13        /* LynxOS        */
    

18. #define IH_OS_VXWORKS                14        /* VxWorks        */
    

19. #define IH_OS_PSOS                15        /* pSOS                */
    

20. #define IH_OS_QNX                16        /* QNX                */
    

21. #define IH_OS_U_BOOT                17        /* Firmware        */
    

22. #define IH_OS_RTEMS                18        /* RTEMS        */
    

23. #define IH_OS_ARTOS                19        /* ARTOS        */
    

24. #define IH_OS_UNITY                20        /* Unity OS        */
    

25. #define IH_OS_INTEGRITY                21        /* INTEGRITY        */
    

26. #define IH_OS_OSE                22        /* OSE                */
    

27. #define IH_OS_PLAN9                23        /* Plan 9        */
    

28. 
    

29. /*
    

30. * CPU Architecture Codes (supported by Linux)
    

31. */
    

32. #define IH_ARCH_INVALID                0        /* Invalid CPU        */
    

33. #define IH_ARCH_ALPHA                1        /* Alpha        */
    

34. #define IH_ARCH_ARM                2        /* ARM                */
    

35. #define IH_ARCH_I386                3        /* Intel x86        */
    

36. #define IH_ARCH_IA64                4        /* IA64                */
    

37. #define IH_ARCH_MIPS                5        /* MIPS                */
    

38. #define IH_ARCH_MIPS64                6        /* MIPS         64 Bit */
    

39. #define IH_ARCH_PPC                7        /* PowerPC        */
    

40. #define IH_ARCH_S390                8        /* IBM S390        */
    

41. #define IH_ARCH_SH                9        /* SuperH        */
    

42. #define IH_ARCH_SPARC                10        /* Sparc        */
    

43. #define IH_ARCH_SPARC64                11        /* Sparc 64 Bit */
    

44. #define IH_ARCH_M68K                12        /* M68K                */
    

45. #define IH_ARCH_MICROBLAZE        14        /* MicroBlaze   */
    

46. #define IH_ARCH_NIOS2                15        /* Nios-II        */
    

47. #define IH_ARCH_BLACKFIN        16        /* Blackfin        */
    

48. #define IH_ARCH_AVR32                17        /* AVR32        */
    

49. #define IH_ARCH_ST200                18        /* STMicroelectronics ST200  */
    

50. #define IH_ARCH_SANDBOX                19        /* Sandbox architecture (test only) */
    

51. #define IH_ARCH_NDS32                20        /* ANDES Technology - NDS32  */
    

52. #define IH_ARCH_OPENRISC        21        /* OpenRISC 1000  */
    

53. 
    

54. /*
    

55. * Image Types
    

56. *
    

57. * "Standalone Programs" are directly runnable in the environment
    

58. *        provided by U-Boot; it is expected that (if they behave
    

59. *        well) you can continue to work in U-Boot after return from
    

60. *        the Standalone Program.
    

61. * "OS Kernel Images" are usually images of some Embedded OS which
    

62. *        will take over control completely. Usually these programs
    

63. *        will install their own set of exception handlers, device
    

64. *        drivers, set up the MMU, etc. - this means, that you cannot
    

65. *        expect to re-enter U-Boot except by resetting the CPU.
    

66. * "RAMDisk Images" are more or less just data blocks, and their
    

67. *        parameters (address, size) are passed to an OS kernel that is
    

68. *        being started.
    

69. * "Multi-File Images" contain several images, typically an OS
    

70. *        (Linux) kernel image and one or more data images like
    

71. *        RAMDisks. This construct is useful for instance when you want
    

72. *        to boot over the network using BOOTP etc., where the boot
    

73. *        server provides just a single image file, but you want to get
    

74. *        for instance an OS kernel and a RAMDisk image.
    

75. *
    

76. *        "Multi-File Images" start with a list of image sizes, each
    

77. *        image size (in bytes) specified by an "uint32_t" in network
    

78. *        byte order. This list is terminated by an "(uint32_t)0".
    

79. *        Immediately after the terminating 0 follow the images, one by
    

80. *        one, all aligned on "uint32_t" boundaries (size rounded up to
    

81. *        a multiple of 4 bytes - except for the last file).
    

82. *
    

83. * "Firmware Images" are binary images containing firmware (like
    

84. *        U-Boot or FPGA images) which usually will be programmed to
    

85. *        flash memory.
    

86. *
    

87. * "Script files" are command sequences that will be executed by
    

88. *        U-Boot's command interpreter; this feature is especially
    

89. *        useful when you configure U-Boot to use a real shell (hush)
    

90. *        as command interpreter (=> Shell Scripts).
    

91. */
    

92. 
    

93. #define IH_TYPE_INVALID                0        /* Invalid Image                */
    

94. #define IH_TYPE_STANDALONE        1        /* Standalone Program                */
    

95. #define IH_TYPE_KERNEL                2        /* OS Kernel Image                */
    

96. #define IH_TYPE_RAMDISK                3        /* RAMDisk Image                */
    

97. #define IH_TYPE_MULTI                4        /* Multi-File Image                */
    

98. #define IH_TYPE_FIRMWARE        5        /* Firmware Image                */
    

99. #define IH_TYPE_SCRIPT                6        /* Script file                        */
    

100. #define IH_TYPE_FILESYSTEM        7        /* Filesystem Image (any type)        */
     

101. #define IH_TYPE_FLATDT                8        /* Binary Flat Device Tree Blob        */
     

102. #define IH_TYPE_KWBIMAGE        9        /* Kirkwood Boot Image                */
     

103. #define IH_TYPE_IMXIMAGE        10        /* Freescale IMXBoot Image        */
     

104. #define IH_TYPE_UBLIMAGE        11        /* Davinci UBL Image                */
     

105. #define IH_TYPE_OMAPIMAGE        12        /* TI OMAP Config Header Image        */
     

106. #define IH_TYPE_AISIMAGE        13        /* TI Davinci AIS Image                */
     

107. #define IH_TYPE_KERNEL_NOLOAD        14        /* OS Kernel Image, can run from any load address */
     

108. #define IH_TYPE_PBLIMAGE        15        /* Freescale PBL Boot Image        */
     

109. 
     

110. /*
     

111. * Compression Types
     

112. */
     

113. #define IH_COMP_NONE                0        /*  No         Compression Used        */
     

114. #define IH_COMP_GZIP                1        /* gzip         Compression Used        */
     

115. #define IH_COMP_BZIP2                2        /* bzip2 Compression Used        */
     

116. #define IH_COMP_LZMA                3        /* lzma  Compression Used        */
     

117. #define IH_COMP_LZO                4        /* lzo   Compression Used        */
     

118. 
     

复制代码

还有个define：

1. #define IH_MAGIC        0x27051956        /* Image Magic Number                */
   

2. #define IH_NMLEN                32        /* Image Name Length                */

复制代码

接下来是struct：

1. /*
   

2. * Legacy format image header,
   

3. * all data in network byte order (aka natural aka bigendian).
   

4. */
   

5. typedef struct image_header {
   

6.         __be32                ih_magic;        /* Image Header Magic Number        */
   

7.         __be32                ih_hcrc;        /* Image Header CRC Checksum        */
   

8.         __be32                ih_time;        /* Image Creation Timestamp        */
   

9.         __be32                ih_size;        /* Image Data Size                */
   

10.         __be32                ih_load;        /* Data         Load  Address                */
    

11.         __be32                ih_ep;                /* Entry Point Address                */
    

12.         __be32                ih_dcrc;        /* Image Data CRC Checksum        */
    

13.         uint8_t                ih_os;                /* Operating System                */
    

14.         uint8_t                ih_arch;        /* CPU architecture                */
    

15.         uint8_t                ih_type;        /* Image Type                        */
    

16.         uint8_t                ih_comp;        /* Compression Type                */
    

17.         uint8_t                ih_name[IH_NMLEN];        /* Image Name                */
    

18. } image_header_t;
    

19. 
    

20. typedef struct image_info {
    

21.         ulong                start, end;                /* start/end of blob */
    

22.         ulong                image_start, image_len; /* start of image within blob, len of image */
    

23.         ulong                load;                        /* load addr for the image */
    

24.         uint8_t                comp, type, os;                /* compression, type of image, os type */
    

25. } image_info_t;

复制代码

经过查询发现IH_NMLEN = 32，于是判断后32byte是内核名字，果然

1. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# hexdump -C uImage -n 32
   

2. 00000000  27 05 19 56 7f 91 23 3a  51 a1 53 0b 00 3f dd 28  |'..V..#:Q.S..?.(|
   

3. 00000010  40 00 80 00 40 00 80 00  83 e5 d5 e1 05 02 02 00  |@...@...........|
   

4. 00000020
   

5. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# hexdump -C uImage -n 32 -s 32
   

6. 00000020  4c 69 6e 75 78 2d 33 2e  34 2e 34 33 00 00 00 00  |Linux-3.4.43....|
   

7. 00000030  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
   

8. 00000040
   

9. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# 
   

10. 
    

复制代码

前面一直没想起来，去找各个位置定义，后来突然想起struct里的定义和位置有关
大家参考这个：

1. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# hexdump -C uImage -n 32
   

2. 00000000  27 05 19 56 7f 91 23 3a  51 a1 53 0b 00 3f dd 28  |'..V..#:Q.S..?.(|
   

3. 00000010  40 00 80 00 40 00 80 00  83 e5 d5 e1 05 02 02 00  |@...@...........|
   

4. 00000020

复制代码

根据struct的定义，发现32字节的末尾有05 02 02 00，它们的定义在上面有贴，uint8_t类型，就是8个bit，一个byte：
05  Linux
02  ARM
02  KERNEL
00  无压缩
然后继续往前，__be32类型，32个bit有符号，也就是4个byte，struct里面写的是dcrc，看注释，data的crc，那么就是zImage的crc，这个嘛，用crc32程序看看（crc32是根据ubuntu提示安装的，叫libarchive-zip-perl）

1. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# crc32 zImage
   

2. 83e5d5e1
   

3. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# 
   

4. 
   

复制代码

大家往上看，是不是有个83 e5 d5 e1？说明是正确的
再来，两个address
40 00 80 00 40 00 80 00
两个都是40 00 80 00
参考这个帖子，里面有内核引导数据：http://cn.cubieboard.org/forum.php?mod=viewthread&tid=601&extra=
没错，对了，就是40008000
再来，00 35 DD 28，是大小，data size，就是zImage的size
先用计算机换成10进制
0x0035dd28=4185384
然后呢：

1. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# ls -l zImage
   

2. -rwxr-xr-x 1 root root 4185384 Oct  2 17:58 zImage
   

3. root@ubuntu:~/kernel/linux-sunxi-sunxi-3.4/output# 
   

4. 
   

复制代码

啊哈～
接下来，timestamp，时间戳。
51 a1 53 0b=1369527051
网上找个时间戳转换工具http://tool.chinaz.com/Tools/unixtime.aspx
转换得2013年5月26日格林尼治标准时间+0800上午8时10分51秒
上面的hcrc个我就觉得有点奇怪了，header里面调header的CRC？！
附上函数：

1. int image_check_hcrc(const image_header_t *hdr)
   

2. {
   

3.         ulong hcrc;
   

4.         ulong len = image_get_header_size();
   

5.         image_header_t header;
   

6. 
   

7.         /* Copy header so we can blank CRC field for re-calculation */
   

8.         memmove(&header, (char *)hdr, image_get_header_size());
   

9.         image_set_hcrc(&header, 0);
   

10. 
    

11.         hcrc = crc32(0, (unsigned char *)&header, len);
    

12. 
    

13.         return (hcrc == image_get_hcrc(hdr));
    

14. }

复制代码

为啥用memmove，为啥不直接调用hdr？初学C，感觉有点奇怪
看了下：http://blog.csdn.net/ecbtnrt/article/details/6707113
看着一堆include的h文件发晕，大家有啥办法自动检测函数位置不？
跳过，继续，magic魔术，是判断是不是所需镜像的
内部定义：

1. #define IH_MAGIC        0x27051956        /* Image Magic */

复制代码

正好里面是27 05 19 56，也正好了
看的文章：
http://atmel.eefocus.com/article ... tml?sort=1098_0_0_0
http://bbs.chinaunix.net/thread-1916502-1-1.html
http://os.chinaunix.net/a2009/1203/1000/000001000100.shtml
http://www.360doc.com/content/09/0727/00/26398_4475381.shtml
http://blog.csdn.net/linweig/article/details/5044978
http://blog.csdn.net/ecbtnrt/article/details/6707113

原文作者：tll

原文链接：http://forum.cubietech.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1209&extra=page%3D2