U-Boot-2009.8引导Linux的2.6.32.2内核

最近一直在做U-boot-2009.08和Linux-2.6.32.2的内核的移植，今天终于可以使用自己移植的U-Boot-2009.08引导自 己修改的Linux-2.6.33.2内核了，还有移植的Yaffs2文件系统，真是太高兴的，现在在把这近两个月内，断断续续的移植做个最后的终结吧！ 在这个过程中也有想放弃的时候，不过现在都过来了，哈哈！遇到困难不要放弃，也许当时解决不了，不过可以先放一放，很可能过几天，从新分析时，会发现问题 的所在。这也是我经常不是解决问题的办法的办法！下面开始这篇文章了：
1、机器码的确认：
   U-Boot和Linux中都有一个机器码，只有当这两个机器码一致的时候，才能够正确的引导Linux内核。在这个版本中的U-boot和Linux 中，对MINI2440的板子支持的都很好了，也有了官方的机器码，只要添加上就可以了。在U-Boot中我们可以看到，在u-boot- 2009.08/include/asm-arm/mach-types.h文件中的1985行附近的位置

#define MACH_TYPE_Q2440 1997 #define MACH_TYPE_QQ2440 1998 #define MACH_TYPE_MINI2440 1999  //mini2440的机器码 #define MACH_TYPE_COLIBRI300 2000 #define MACH_TYPE_JADES 2001

而在内核中的kernel/linux-2.6.32.2/arch/arm/tools/mach-typs.h文件中的1989行附近的位置

f5d8231_4_v2        MACH_F5D8231_4_V2    F5D8231_4_V2        1996 q2440            MACH_Q2440        Q2440            1997 qq2440            MACH_QQ2440        QQ2440            1998 mini2440        MACH_MINI2440        MINI2440        1999 //Linux中的MINI2440的机器码 colibri300        MACH_COLIBRI300        COLIBRI300        2000 jades            MACH_JADES        JADES            2001

   从这里我们可以知道MINI2440的机器码就是1999，那么我们就需要修改U-Boot中的机器码，以便和Linux中的机器码一致。在文件u- boot-2009.08/board/frankzfz/mini2440/mini2440.c目录可能会不一样，这是我自己建立的一个目录，大约在 127行附近的位置。在board_init()函数中。

gpio->GPHUP = 0x000007FF;     /* arch number of SMDK2410-Board */     #if defined(CONFIG_S3C2440)     gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_MINI2440; //为u-boot添加机器码     //gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410; #endif

      还有一个地方也已经在另一篇文章《移植Linux内核》中做了说明，也就是在kernel/linux-2.6.32.2/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c文件中的230行附近中的MACHINE_START，修改成如下：

MACHINE_START(MINI2440, "FriendlyARM MINI2440 development board")

2、用u-boot引导Linux的镜象文件uImage
   通常，kernel的启动需要u-boot提供一些参数信息，比如ramdisk在RAM中的地址。经过编译后的u-boot在根目录下的tools目录 中，会有个叫做mkimage的工具，他可以给zImage添加一个header，也就是说使得通常我们编译的内核zImage添加一个数据头信息部分， 我们把添加头后的image通常叫uImage，uImage是可以被u-boot直接引导的内核镜像。我们如何使用这个工具生成我们需要的uImage格式的镜像文件呢？
1） 编译u-boot成功后会在u-boot-2009.08/tools下生成mkimage的可执行的文件，为了我们在任何地方都可以使用这个命令，首先 我们可以把这个可执行文件复制到/usr/local/bin.这样就可以在任意的目录下执行这个命令了。复制完以后我们在终端下输入 “mkimage”,并按下回车。可以看到下面的输出的信息，说明我们已经可以使用改命令了。

Usage: mkimage -l image           -l ==> list image header information        mkimage [-x] -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image           -A ==> set architecture to 'arch' //用于指定CPU类型，比如ARM           -O ==> set operating system to 'os' //用于指定操作系统，比如Linux           -T ==> set image type to 'type'//用于指定image类型，比如Kernelramdisk           -C ==> set compression type 'comp'//指定压缩类型           -a ==> set load address to 'addr' (hex)//指定image的载入地址           -e ==> set entry point to 'ep' (hex)//内核的入口地址，一般是：image的载入地址+0x40（信息头的大小）           -n ==> set image name to 'name'//image在头结构中的命名           -d ==> use image data from 'datafile'//无头信息的image文件名           -x ==> set XIP (execute in place)//设置执行位置即不进行文件的拷贝，在当前位置执行        mkimage [-D dtc_options] -f fit-image.its fit-image

对于ARM Linux我们可以这样使用各个参数：

对于ARM linux内核映象用法： -A arm -------- 架构是arm -O linux -------- 操作系统是linux -T kernel -------- 类型是kernel -C none/bzip/gzip -------- 压缩类型 -a 20008000 ---- image的载入地址(hex)，通常为0xX00008000 -e 200080XX---- 内核的入口地址(hex)，XX为0x40或者0x00 -n linux-XXX --- image的名字，任意 -d nameXXX ---- 无头信息的image文件名，你的源内核文件 uImageXXX ---- 加了头信息之后的image文件名，任意取

    现在我们可以进入kernel/linux-2.6.32.2/arch/arm/boot目录了，然后执行下面的命令，就会在改目录下面生成uImage.img格式的，u-boot可以引导的内核镜象。

mkimage -n 'linux-2.6.32.2' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -d zImage uImage.img

   现在我们可以把生成的uImage.img格式的镜像文件复制到tftp目录下，使用tftp进行下载了：不过现在下载到以后复制到Nand Flash中u-boot还是无法引导内核，还是需要在u-boot中一些配置。
在u-boot-2009.08/include/configs/mini2440.h文件中

#define CONFIG_BOOTDELAY    3 //自动启动前延时3秒，不过这个要和下面的另一个配置一                                //起定义后才会其作用

配置命令行的参数

#define CONFIG_BOOTARGS    "noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200 mem=64M" // 只有这个宏定义了以后 上面的哪个宏的定义才会生效，否则还是会直接的出现命令行的提示符，不会引导内核的。 root=/dev/mtdblock3 这是有我们Linux中的nand Flash分区所决定的，我的NandFlash的第四个分区为根文件系统所以是mtdblock3,如果不是的话请修改 我的NandFlash的情况是这样的 "U-boot",0x00000000 -- 0x00040000, "param", 0x00040000--0x00060000,  "Kernel", 0x00060000---0x00560000,      "root", 0x00560000---结束

还要在该文件中增加下面两个宏的定义:

#define CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS 1 //向内核传递内存分布信息 #define CONFIG_INITRD_TAG  #define CONFIG_CMDLINE_TAG 1   //向内核传递命令行参数

在该文件中添加下面的定义

#define CONFIG_MTD_NAND_YAFFS2 1 #define MTDIDS_DEFAULT "nand0=nandflash0" #define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:256k(bootloader),"\             "128k(params),"\             "5m(kernel),"\             "-(root)"  //这里要和Linux内核中的分区信息相一致

下面的这两个定义也要和分区相一致

#define CONFIG_ENV_OFFSET 0x40000 //将环境变量保存在Nand中的0x30000位置 #define CONFIG_ENV_SIZE 0x20000 //Total Size of Environment Sector

为了使u-boot可以自行引导Linux内核，我们还需要添加下面的这句话。

#define CONFIG_BOOTCOMMAND    "nand read 0x32000000 0x60000 0x560000;bootm 0x32000000"   //这个宏定义的意思是将nand中0x60000-0x560000(和kernel分区一致)的内容读到内存0x32000000中，然后用bootm命令来执行

3、下载系统到内存
  我们先把内核下载到内存中，然后我们执行bootm命令（同一个地址）看能不能启动系统。在U-Boot下执行：
tftp 0x31000000 uImage.img  （或uImage）
    在提示下载完成后再执行：
bootm 0x31000000
    如果成功则证明我们的设置没有问题。
4、下载固化
   在前面我们看到了NandFlash的分区信息。下面我们使用命令，把我们的Linux内核和制作的根文件系统下载到NandFlash中，以便以开始启动就可以引导Linux内核。
                             起始地址             结束地址
   uboot            :       0x00000000      0x00040000      0
   param            :       0x00040000      0x00060000      0

   kernel           :       0x00060000      0x00560000      0
   root             :       0x00560000      0x07FFFFFF     0

这是NandFlash的分区情况;
    在u-boot下输入 tftp 0x30000000 uImage.img （或uImage），稍等即可下载uImage到内存中。

    接着执行  nand erase 0x60000 0x500000  删除掉kernel空间原有的数据。

    执行  nand write 0x30000000 0x50000 0x500000 ，将内存中的kernel烧入nand flash。

    接下来，输入 tftp 30000000  rootfs.img，将根文件系统镜象下载到内存中。

    再输入 nand erase 0x560000 0x07FFFFFF  将root空间内原有数据删除。

    再输入 nand write.yaffs2 0x30000000 0x560000 0x6ffcc0 ，其中0x6ffcc0是文件系统镜象的size，一定不能写错，它可以tftp下载完毕后看到。
nand erase［clean］［off size］ 擦除NANDFlash。加上“clean”时，表示在每个块的第一个扇区的OOB区加写入清除的标记：off size表示要擦除的开始偏移地址和长度，如果省略off size 擦除整个NandFlash。现在可以从新启动开发板，从NandFlash启动可以看到启动的信息了。
下载Linux 镜像

[U-Boot@mini2440]#tftp 0x30000000 uImage.img  dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46  DM9000: running in 16 bit mode  MAC: 08:00:3e:26:0a:5b  operating at 100M full duplex mode  Using dm9000 device  TFTP from server 10.27.10.48; our IP address is 10.27.10.23  Filename 'uImage.img'.  Load address: 0x30000000  Loading: #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           ###################  done  Bytes transferred = 2092996 (1fefc4 hex)  [U-Boot@mini2440]#nand erase 0x60000 0x500000                                                                                   NAND erase: device 0 offset 0x60000, size 0x500000  Erasing at 0x54000002800000 -- 0% complete.  OK  [U-Boot@mini2440]#nand write 0x30000000 0x60000 0x500000                                                                                   NAND write: device 0 offset 0x60000, size 0x500000   5242880 bytes written: OK

下载根文件系统

[U-Boot@mini2440]#tftp 30000000 rootfs.img  dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46  DM9000: running in 16 bit mode  MAC: 08:00:3e:26:0a:5b  operating at 100M full duplex mode  Using dm9000 device  TFTP from server 10.27.10.48; our IP address is 10.27.10.23  Filename 'rootfs.img'.  Load address: 0x30000000  Loading: #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           #################################################################           ####  done  Bytes transferred = 7339200 (6ffcc0 hex)  [U-Boot@mini2440]#nand erase 0x560000                                                                                   NAND erase: device 0 offset 0x560000, size 0x7aa0000  Erasing at 0x7fe000007aa0000 -- 0% complete.  OK  [U-Boot@mini2440]#nand write.yaffs2 0x30000000 0x560000 0x6ffcc0                                                                                   NAND write: device 0 offset 0x560000, size 0x6ffcc0  skip first good block 56000000020000   Writing at 0xc4000000020000 --100% is complete 7116800 bytes written: OK

引导Linux内核启动

U-Boot 2009.08 ( 4??月 24 2010 - 17:34:23)                                                                                   DRAM: 64 MB  Flash: 2 MB  NAND Device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xf1 (Samsung NAND 128MiB 3,3V 8-b) NAND: 128 MiB  *** Warning - bad CRC or NAND, using default environment                                                                                   In: serial  Out: serial  Err: serial  Net: dm9000  Hit any key to stop autoboot: 0                                                                                   NAND read: device 0 offset 0x60000, size 0x500000   5242880 bytes read: OK  ## Booting kernel from Legacy Image at 32000000 ...     Image Name: linux-2.6.32.2     Created: 2010-04-24 3:25:34 UTC     Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed)     Data Size: 2092932 Bytes = 2 MB     Load Address: 30008000     Entry Point: 30008000     Verifying Checksum ... OK     Loading Kernel Image ... OK  OK                                                                                   Starting kernel ...                                                                                   Uncompressing Linux............................................................. Linux version 2.6.32.2 (zfz@zfz) (gcc version 4.3.2 (Sourcery G++ Lite 2008q3-70 CPU: ARM920T [41129200] revision 0 (ARMv4T), cr=c0007177  CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache  Machine: FriendlyARM MINI2440 development board  Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback  CPU S3C2440A (id 0x32440001)  S3C24XX Clocks, (c) 2004 Simtec Electronics  S3C244X: core 405.000 MHz, memory 101.250 MHz, peripheral 50.625 MHz  CLOCK: Slow mode (1.500 MHz), fast, MPLL on, UPLL on  Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 16256  Kernel command line: noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0M PID hash table entries: 256 (order: -2, 1024 bytes)  Dentry cache hash table entries: 8192 (order: 3, 32768 bytes)  Inode-cache hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes)  Memory: 64MB = 64MB total  Memory: 60500KB available (3672K code, 418K data, 132K init, 0K highmem)  SLUB: Genslabs=11, HWalign=32, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1  Hierarchical RCU implementation.  NR_IRQS:85  irq: clearing subpending status 00000002  Console: colour dummy device 80x30  console [ttySAC0] enabled  Calibrating delay loop... 201.93 BogoMIPS (lpj=504832)  Mount-cache hash table entries: 512  CPU: Testing write buffer coherency: ok  NET: Registered protocol family 16  S3C2440: Initialising architecture  S3C2440: IRQ Support  S3C24XX DMA Driver, (c) 2003-2004,2006 Simtec Electronics  DMA channel 0 at c4808000, irq 33  DMA channel 1 at c4808040, irq 34  DMA channel 2 at c4808080, irq 35  DMA channel 3 at c48080c0, irq 36  S3C244X: Clock Support, DVS off  bio: create slab <bio-0> at 0  usbcore: registered new interface driver usbfs  usbcore: registered new interface driver hub  usbcore: registered new device driver usb  s3c-i2c s3c2440-i2c: slave address 0x10  s3c-i2c s3c2440-i2c: bus frequency set to 98 KHz  s3c-i2c s3c2440-i2c: i2c-0: S3C I2C adapter  NET: Registered protocol family 2  IP route cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)  TCP established hash table entries: 2048 (order: 2, 16384 bytes)  TCP bind hash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes)  TCP: Hash tables configured (established 2048 bind 2048)  TCP reno registered  NET: Registered protocol family 1  RPC: Registered udp transport module.  RPC: Registered tcp transport module.  RPC: Registered tcp NFSv4.1 backchannel transport module.  JFFS2 version 2.2. (NAND) ?&#169; 2001-2006 Red Hat, Inc.  ROMFS MTD (C) 2007 Red Hat, Inc.  yaffs Apr 20 2010 11:10:26 Installing.  msgmni has been set to 118  alg: No test for stdrng (krng)  io scheduler noop registered  io scheduler anticipatory registered (default)  io scheduler deadline registered  io scheduler cfq registered  s3c2410-lcd s3c2410-lcd: no platform data for lcd, cannot attach  s3c2410-lcd: probe of s3c2410-lcd failed with error -22  s3c2440-uart.0: s3c2410_serial0 at MMIO 0x50000000 (irq = 70) is a S3C2440  s3c2440-uart.1: s3c2410_serial1 at MMIO 0x50004000 (irq = 73) is a S3C2440  s3c2440-uart.2: s3c2410_serial2 at MMIO 0x50008000 (irq = 76) is a S3C2440  brd: module loaded  S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics  s3c24xx-nand s3c2440-nand: Tacls=3, 29ns Twrph0=7 69ns, Twrph1=3 29ns  s3c24xx-nand s3c2440-nand: NAND soft ECC  NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xf1 (Samsung NAND 128MiB 3,3V 8-b) Scanning device for bad blocks  Creating 5 MTD partitions on "NAND 128MiB 3,3V 8-bit":  0x000000000000-0x000000040000 : "U-boot"  0x000000040000-0x000000060000 : "param"  ftl_cs: FTL header not found.  0x000000060000-0x000000560000 : "Kernel"  ftl_cs: FTL header not found.  0x000000560000-0x000040560000 : "root"  mtd: partition "root" extends beyond the end of device "NAND 128MiB 3,3V 8-bit"0 ftl_cs: FTL header not found.  0x000000000000-0x000040000000 : "nand"  mtd: partition "nand" extends beyond the end of device "NAND 128MiB 3,3V 8-bit"0 dm9000 Ethernet Driver, V1.31  ohci_hcd: USB 1.1 'Open' Host Controller (OHCI) Driver  s3c2410-ohci s3c2410-ohci: S3C24XX OHCI  s3c2410-ohci s3c2410-ohci: new USB bus registered, assigned bus number 1  s3c2410-ohci s3c2410-ohci: irq 42, io mem 0x49000000  usb usb1: configuration #1 chosen from 1 choice  hub 1-0:1.0: USB hub found  hub 1-0:1.0: 2 ports detected  usbcore: registered new interface driver libusual  mice: PS/2 mouse device common for all mice  S3C24XX RTC, (c) 2004,2006 Simtec Electronics  i2c /dev entries driver  S3C2410 Watchdog Timer, (c) 2004 Simtec Electronics  s3c2410-wdt s3c2410-wdt: watchdog inactive, reset disabled, irq enabled  cpuidle: using governor ladder  sdhci: Secure Digital Host Controller Interface driver  sdhci: Copyright(c) Pierre Ossman  usbcore: registered new interface driver hiddev  usbcore: registered new interface driver usbhid  usbhid: v2.6:USB HID core driver  Advanced Linux Sound Architecture Driver Version 1.0.21.  No device for DAI UDA134X  No device for DAI s3c24xx-i2s  ALSA device list:    No soundcards found.  TCP cubic registered  NET: Registered protocol family 17  drivers/rtc/hctosys.c: unable to open rtc device (rtc0)  yaffs: dev is 32505859 name is "mtdblock3"  yaffs: passed flags ""  yaffs: Attempting MTD mount on 31.3, "mtdblock3"  yaffs: auto selecting yaffs2  yaffs_read_super: isCheckpointed 0  VFS: Mounted root (yaffs filesystem) on device 31:3.  Freeing init memory: 132K  /etc/init.d/rcS: line 7: echo--------- munt all--------: not found  *************************  **********************Frankzfz ARM**************  Kernel version:linux-2.32.2  Student:zfz  Data:2010,4,19  ***********************                                                                                   Please press Enter to activate this console.  [root@"Frankzfz"=W]#ls  bin etc linuxrc proc sys var  boot home lost+found root tmp  dev lib mnt sbin usr

   到此整个的嵌入式的基本的移植告一段落了，不过中间还是有很多需要改进的地方，下一不还有驱动的移植。呵呵，就先到这里吧！在这个移植的期间参考了很多的网上资料，也谢谢他们的无私奉献了