第四課. Uboot對裝置樹的支援

end_宿命發表於2020-10-21

第01節_傳遞dtb給核心 : r2

a. u-boot中核心啟動命令:
   bootm <uImage_addr>                            // 無裝置樹,bootm 0x30007FC0
   bootm <uImage_addr> <initrd_addr> <dtb_addr>   // 有裝置樹
   
   比如 :
   nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel;     // 讀核心uImage到記憶體0x30007FC0
   nand read.jffs2 32000000 device_tree;  // 讀dtb到記憶體32000000
   bootm 0x30007FC0 - 0x32000000          // 啟動, 沒有initrd時對應引數寫為"-"

b. bootm命令怎麼把dtb_addr寫入r2暫存器傳給核心?
   ARM程式呼叫規則(ATPCS)
   
      c_function(p0, p1, p2) // p0 => r0, p1 => r1, p2 => r2
      
      定義函式指標 the_kernel, 指向核心的啟動地址,
      然後執行: the_kernel(0, machine_id, 0x32000000);
      

c. dtb_addr 可以隨便選嗎?
   c.1 不要破壞u-boot本身
   c.2 不要擋核心的路:核心本身的空間不能佔用, 核心要用到的記憶體區域也不能佔用
                    核心啟動時一般會在它所處位置的下邊放置頁表, 這塊空間(一般是0x4000即16K位元組)不能被佔用
   
  JZ2440記憶體使用情況:
                     ------------------------------
  0x33f80000       ->|    u-boot                  |
                     ------------------------------
                     |    u-boot所使用的記憶體(棧等)|
                     ------------------------------
                     |                            |
                     |                            |
                     |        空閒區域             |
                     |                            |
                     |                            |
                     |                            |
                     |                            |
                     ------------------------------
  0x30008000       ->|      zImage                |
                     ------------------------------  uImage = 64位元組的頭部+zImage
  0x30007FC0       ->|      uImage頭部             |
                     ------------------------------
  0x30004000       ->|      核心建立的頁表          |  head.S
                     ------------------------------
                     |                            |
                     |                            |
              -----> ------------------------------
              |
              |
              --- (記憶體基址 0x30000000)

命令示例:

a. 可以啟動:
    nand read.jffs2 30000000 device_tree
    nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
    bootm 0x30007FC0 - 30000000

b. 不可以啟動: 核心啟動時會使用0x30004000的記憶體來存放頁表,dtb會被破壞
    nand read.jffs2 30004000 device_tree
    nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
    bootm 0x30007FC0 - 30004000


第02節_dtb的修改原理

例子1. 修改屬性的值,
假設 老值: len
     新值: newlen (假設newlen > len)

a. 把原屬性val所佔空間從len位元組擴充套件為newlen位元組:
   把老值之後的所有內容向後移動(newlen - len)位元組

b. 把新值寫入val所佔的newlen位元組空間

c. 修改dtb頭部資訊中structure block的長度: size_dt_struct

d. 修改dtb頭部資訊中string block的偏移值: off_dt_strings

e. 修改dtb頭部資訊中的總長度: totalsize
例子2. 新增一個全新的屬性
a. 如果在string block中沒有這個屬性的名字,
   就在string block尾部新增一個新字串: 屬性的名
   並且修改dtb頭部資訊中string block的長度: size_dt_strings
   修改dtb頭部資訊中的總長度: totalsize

b. 找到屬性所在節點, 在節點尾部擴充套件一塊空間, 內容及長度為: 
   TAG      // 4位元組, 對應0x00000003
   len      // 4位元組, 表示屬性的val的長度
   nameoff  // 4位元組, 表示屬性名的offset
   val      // len位元組, 用來存放val

c. 修改dtb頭部資訊中structure block的長度: size_dt_struct

d. 修改dtb頭部資訊中string block的偏移值: off_dt_strings

e. 修改dtb頭部資訊中的總長度: totalsize


可以從u-boot官網原始碼下載一個比較新的u-boot, 檢視它的cmd/fdt.c
fdt命令呼叫過程:
    fdt set <path> <prop> [<val>]

a. 根據path找到節點
b. 根據val確定新值長度newlen, 並把val轉換為位元組流
c. fdt_setprop
        c.1 fdt_setprop_placeholder       // 為新值在DTB中騰出位置
                 fdt_get_property_w  // 得到老值的長度 oldlen
                 fdt_splice_struct_  // 騰空間
                        fdt_splice_             // 使用memmove移動DTB資料, 移動(newlen-oldlen)
                        fdt_set_size_dt_struct  // 修改DTB頭部, size_dt_struct
                        fdt_set_off_dt_strings  // 修改DTB頭部, off_dt_strings
                        
        c.2 memcpy(prop_data, val, len);  // 在DTB中存入新值

第03節_dtb的修改命令fdt移植

    我們仍然使用u-boot 1.1.6, 在這個版本上我們實現了很多功能: usb下載,選單操作,網路卡永遠使能等, 不忍丟棄.需要在裡面新增fdc命令命令, 這個命令可以用來檢視、修改dtb。

    從u-boot官網下載最新的原始碼, 把裡面的 cmd/fdt.c移植過來.

  最終的補丁存放在如下目錄: doc_and_sources_for_device_tree\source_and_images\u-boot\u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch
  補丁使用方法:
  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
  tar xjf u-boot-1.1.6.tar.bz2                                                # 解壓
  cd u-boot-1.1.6                  
  patch -p1 < ../u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch   # 打補丁
  make 100ask24x0_config                                                      # 配置
  make                                                                        # 編譯, 可以得到u-boot.bin

a. 移植fdt命令

a.1 先把程式碼移過去, 修改Makefile來編譯
u-boot-2018.11-rc2\lib\libfdt   主要用這個目錄, 
                                它裡面的大部分檔案是直接包含scripts\dtc\libfdt中的同名檔案
                                只有2個檔案是自己的版本
u-boot-2018.11-rc2\scripts\dtc\libfdt


把新u-boot中cmd/fdt.c重新命名為cmd_fdt.c , 和 lib/libfdt/* 一起復制到老u-boot的common/fdt目錄
修改 老u-boot/Makefile, 新增一行: LIBS += common/fdt/libfdt.a
修改 老u-boot/common/fdt/Makefile, 仿照 drivers/nand/Makefile來修改


a.2 根據編譯的錯誤資訊修改原始碼

移植時常見問題:
i. No such file or directory:
   要注意, 
   #include "xxx.h"  // 是在當前目錄下查詢xxx.h
   #include <xxx.h>  // 是在指定目錄下查詢xxx.h, 哪些指定目錄呢?
                     // 編譯檔案時可以用"-I"選項指定標頭檔案目錄, 
                     // 比如: arm-linux-gcc -I <dir> -c -o ....
                     // 對於u-boot來說, 一般就是原始碼的 include目錄
   
   解決方法: 
   確定標頭檔案在哪, 把它移到include目錄或是原始碼的當前目錄

ii. xxx undeclared :
   巨集, 變數, 函式未宣告/未定義
   
   對於巨集, 去定義它;
   對於變數, 去定義它或是宣告為外部變數;
   對於函式, 去實現它或是宣告為外部函式;
   

iii. 上述2個錯誤是編譯時出現的,
   當一切都沒問題時, 最後就是連結程式, 這時常出現: undefined reference to `xxx'
   這表示程式碼裡用到了xxx函式, 但是這個函式沒有實現
   
   解決方法: 去實現它, 或是找到它所在檔案, 把這檔案加入工程

b. fdt命令使用示例

nand read.jffs2 32000000 device_tree  // 從flash讀出dtb檔案到記憶體(0x32000000)
fdt addr 32000000                     // 告訴fdt, dtb檔案在哪
fdt print /led pin                    // 列印/led節點的pin屬性
fdt get value XXX /led pin            // 讀取/led節點的pin屬性, 並且賦給環境變數XXX
print XXX                             // 列印環境變數XXX的值
fdt set /led pin <0x00050005>         // 設定/led節點的pin屬性
fdt print /led pin                    // 列印/led節點的pin屬性
nand erase device_tree                // 擦除flash分割槽
nand write.jffs2 32000000 device_tree // 把修改後的dtb檔案寫入flash分割槽

  • 以上內容參考自韋東山老師裝置樹的教學資料

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