2020年02月16日 | 讓TQ2440也用上設備樹（1）

開發板

TQ2440 + 64MB 內存 + 256MB Nand

軟件

Linux： Linux-4.9 （https://github.com/pengdonglin137/linux-4.9 ）

u-boot：U-Boot 2015.04  （http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/4541705.html 以及 https://github.com/pengdonglin137/u-boot ）

busybox：1.25.0

工具鏈：

編譯內核使用的是arm-2014.05-29-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2（下載）

編譯busybox使用的是EABI-4.3.3_EmbedSky_20100610.tar.bz2 （開發板自帶的工具鏈），因爲發現，如果用跟編譯kernel同樣的那個工具鏈的話，啓動init進程啓動會有問題

以往TQ2440上移植Linux內核都沒有支持設備樹，而設備樹纔是潮流，tq2440沒用上設備樹這件事我心裏糾結了很長時間，所以特意花了一天時間搞一搞，同時爲想研究學習設備樹的同志鋪一鋪路。好在Samsung已經做了很多工作，最後我發現，需要我們修改的基本都是設備樹文件，而kernel代碼幾乎不用怎麼大動。

在移植的時候，需要對Linux下的中斷子系統、時鐘子系統有一些認識。

目前這個版本支持：

1. serial0

2. rtc

3. watchdog （如果沒有這個的話，reboot的時候板子不會自動復位）

4. DM9000 （有了這個，就可以用nfs掛載遠程目錄，對於調試工作很有益處）

下面是下載代碼的鏈接：

git clone git@github.com:pengdonglin137/linux-4.9.git  -b  tq2440_dt

使用方法：

下載代碼後，修改Makefile文件，設置ARCH和CROSS_COMPILE

make tq2440_dt_defconfig

編譯uImage，然後將uImage拷貝到/tftpboot下: make uImage -j4

編譯設備樹，然後將s3c2440-tq2440-dt.dtb拷貝到/tftpboot下：make dtbs

製作ramdisk：下載tq2440_ramdisk.tar.gz，解壓後，執行下面的腳本mk_ramdisk.sh，會生成一個ramdisk.img文件

進入u-boot：注意：後下載的鏡像不要把前面的鏡像覆蓋了

下載uImage：tftp 0x30008000 uImage; 

下載ramdisk：tftp 0x31000000 ramdisk.img;

下載設備樹文件：tftp 0x33000000 s3c2440-tq2440-dt.dtb;

啓動：bootm 0x30008000 0x31000000 0x33000000

在移植的時候參考了s3c2416的代碼，因爲目前s3c2416採用的就是設備樹，但是畢竟跟s3c2440不同，無法直接使用，需要修改設備樹配置。

在移植初期，kernel啓動的時候會在很多地方卡住，臨時的處理辦法是先把卡住的函數注掉，把出問題的模塊先從內核配置中拿掉。最後，板子起來後，再回頭分析前面模塊被卡住的原因。目前我是在tq2440上面移植的，由於mini2440跟tq2440基本一樣（初期我使用的內核配置文件copy的就是mini2440_defconfig，然後在此基礎上修改），所以理論上使用上面的鏡像也可以將mini2440啓動起來。

下面的移植記錄不會很全，詳細的代碼改動請參考上面我上傳到github上的代碼。

一、添加設備樹文件，我仿照s3c2416-smdk2416.dts的結構添加了tq2440的設備樹需要的文件，下面是設備樹的結構

s3c2440-tq2440-dt.dts

    ----> s3c2440.dtsi

            ----> s3c24xx.dtsi

                    ----> skeleton.dtsi

            ----> s3c2440-pinctrl.dtsi 

我們大概介紹一下上面的幾個文件：

skeleton.dtsi 存放的是一個設備樹必備的一些基本屬性

s3c24xx.dtsi 中存放的是整個s3c24xx系列SoC公共的一些屬性，如中斷控制器、串口、看門狗、RTC、I2C控制器等等

s3c2440-pinctrl.dtsi 存放的是s3c2440這款SoC中GPIO控制器、外部中斷控制器、引腳複用等信息的配置

s3c2440.dtsi 存放的是s3c2440這個SoC跟其他s3c24xx系列不同的一些硬件信息，如clock控制器、串口等等

s3c2440-tq2440-dt.dts 存放的是tq2440的硬件信息

設備樹這樣一層層包含的好處是： 在同名節點中，後出現的屬性會覆蓋前面出現的同名屬性，不同的屬性將來會合併到所隸屬的同名的節點下面。

然後修改arch/arm/boot/dts/Makefile：

 1 diff --git a/arch/arm/boot/dts/Makefile b/arch/arm/boot/dts/Makefile

 2 index c558ba7..28381c0 100644

 3 --- a/arch/arm/boot/dts/Makefile

 4 +++ b/arch/arm/boot/dts/Makefile

 5 @@ -661,7 +661,8 @@ dtb-$(CONFIG_ARCH_ROCKCHIP) +=

 6         rk3288-veyron-pinky.dtb

 7         rk3288-veyron-speedy.dtb

 8  dtb-$(CONFIG_ARCH_S3C24XX) +=

 9 -       s3c2416-smdk2416.dtb

10 +       s3c2416-smdk2416.dtb

11 +       s3c2440-tq2440-dt.dtb

12  dtb-$(CONFIG_ARCH_S3C64XX) +=

13         s3c6410-mini6410.dtb

14         s3c6410-smdk6410.dtb

這樣在make dtbs編譯設備樹的時候就會編譯s3c2440-tq2440-dt.dts，在arch/arm/boot/dts/下生成s3c2440-tq2440-dt.dtb

二、修改Makefile和Kconfig，添加tq2440板子的信息，以便在kernel啓動的時候能夠用從設備樹鏡像中解析到的信息匹配到tq2440板子

修改arch/arm/mach-s3c24xx/Kconfig

 1 diff --git a/arch/arm/mach-s3c24xx/Kconfig b/arch/arm/mach-s3c24xx/Kconfig

 2 index 4b1690a..5b2e34f 100644

 3 --- a/arch/arm/mach-s3c24xx/Kconfig

 4 +++ b/arch/arm/mach-s3c24xx/Kconfig

 5 @@ -475,6 +475,15 @@ config MACH_MINI2440

 6           Say Y here to select support for the MINI2440. Is a 10cm x 10cm board

 7           available via various sources. It can come with a 3.5" or 7" touch LCD.

 8  

 9 +config MACH_TQ2440_DT

10 +       bool "TQ2440 development board using device tree"

11 +       select CLKSRC_OF

12 +       select USE_OF

13 +       select PINCTRL

14 +       select PINCTRL_S3C24XX

15 +       help

16 +         Say Y here to select support for the TQ2440.

17 +

18  config MACH_NEXCODER_2440

19         bool "NexVision NEXCODER 2440 Light Board"

20         select S3C2440_XTAL_12000000

這樣在make menuconfig的時候，選擇上這個配置。選擇這個配置的時候，CONFIG_CLKSRC_OF/CONFIG_USE_OF/CONFIG_PINCTRL/CONFIG_S3C24XX都會被配置上。

修改arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile

 1     diff --git a/arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile b/arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile

 2     index 8ac2f58..2be494d100644

 3     --- a/arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile

 4     +++ b/arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile

 5     @@-60,6+60,8@@ obj-$(CONFIG_ARCH_SMDK2410)           += mach-smdk2410.o

 6     obj-$(CONFIG_MACH_TCT_HAMMER)          += mach-tct_hammer.o

 7     obj-$(CONFIG_MACH_VR1000)              += mach-vr1000.o

 8     +obj-$(CONFIG_MACH_TQ2440_DT)           += mach-tq2440-dt.o

 9     +

10     obj-$(CONFIG_MACH_JIVE)                        += mach-jive.o

11     obj-$(CONFIG_MACH_SMDK2413)            += mach-smdk2413.o

12     obj-$(CONFIG_MACH_VSTMS)               += mach-vstms.o

在Kconfig配置上CONFIG_MACH_TQ2440_DT後，在make uImage的時候就會編譯mach-tq2440-dt.c

添加arch/arm/mach-s3c24xx/mach-tq2440-dt.c

 1 #include

 2 #include

 3 #include

 4 #include

 5 #include

 6 #include

 7 #include

 8 #include "common.h"

 9 static void __init tq2440_dt_map_io(void)

10 {

11     s3c24xx_init_io(NULL, 0);

12 }

13 static void __init tq2440_dt_machine_init(void)

14 {

15     s3c_pm_init();

16 }

17 static const char *const tq2440_dt_compat[] __initconst = {

18     "samsung,s3c2440",

19     "samsung,tq2440",

20     NULL

21 };

22 DT_MACHINE_START(TQ2440_DT, "Samsung S3C2440 (Flattened Device Tree)")

23     .dt_compat    = tq2440_dt_compat,

24     .map_io        = tq2440_dt_map_io,

25     .init_irq    = irqchip_init,

26     .init_machine    = tq2440_dt_machine_init,

27 MACHINE_END

第11行會對一些常用的內存進行靜態映射。

這裏我們需要注意的是第30行的dt_compat數組，其中的值要跟設備樹中的compatible匹配，如arch/arm/boot/dts/s3c2440-tq2440-dt.dts：

 1 /dts-v1/;

 2 #include "s3c2440.dtsi"

 3 #include

 4 #include

 5 / {

 6     model = "TQ2440";

 7     compatible = "samsung,s3c2440", "samsung,tq2440";

 8     memory {

 9         reg =  <0x30000000 0x34000000>;

10     };

如上面的第7行，跟tq2440_dt_compat是相匹配的。

三、打開內核調試開關

如果uboot中設置了bootargs屬性的話，在boot的之前它會修改設備樹鏡像，覆蓋其中chosen節點中的bootargs屬性，爲了便於調試，我在uboot中執行setenv bootargs命令，這樣就可以刪除uboot中bootargs環境變量。

在啓動kernel的時候最煩人的是，uboot打印出"Starting kernel ..."後，整個系統就沒有任何動靜了，此時，就需要打開內核早期的調試log，方法如下：

爲了能夠儘量看到更多內核啓動早期的log，一定要在內核配置文件中把內核早期的log配置打開：

Kernel hacking  --->

    [*] Kernel low-level debugging functions (read help!)

        Kernel low-level debugging port (Use Samsung S3C UART 0 for low-level debug)  --->

    [*] Early printk

除了上面的配置，還必須在bootargs中添加一個earlyprintk字符串，否則這些log還是打印不出來，此外，建議再在bootargs中添加一個ignore_loglevel參數，防止有些模塊的log由於loglevel的問題無法輸出log

下面是設備樹（s3c2440-tq2440-dt.dts）中chosen節點的定義：

1     chosen {

2         bootargs = "root=/dev/ram0 rw rootfstype=ext2 console=ttySAC0,115200n8 init=/linuxrc ignore_loglevel earlyprintk";

3     };

四、剩下的工作就是修改設備樹了

這也是導致kernel無法啓動的原因，當然前期並不確定問題是出在設備樹還是kernel，下面提示幾個比較關鍵的點。

fixed-clock時鐘配置

在移植以前不支持設備樹的內核代碼的時候（https://github.com/pengdonglin137/linux-3-14-y/tree/transplant_to_tq2440 ）在mach-tq2440.c中：

1 static void __init tq2440_map_io(void)

2 {

3     s3c24xx_init_io(tq2440_iodesc, ARRAY_SIZE(tq2440_iodesc));

4     s3c24xx_init_clocks(12000000);

5     s3c24xx_init_uarts(tq2440_uartcfgs, ARRAY_SIZE(tq2440_uartcfgs));

6     samsung_set_timer_source(SAMSUNG_PWM3, SAMSUNG_PWM4);

7 }

第4行設置了XTI的時鐘是12MKHz，但是有了設備樹後，就不能這樣做了，你可以看看在linux-4.9下面s3c24xx_init_clocks函數的實現，由於cpu->init_clocks爲NULL，會導致kernel panic。

那爲什麼是12M呢？在TQ2440的核心板上可以看到XTIpll上接了一個12M的晶振：

對應在設備樹中的配置(s3c2440-tq2440-dt.dts)是：

 1     clocks {

 2         compatible = "simple-bus";

 3         #address-cells = <1>;

 4         #size-cells = <0>;

 5         xti: oscillator@0 {

 6             compatible = "fixed-clock";

 7             reg = <0>;

 8             clock-frequency = <12000000>;

 9             clock-output-names = "xti";

10             #clock-cells = <0>;

11         };

12     };

這個還是比較關鍵的，s3c2416並沒有這個節點，如果這個沒有配置的話，會導致很多問題，如後面的在bootconsole被disable後，由於時鐘問題，串口輸出會出問題，此外，也會導致很多內核除0異常。

clock控制器配置

這個也非常關鍵，在某個模塊在get_clk的時候就會用到，此外，在某個節點的屬性中配置了clocks和clock-names屬性的時候也會用到它，如果配置有問題，也會出現很多問題。