2020年12月30日 | I.MX6Q(TQIMX6Q/TQE9)学习笔记——内核启动与文件系统挂载

经过前面的移植，u-boot已经有能力启动内核了，本文主要来看下如何通过之前移植的u-boot来启动内核。如果按照前面的文章完成了LTIB的编译，那么，Linux的内核应该就会出现rpm/BUILD/目录下，接下来，我们就开始移植这个3.0.35版本的内核到TQIMX6Q。

内核的编译

为了简化内核编译的过程，可以在内核目录下创建编译脚本，命名为build.sh，内容如下：

#!/bin/sh

export ARCH=arm

export CROSS_COMPILE=/opt/freescale/usr/local/gcc-4.6.2-glibc-2.13-linaro-multilib-2011.12/fsl-linaro-toolchain/bin/arm-none-linux-gnueabi-

make uImage -j8

为该脚本添加可执行权限：

chmod a+x build.sh

由于本文使用的内核镜像格式是uImage，因此会依赖u-boot编译时生成的工具——mkimage。该工具为u-boot目录的tools子目录下，可以将mkimage拷贝到/usr/bin或者/usr/local/bin目录下，当然也可以是用环境变量PATH，方法如下：

export PATH=$PATH:~/Projects/imx6/L3.0.35_4.1.0/ltib/rpm/BUILD/u-boot-2009.8/tools

安装路径需要根据自己的实际情况填写。完成以上操作之后就可以编译内核了，执行脚本程序：

./build.sh

内核的编译时间较长，需耐心等待，也与机器的配置有关。

内核启动尝试

内核编译完成后，uImage会出现在arch/arm/boot/目录下，将该镜像烧写到SD卡：

sudo dd if=arch/arm/boot/uImage of=/dev/sdb bs=512 seek=2048

sync

然后用SD卡启动开发板，按任意键打断u-boot启动，进入命令行，修改u-boot环境变量：

setenv bootargs_base 'setenv bootargs console=ttymxc0,115200'

setenv bootargs_mmc 'setenv bootargs ${bootargs} root=/dev/mmcblk1p1 rootwait rw'

setenv bootcmd_mmc 'run bootargs_base bootargs_mmc; mmc dev 1; mmc read ${loadaddr} 0x800 0x2000; bootm'

setenv bootcmd 'run bootcmd_mmc'

saveenv

以上指令的含义：

第一条：bootargs_base，维持默认状态，作用是在bootargs中指定串口终端及波特率。

第二条：bootargs_mmc，是MMC方式启动内核使用的bootargs特有参数。

第三条：bootcmd_mmc，是MMC方式启动特有的命令组合。

第四条：bootcmd是内核启动命令。

第五条：保存env到SD存储介质。

完成之后执行命令：

boot

或者重新上电开发板就可以启动内核了。

内核的修改

通过上面的设置，u-boot已经可以引导内核启动了，但是，内核启动后仅打印了一部分log，猜测是内核中UART的GPIO管脚配置不正确，开始一段log能打印出来是因为u-boot阶段配置好了UART，而内核中又将这两个引脚配置为其它用途了。首先来解决串口log问题，打开文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.h并作如下修改：

... ...

/* UART1 for debug */

// MX6Q_PAD_CSI0_DAT10__UART1_TXD,

MX6Q_PAD_SD3_DAT7__UART1_TXD,

// MX6Q_PAD_CSI0_DAT11__UART1_RXD,

MX6Q_PAD_SD3_DAT6__UART1_RXD,

... ...

其实，u-boot已经作过相应的修改，修改UART1相关的配置信息，除了以上修改之外，还需要将SD3与串口冲突的两个引脚：

/* USDHC3 */

MX6Q_PAD_SD3_CLK__USDHC3_CLK_50MHZ,

MX6Q_PAD_SD3_CMD__USDHC3_CMD_50MHZ,

MX6Q_PAD_SD3_DAT0__USDHC3_DAT0_50MHZ,

MX6Q_PAD_SD3_DAT1__USDHC3_DAT1_50MHZ,

MX6Q_PAD_SD3_DAT2__USDHC3_DAT2_50MHZ,

MX6Q_PAD_SD3_DAT3__USDHC3_DAT3_50MHZ,

// MX6Q_PAD_SD3_DAT4__USDHC3_DAT4_50MHZ,

// MX6Q_PAD_SD3_DAT5__USDHC3_DAT5_50MHZ,

// MX6Q_PAD_SD3_DAT6__USDHC3_DAT6_50MHZ,

// MX6Q_PAD_SD3_DAT7__USDHC3_DAT7_50MHZ,

MX6Q_PAD_NANDF_D0__GPIO_2_0,      /* SD3_CD */

MX6Q_PAD_NANDF_D1__GPIO_2_1,      /* SD3_WP */

注释掉以上四行。保存后重新编译内核并烧写到SD卡，重新启动开发板会发现内核已经可以正常打印启动Log了。接下来将LTIB编译生成的rootfs烧写到开发板，并使用编译好的内核挂载该文件系统。

挂载文件系统

文件系统的构建方式都差不多，这里就不再自己构建了，直接使用LTIB编译时生成的文件系统。

将SD卡插ubunut上，对该SD卡进行分区：

sudo fdisk /dev/sdb

然后如下操作：

Step1: 通过指令u切换到sectors模式。输入u后回车，fdisk会在sectors模式和cylinders模式间切换，这里切换到sectors模式。

Step2:通过d指令删除原来的分区。重复的输入d并回车，可以删除SD卡原有的分区，知道没有任何分区为止。

Step3:通过n指令新建分区。输入n并回车。

Step4:输入分区编号。这里输入数字1。

Step5:输入分区的起始位置。该位置是sectors为单位的，每个sector的大小为512B，这里偏移8M，给内核留下足够的存储空间，输入16384并回车。

Step6:输入分区的结束为止。直接使用默认值，即到达SD卡的末尾，故直接回车即可。

Step7:保存分区信息。输入指令w并回车。

这样就完成了SD卡的分区，接下来需要将该分区格式化为ext3或者ext4，指令如下：

sudo mkfs.ext3 /dev/sdb1

或者

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

最后，将文件系统拷贝到该分区，进入ltib目录下的rootfs文件夹，然后执行如下指令：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt

sudo cp -a * /mnt

也可以重新拔插SD卡，将rootfs内的文件拷贝到ubunut挂载的分区。

如果rootfs是压缩包，则可以解压到SD卡分区，比如bzip的压缩包，可以如下处理：

sudo tar jxf rootfs.tar.bz2 -C /mnt

sudo mv /mnt/rootfs/* /mnt

不过一般不用这么麻烦，直接用前面的方式拷贝即可。拷贝完成后执行sync指令，然后将SD插到开发板上启动开发板。启动时发现内核并没有成功挂载上rootfs文件系统，且根本没有识别到SD卡，因此，猜测是SD相关的引脚配置不正确。通过查阅原理图及内核源码文件可知，代码中配置的uSDHC2的WP和CD引脚与TQIMX6Q的连接方式不一致，因此，需要作如下修改：

Step1：打开arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.h，作如下修改：

/* USDHC2 */

MX6Q_PAD_SD2_CLK__USDHC2_CLK,

MX6Q_PAD_SD2_CMD__USDHC2_CMD,

MX6Q_PAD_SD2_DAT0__USDHC2_DAT0,

MX6Q_PAD_SD2_DAT1__USDHC2_DAT1,

MX6Q_PAD_SD2_DAT2__USDHC2_DAT2,

MX6Q_PAD_SD2_DAT3__USDHC2_DAT3,

// MX6Q_PAD_NANDF_D4__USDHC2_DAT4,

// MX6Q_PAD_NANDF_D5__USDHC2_DAT5,

// MX6Q_PAD_NANDF_D6__USDHC2_DAT6,

// MX6Q_PAD_NANDF_D7__USDHC2_DAT7,

// MX6Q_PAD_NANDF_D2__GPIO_2_2,  /* SD2_CD */

MX6Q_PAD_GPIO_2__USDHC2_WP,

// MX6Q_PAD_NANDF_D3__GPIO_2_3,  /* SD2_WP */

MX6Q_PAD_GPIO_4__USDHC2_CD,

Step2：打开arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.c，作如下修改：

#define SABRESD_SD2_CD          IMX_GPIO_NR(1, 4)

#define SABRESD_SD2_WP          IMX_GPIO_NR(1, 2)

即将SD2_CD的引脚号修改为GPIO1_4和GPIO1_2。

按照以上步骤修改内核后重新编译并烧写到SD卡，然后使用SD卡启动开发板。

效果展示

按照上面的步骤修改后内核就可以正常启动了，下面是启动Log：

U-Boot 2009.08-dirty ( 3月 23 2015 - 23:14:02)

CPU: Freescale i.MX6 family TO1.2 at 792 MHz

Thermal sensor with ratio = 174

Temperature:   23 C, calibration data 0x54e4bb69

mx6q pll1: 792MHz

mx6q pll2: 528MHz

mx6q pll3: 480MHz

mx6q pll8: 50MHz

ipg clock     : 66000000Hz

ipg per clock : 66000000Hz

uart clock    : 80000000Hz

cspi clock    : 60000000Hz

ahb clock     : 132000000Hz

axi clock   : 264000000Hz

emi_slow clock: 132000000Hz

ddr clock     : 528000000Hz

usdhc1 clock  : 198000000Hz

usdhc2 clock  : 198000000Hz

usdhc3 clock  : 198000000Hz

usdhc4 clock  : 198000000Hz

nfc clock     : 24000000Hz

Board: i.MX6Q-SABRESD: unknown-board Board: 0x63012 [POR ]

Boot Device: SD

I2C:   ready

DRAM:   1 GB

MMC:   FSL_USDHC: 0,FSL_USDHC: 1,FSL_USDHC: 2,FSL_USDHC: 3

In:    serial

Out:   serial

Err:   serial

Net:   got MAC address from IIM: 00:00:00:00:00:00

FEC0 [PRIME]

Hit any key to stop autoboot:  0 

mmc1 is current device

MMC read: dev # 1, block # 2048, count 8192 ... 8192 blocks read: OK

## Booting kernel from Legacy Image at 10800000 ...

   Image Name:   Linux-3.0.35-2666-gbdde708-g3344

   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

   Data Size:    3866004 Bytes =  3.7 MB

   Load Address: 10008000

   Entry Point:  10008000

   Verifying Checksum ... OK

   Loading Kernel Image ... OK

OK

Starting kernel ...

Uncompressing Linux... done, booting the kernel.

Linux version 3.0.35-2666-gbdde708-g334422e-dirty (lilianrong@ubuntu) (gcc version 4.6.2 20110630 (prerelease) (Freescale MAD -- Linaro 2011.07 -- Built at 2011/08/10 09:20) ) #5 SMP PREEMPT Wed Mar 25 19:29:24 CST 2015

CPU: ARMv7 Processor [412fc09a] revision 10 (ARMv7), cr=10c53c7d

CPU: VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache

Machine: Freescale i.MX 6Quad/DualLite/Solo Sabre-SD Board

Ignoring unrecognised tag 0x54410008

Memory policy: ECC disabled, Data cache writealloc

CPU identified as i.MX6Q, silicon rev 1.2

PERCPU: Embedded 7 pages/cpu @8c008000 s5440 r8192 d15040 u32768

Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on.  Total pages: 194560

Kernel command line: console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p1 rootwait rw

PID hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes)

Dentry cache hash table entries: 131072 (order: 7, 524288 bytes)

Inode-cache hash table entries: 65536 (order: 6, 262144 bytes)

Memory: 512MB 256MB = 768MB total

Memory: 765764k/765764k available, 282812k reserved, 0K highmem

Virtual kernel memory layout:

    vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)

    fixmap  : 0xfff00000 - 0xfffe0000   ( 896 kB)

    DMA     : 0xf4600000 - 0xffe00000   ( 184 MB)

    vmalloc : 0xc0800000 - 0xf2000000   ( 792 MB)

    lowmem  : 0x80000000 - 0xc0000000   (1024 MB)

    pkmap   : 0x7fe00000 - 0x80000000   (   2 MB)

    modules : 0x7f000000 - 0x7fe00000   (  14 MB)

      .init : 0x80008000 - 0x8003c000   ( 208 kB)

      .text : 0x8003c000 - 0x80a8f8f4   (10575 kB)

      .data : 0x80a90000 - 0x80af3e00   ( 400 kB)

       .bss : 0x80af3e24 - 0x80b41d4c   ( 312 kB)

SLUB: Genslabs=13, HWalign=32, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=4, Nodes=1

Preemptible hierarchical RCU implementation.

NR_IRQS:624

MXC GPIO hardware

sched_clock: 32 bits at 3000kHz, resolution 333ns, wraps every 1431655ms

arm_max_freq=1GHz

MXC_Early serial console at MMIO 0x2020000 (options '115200')

bootconsole [ttymxc0] enabled

Console: colour dummy device 80x30

Calibrating delay loop... 1581.05 BogoMIPS (lpj=7905280)

pid_max: default: 32768 minimum: 301

Mount-cache hash table entries: 512

CPU: Testing write buffer coherency: ok

hw perfevents: enabled with ARMv7 Cortex-A9 PMU driver, 7 counters available

CPU1: Booted secondary processor

CPU2: Booted secondary processor

CPU3: Booted secondary processor

Brought up 4 CPUs

SMP: Total of 4 processors activated (6324.22 BogoMIPS).

print_constraints: dummy: 

NET: Registered protocol family 16

print_constraints: vddpu: 725 <--> 1300 mV at 700 mV fast normal 

print_constraints: vddcore: 725 <--> 1300 mV at 1150 mV fast normal 

print_constraints: vddsoc: 725 <--> 1300 mV at 1200 mV fast normal 

print_constraints: vdd2p5: 2000 <--> 2775 mV at 2400 mV fast normal 

print_constraints: vdd1p1: 800 <--> 1400 mV at 1100 mV fast normal 

print_constraints: vdd3p0: 2625 <--> 3400 mV at 3000 mV fast normal 

hw-breakpoint: found 6 breakpoint and 1 watchpoint registers.

hw-breakpoint: 1 breakpoint(s) reserved for watchpoint single-step.

hw-breakpoint: maximum watchpoint size is 4 bytes.

L310 cache controller enabled

l2x0: 16 ways, CACHE_ID 0x410000c7, AUX_CTRL 0x02070000, Cache size: 1048576 B

bio: create slab at 0

mxs-dma mxs-dma-apbh: initialized

print_constraints: SPKVDD: 4200 mV 

print_constraints: vmmc: 3300 mV 

SCSI subsystem initialized

spi_imx imx6q-ecspi.0: probed

usbcore: registered new interface driver usbfs

usbcore: registered new interface driver hub

usbcore: registered new device driver usb

Freescale USB OTG Driver loaded, $Revision: 1.55 $

mc_pfuze 1-0008: recv failed!:-5,80

mc_pfuze: probe of 1-0008 failed with error -1

imx-ipuv3 imx-ipuv3.0: IPU DMFC NORMAL mode: 1(0~1), 5B(4,5), 5F(6,7)

imx-ipuv3 imx-ipuv3.1: IPU DMFC NORMAL mode: 1(0~1), 5B(4,5), 5F(6,7)

mxc_mipi_csi2 mxc_mipi_csi2: i.MX MIPI CSI2 driver probed

mxc_mipi_csi2 mxc_mipi_csi2: i.MX MIPI CSI2 dphy version is 0x3130302a