嵌入式系统移植之Linux内核移植

嵌入式系统移植之Linux内核移植
- 移植linux内核 v5.4.79
- 网卡移植之设备树信息分析

移植linux内核 v5.4.79

1. 在linux官网下载 https://www.kernel.org/

2. tar -vxf 解压

3. 进入arch/arm/configs文件夹 查找适配开发板的config文件。

4. 清除原配置,配置Makefile
	make ARCH=arm distclean 

修改 源码顶层目录的 Makfile

	ARCH ?= arm
	CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi-

5. 导入配置（配置列表见 arch/arm/configs/  找最类似的）  
不修改linux-5.4.79/Makefile  
直接执行 make ARCH=arm exynos_defconfig


此处可能会因为缺少安装包而报错，对应处理方案如下：
问题1：缺少flex
/bin/sh: 1: flex: not found
scripts/Makefile.host:9: recipe for target 'scripts/kconfig/lexer.lex.c' failed
make[1]: *** [scripts/kconfig/lexer.lex.c] Error 127
Makefile:590: recipe for target 'exynos_defconfig' failed
make: *** [exynos_defconfig] Error 2
解决方案：
apt-get install flex

问题2： 缺少bison
/bin/sh: 1: bison: not found
scripts/Makefile.host:17: recipe for target 'scripts/kconfig/parser.tab.h' failed
make[1]: *** [scripts/kconfig/parser.tab.h] Error 127
Makefile:590: recipe for target 'exynos_defconfig' failed
make: *** [exynos_defconfig] Error 2
解决方案：
sudo apt-get install bison

6. 配置内核 make ARCH=arm menuconfig

此处可能会因为缺少安装包而报错，对应处理方案如下：
错误1：
scripts/kconfig/Makefile:208: recipe for target 'scripts/kconfig/mconf-cfg' failed
make[1]: *** [scripts/kconfig/mconf-cfg] Error 1
Makefile:591: recipe for target 'menuconfig' failed
make: *** [menuconfig] Error 2
解决方案：
sudo apt-get install ncurses-dev

System Type  ---> 
 [*] Samsung EXYNOS  ---> 
[ ]   SAMSUNG EXYNOS3  
[*]   SAMSUNG EXYNOS4
[ ]   SAMSUNG EXYNOS5  
  *** EXYNOS SoCs *** 
 -*-   SAMSUNG EXYNOS4210   
[ ]   SAMSUNG EXYNOS4212 
[*]   SAMSUNG EXYNOS4412 
[ ]   SAMSUNG EXYNOS4415
退出 保存

7. 编译内核 uImage
make -j6 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
编译将会生成  zImage
进入目录 linux-5.4.79/arch/arm/boot
执行命令将 zImage 制作成 uImage
mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x41000000 -e 0x41000040 -n "aaa" -d zImage uImage

此处可能会因为缺少安装包而报错，对应处理方案如下：
错误1：
scripts/extract-cert.c:21:10: fatal error: openssl/bio.h: No such file or directory
 #include <openssl/bio.h>
          ^~~~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.
scripts/Makefile.host:107: recipe for target 'scripts/extract-cert' failed
make[1]: *** [scripts/extract-cert] Error 1
Makefile:1124: recipe for target 'scripts' failed
make: *** [scripts] Error 2
解决方案：
sudo apt install libssl-dev

错误2：没有配置写入地址
This is incompatible with uImages
Specify LOADADDR on the commandline to build an uImage
arch/arm/boot/Makefile:90: recipe for target 'arch/arm/boot/uImage' failed
make[1]: *** [arch/arm/boot/uImage] Error 1
arch/arm/Makefile:342: recipe for target 'uImage' failed
make: *** [uImage] Error 2
解决方案：注意该地址应与 开发板pri环境变量中指定uImage位置相匹配
make uImage LOADADDR=0x41000000

8. 编译设备树  make ARCH=arm dtbs

9. 上传到NAS,观测效果。
使用 linux-5.4.79/arch/arm/boot/uImage  和 
linux-5.4.79/arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dtb
至此没有异常的话可以正常启动 linux， 
但是挂载不了根文件系统，因为没有配置网卡驱动

10. 配置网卡驱动
make ARCH=arm menuconfig
[*] Networking support  --->
	Networking options  --->
		<*> Packet socket
		<*>Unix domain sockets 
		[*] TCP/IP networking
		[*]   IP: kernel level autoconfiguration
Device Drivers  --->
	[*] Network device support  --->
		[*]   Ethernet driver support (NEW)  --->
		<*>   DM9000 support
File systems  --->
	[*] Network File Systems (NEW)  --->
		<*>   NFS client support
		[*]     NFS client support for NFS version 3
		[*]       NFS client support for the NFSv3 ACL protocol extension
		[*]   Root file system on NFS

11. 配置时钟
这部分不是必须修改的 要看内核，先执行上面9步，如无法正常启动，
并报错s5m-rtc s5m-rtc: hctosys: unable to read the hardware clock，可尝试一下修改：

修改文件driver/clk/clk.c   
static bool clk_ignore_unused;
改为static bool clk_ignore_unused = true;

12. 结果展示:

网卡移植之设备树信息分析

1.设备树简介

所谓设备树DeviceTree ，就是CPU与设备连接描述。
用于管理硬件拓扑和硬件资源信息。
Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点本身可包含子结点。
所谓属性，其实就是成对出现的name和value。

相关链接
Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之一(背景基础知识篇)
https://e-mailky.github.io/2019-01-14-dts-1
Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之二(dts匹配及发挥作用的流程篇)
https://e-mailky.github.io/2019-01-14-dts-2
Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之三(高通MSM8953实例分析篇)
https://e-mailky.github.io/2019-01-14-dts-3

2.平台设备

CPU与设备连接描述 - 平台设备

在内核里有一个结构“struct machine_desc”,内核用这个结构表示一个实际存在的板子，而针对每个板子都会有一个文件定义这个结构体，这个文件叫平台代码；

    如：arch/arm/mach-s5pv21/mach-smdkv210.c(3.14版本内核中没有基于Exynos4412的平台代码，这里以s5pv210为例)
	MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210")
		/* Maintainer: Kukjin Kim <kgene.kim@samsung.com> */
		.atag_offset	= 0x100,
		.init_irq	= s5pv210_init_irq,
		.map_io	= smdkv210_map_io,
		.init_machine	= smdkv210_machine_init,
		.init_time	= samsung_timer_init,
		.restart	= s5pv210_restart,
		.reserve	= &smdkv210_reserve,
	MACHINE_END

5.4版本基于Exynos4412的平台代码如下：

3.网卡移植平台相关

srom-cs1@5000000 {
/* 第一部分 是描述CPU内部总线的信息 */
    compatible = "simple-bus";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    reg = <0x5000000 0x1000000>;    //总线地址，总线长度 


/* 以下为第二部分 是描述网卡信息 */
    ethernet@5000000 {
        compatible = "davicom,dm9000";  内核通过该名字来匹配驱动
        reg = <0x5000000 0x2 0x5000004 0x2>;  寄存器地址和数据宽度
        interrupt-parent = <&gpx0>;   继承于 中断控制器gpx0
        interrupts = <6 4>; 6  对应中断源 DM9000_IRQ -> XEINT6 。4对应 active high level-sensitive 	     
        davicom,no-eeprom;
        mac-address = [00 0a 2d a6 55 a2];
    };

/* 树状结构，如有必要， 可在这之下挂载更多的设备信息*/    
};

总线地址总线长度的确认
找到网卡芯片DM 9000 的电路图，找到片选CS#引脚对应的接口 BUF_Xm0cs1

继续在外围电路中搜索该引脚，发现接到了一颗转换芯片上，找到转换过后的接口 Xm0cs1

在外围电路图搜索该接口，发现已经没有了，在核心电路图上搜索该接口，找到CPU引脚Xm0CSn1

查4412三星手册，找到Xm0CSn_1对应的控制引脚GPY0_CON

查找GPY0_CON，GPY0_CON[1] = 0x2 ,即可设置成SROM_CSN[1]模式

继续查找Xm0CSn_1，4412芯片通过一个SROM存储控制器链接DM900网卡。
值得注意的是，这个存储控制器SROM控制的是外部的存储器，DM900网卡内部包含了一个存储芯片，
用作缓冲区，换句话说，4412将DM900网卡看成了一个存储设备，而不是特化成网卡对待。

Xm0CSn1对应BANK1,查找内存映射Memory Map

查表可知基址0x0500_0000,极限地址0x0600_0000,长度0x0100_0000。
因此第一部分 reg= <0x5000000 0x1000000>;
描述网卡信息部分解析
首先到Documentation目录下查找网卡DM900的范例代码
在linux-5.4.79/Documentation/devicetree/bindings/net目录下找到 davicom-dm9000.txt

照着范例进行修改，第一行

compatible = "davicom,dm9000";  //内核通过该名字来匹配驱动

找到对应的驱动文件

/Level10/day6/linux-5.4.79/drivers/net/ethernet/davicom/dm9000.c
搜 compatible，数据保持一致就好。具体信息后续会深入研究。

reg = <0x5000000 0x2 0x5000004 0x2>;    //寄存器地址和数据宽度
参考 davicom-dm9000.txt 中的-reg 描述。
0x2是则需要看下面的电路图，数据总线是16位就是0x2，如果是32位就是0x4，8位就是0x1.
reg = <0x18000000 0x2 0x18000004 0x2>;  //照着这个修改地址得到

 interrupt-parent = <&gpx0>;   //继承于 中断控制器gpx0 存在的意义是利用中断提高网卡响应的实时性。
 查看DM9000芯片的INT引脚，溯源到gpx0_6,写做<gpx0>,如果是gpx1_3 就是<&gpx1>以此类推
 interrupts = <6 4>;     //6  对应中断源 DM9000_IRQ -> XEINT6 。4对应 active high
 这里的的6就是gpx0_6中的6，4表示高电平触发，和范例中保持一致，不动即可。