1 问题一：内核移植时MTD分区问题

2 问题二：uboot的MTDPARTS_DEFAULT定义的MTD分区，bootargs中的文件系统分区，内核的mtd_partition smdk_default_nand_part定义的分区，三者要对应起来

3 问题三：uboot不再传tag地址了，那内核怎么知道bootargs的

4 问题四：内核是怎么解析uboot传过来的tags地址或者设备树地址的

5 问题五：linux内核官网的疑问

6 下载内核源码

7 安装交叉编译工具链

8 修改顶层Makefile

9 修改时钟频率

10 修改MTD分区

11 关闭软件ECC校验

12 支持yaffs文件系统

13 支持设备树

14 配置内核

14.1 make s3c2410_defconfig

14.2 make menuconfig

15 编译内核和设备树文件

16 下载内核

17 参考文献

在移植linux内核之前，我先把韦老师的开发手册过了一遍，发现了好几个不太明白的问题，先把这些问题都弄明白再移植。

1 问题一：内核移植时MTD分区问题

Linux开发手册上，内核移植MTD分区那里，0地址保存的竟然是kernel，我记得之前0地址不都是保存的bootloader吗，

看到这里不理解，如果0地址保存的是kernel，那不是把bootloader覆盖了吗，搞不懂，一直没弄懂怎么回事，直到我往前翻，看到了uboot移植的介绍那里，我发现了这个

原来韦老师是把bootloader放到了norflash里面，怪不得nandflash的0就直接放kernel，因为我是先移植内核，先看的内核移植部分，所以没看到这里。不过我移植内核的时候不会按老师这种方式做，我还是nandflash的0地址先放bootloader。

2 问题二：uboot的MTDPARTS_DEFAULT定义的MTD分区，bootargs中的文件系统分区，内核的mtd_partition smdk_default_nand_part定义的分区，三者要对应起来

这个是什么意思呢，就是uboot中有分区定义，如下

#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=nandflash0"
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:256k@0(bootloader)," \
							"128k(device_tree)," \
							"128k(params)," \
                            "4m(kernel)," \
                            "-(root)"

这里uboot定义的是前面256k存放bootloader，然后接下来128k存放的是设备树，然后接下来128k存放的是参数，然后接下来4m保存的是内核，后面的是文件系统。

那么bootargs里面，root赋值就要是 root=/dev/mtdblock4

bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";

然后内核中就要这么定义，

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
 	[0] = {
		.name	= "bootloader",
		.size	= SZ_256K,
 		.offset	= 0,
 	},
 	[1] = {
		.name	= "device_tree",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
		.size	= SZ_128K,
 	},
 	[2] = {
		.name	= "params",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
		.size	= SZ_128K,
 	},
 	[3] = {
		.name	= "kernel",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
 		.size	= SZ_4M,
 	},
	[4] = {
		.name	= "rootfs",
		.offset	= MTDPART_OFS_APPEND,
 		.size	= MTDPART_SIZ_FULL,
 	}
 };

3 问题三：uboot不再传tag地址了，那内核怎么知道bootargs的

我看了韦老师的设备树里面用的uboot，他那里的uboot在调用theKernel的时候，第三个参数传进来的是设备树文件的地址，并没有传启动参数的保存地址也就是tag地址，那么内核怎么得到bootargs那些参数呢，这个问题也没想明白，在技术群里问了下，他们说可能是启动参数直接放设备树里面了，于是我去看了下设备树，在设备树中找到了下面一行，

	chosen {
		bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";
	};

原来是把启动参数放到设备树里面了。

但是，看了下新版的uboot源码，其实新版里面是可以传tag，也可以传设备树文件地址。新版源码如下图，

而韦老师是因为用的老版的uboot，但是又想在老板uboot里面支持设备树，所以韦老师修改如下

 	theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);
 
+	/* 100ask for device tree, no initrd image used */
+	if (argc == 4) {
+		of_flat_tree = (char *) simple_strtoul(argv[3], NULL, 16);
+
+		if  (be32_to_cpu(*(ulong *)of_flat_tree) == OF_DT_HEADER) {
+			printf ("\nStarting kernel with device tree at 0x%x...\n\n", of_flat_tree);
+
+			cleanup_before_linux ();			
+			theKernel (0, bd->bi_arch_number, of_flat_tree);
+					
+		} else {
+			printf("Bad magic of device tree at 0x%x!\n\n", of_flat_tree);
+		}
+		
+	}
+

如果参数等于4就把设备树地址传给内核，这是因为使用设备树时候，我们输入的bootm命令是4个参数。

bootm <uImage_addr>                            // 无设备树,bootm 0x30007FC0
bootm <uImage_addr> <initrd_addr> <dtb_addr>   // 有设备树

另外还一个问题就是在使用设备树的时候，如果也还是传输过来了bootargs，那么bootargs的优先级更高,

从设备树(dtb格式数据)中解析出bootargs_dts bootargs_正在起飞的蜗牛的博客-CSDN博客

(1)内核启动参数bootargs保存在设备树的chosen节点的bootargs属性；
(2)bootargs数据可以是在dts源文件中定义，也可以是uboot启动内核时传递给内核；
(3)优先级：uboot传递的bootargs参数优先级高于dts中定义的bootargs；
(4)如果是uboot传递的bootargs，在内核解压缩阶段就会调用atags_to_fdt()函数将tag中的bootargs参数转换成dtb的格式，写进dtb数据中；

这时候内核用的应该是zImage-dtb格式：vmlinuz/vmlinux、Image、zImage与uImage的区别_vmlinux和uimage_正在起飞的蜗牛的博客-CSDN博客

4 问题四：内核是怎么解析uboot传过来的tags地址或者设备树地址的

之前老的uboot里面，调用theKernel函数的时候，第三参数是tag地址也就是bootargs的那些地址，但是，新版的uboot里面，调用theKernel函数启动内核的时候，第三个参数可能是tags地址，也可能是设备树地址，那么内核肯定是两种方式都支持，那么是怎么支持的，这个我去看了下这一块的内核源码，先不看head.S了，直接去看start_kernel函数，

asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
	char *command_line;
	char *after_dashes;

	set_task_stack_end_magic(&init_task);
	smp_setup_processor_id();
	debug_objects_early_init();

	cgroup_init_early();

	local_irq_disable();
	early_boot_irqs_disabled = true;

	/*
	 * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
	 * enable them.
	 */
	boot_cpu_init();
	page_address_init();
	pr_notice("%s", linux_banner);
	setup_arch(&command_line);
    ....
    ....//其他代码

然后看这里面的setup_arch函数，在arch/arm/kernel/setup.c里面，

void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
	const struct machine_desc *mdesc;

	setup_processor();
	/*这个__atags_pointer就是uboot穿进来的第三个参数，也就是tag地址或者设备树地址，然后这
	个setup_machine_fdt里面是对设备树是否有效，*/

	mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
	if (!mdesc)
		mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer, __machine_arch_type);//上面判断设备树无效，那说明穿进来的就是tag地址了。那么解析tag。
	if (!mdesc) {
		early_print("\nError: invalid dtb and unrecognized/unsupported machine ID\n");
		early_print("  r1=0x%08x, r2=0x%08x\n", __machine_arch_type,
			    __atags_pointer);
		if (__atags_pointer)
			early_print("  r2[]=%*ph\n", 16,
				    phys_to_virt(__atags_pointer));
		dump_machine_table();
	}

	machine_desc = mdesc;

这里面首先是setup_machine_fdt函数，在这个setup_machine_fdt函数里面调用early_init_dt_verify函数判断是否是有效的设备树，然后再解析设备树。

/**
 * setup_machine_fdt - Machine setup when an dtb was passed to the kernel
 * @dt_phys: physical address of dt blob
 *
 * If a dtb was passed to the kernel in r2, then use it to choose the
 * correct machine_desc and to setup the system.
 */
const struct machine_desc * __init setup_machine_fdt(unsigned int dt_phys)
{
	const struct machine_desc *mdesc, *mdesc_best = NULL;

#if defined(CONFIG_ARCH_MULTIPLATFORM) || defined(CONFIG_ARM_SINGLE_ARMV7M)
	DT_MACHINE_START(GENERIC_DT, "Generic DT based system")
		.l2c_aux_val = 0x0,
		.l2c_aux_mask = ~0x0,
	MACHINE_END

	mdesc_best = &__mach_desc_GENERIC_DT;
#endif

	if (!dt_phys || !early_init_dt_verify(phys_to_virt(dt_phys)))//判断是否有效的dtb
		return NULL;

	mdesc = of_flat_dt_match_machine(mdesc_best, arch_get_next_mach);

	if (!mdesc) {
		const char *prop;
		int size;
		unsigned long dt_root;

		early_print("\nError: unrecognized/unsupported "
			    "device tree compatible list:\n[ ");

		dt_root = of_get_flat_dt_root();
		prop = of_get_flat_dt_prop(dt_root, "compatible", &size);
		while (size > 0) {
			early_print("'%s' ", prop);
			size -= strlen(prop) + 1;
			prop += strlen(prop) + 1;
		}
		early_print("]\n\n");

		dump_machine_table(); /* does not return */
	}

	/* We really don't want to do this, but sometimes firmware provides buggy data */
	if (mdesc->dt_fixup)
		mdesc->dt_fixup();

	early_init_dt_scan_nodes();

如果early_init_dt_verify函数判断不是有效的设备树，那么就调用setup_machine_tags函数，把第三个参数当成tag地址来解析，总结一下就是

setup_arch        
    setup_machine_fdt
        if (!dt_phys || !early_init_dt_verify(phys_to_virt(dt_phys)))//判断是否有效的dtb
        early_init_dt_scan_nodes();
    mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer, __machine_arch_type);前面的没成立，那么说明传进来的不是设备树文件地址，而是启动参数的tag地址，那么这里是直接解析tag参数了，

5 问题五：linux内核官网的疑问

The Linux Kernel Archives

当我登录linux内核官网后，这里tarball是下载源码，然后后面我发现了两个东西patch和inc.patch，然后我鼠标放到patch提示Download patch to previous mainline,然后鼠标放到inc.patch提示Download incremental patch，搞不懂这两个有什么区别，然后我下载inc.patch发现名字是这样的patch-5.10.169-170.xz，那么这个应该是说5.10.169到5.10.170的补丁，但是patch是啥，在技术交流群里问了下，别人跟我说linux的主版本号，我还是不懂，然后我去查了下linux版本号问题，例如5.10.170.21吧，5.10是主版本好，170是次版本号，然后21是扩展版本号，所以这里的patch：Download patch to previous mainline意思是5.10.170针对5.10增加的补丁文件，好，懂了。

然后还一个就是官网主页只显示了几个内核版本，其他版本在上面的那个Http：Index of /pub/

6 下载内核源码

我去The Linux Kernel Archives

这里不下载最新的了，就用4.19.275吧，下载完之后用下面的命令解压。

xz -d linux-4.19.275.tar.xz
tar -xavf linux-4.19.275.tar

7 安装交叉编译工具链

这里用gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz，直接解压，然后设置环境变量就可以了，安装完之后我想看一下是否安装成功了，发现如下错误：

arm-linux-gcc --version
/usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-linux-gcc: line 3: /usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc: No such file or directory

网上搜了下，这是因为操作系统是64位的，而交叉编译工具链是32位的，所以需要安装下面的包兼容32位。

sudo apt-get install lib32z1

8 修改顶层Makefile

这里修改交叉编译工具链

#ARCH		?= $(SUBARCH)

ARCH		?= arm
CROSS_COMPILE   ?= arm-linux-gnueabi-

9 修改时钟频率

arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c中将时钟频率修改为12M，

static void __init smdk2440_init_time(void)
{
	//s3c2440_init_clocks(16934400);
	s3c2440_init_clocks(12000000);
	samsung_timer_init();
}

10 修改MTD分区

arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c文件中，将代码

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
	[0] = {
		.name	= "Boot Agent",
		.size	= SZ_16K,
		.offset	= 0,
	},
	[1] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 1",
		.offset = 0,
		.size	= SZ_2M,
	},
	[2] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 2",
		.offset = SZ_4M,
		.size	= SZ_4M,
	},
	[3] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 3",
		.offset	= SZ_8M,
		.size	= SZ_2M,
	},
	[4] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 4",
		.offset = SZ_1M * 10,
		.size	= SZ_4M,
	},
	[5] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 5",
		.offset	= SZ_1M * 14,
		.size	= SZ_1M * 10,
	},
	[6] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 6",
		.offset	= SZ_1M * 24,
		.size	= SZ_1M * 24,
	},
	[7] = {
		.name	= "S3C2410 flash partition 7",
		.offset = SZ_1M * 48,
		.size	= MTDPART_SIZ_FULL,
	}
};

修改为下面的代码

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
 	[0] = {
		.name	= "bootloader",
		.size	= SZ_256K,
 		.offset	= 0,
 	},
 	[1] = {
		.name	= "device_tree",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
		.size	= SZ_128K,
 	},
 	[2] = {
		.name	= "params",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
		.size	= SZ_128K,
 	},
 	[3] = {
		.name	= "kernel",
		.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
 		.size	= SZ_4M,
 	},
	[4] = {
		.name	= "rootfs",
		.offset	= MTDPART_OFS_APPEND,
 		.size	= MTDPART_SIZ_FULL,
 	}
 };

11 关闭软件ECC校验

修改arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c文件：

12 支持yaffs文件系统

Get Yaffs | Yaffs - A Flash File System for embedded use

yaffs官网上让用下面的命令下载

git clone git://www.aleph1.co.uk/yaffs2

然后需要运行文件系统里面的patch-ker.sh脚本文件，先./patch-ker.sh看一下使用说明

./patch-ker.sh 
usage:  ./patch-ker.sh  c/l m/s kernelpath
 if c/l is c, then copy. If l then link
 if m/s is m, then use multi version code. If s then use single version code

所以这里

13 支持设备树

这里移植内核的时候想把设备树也用上，然后参考了韦东山老师的设备树教程以及彭东林老师的这个博客：https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6241895.html

使用下面的设备树文件

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * SAMSUNG SMDK2440 board device tree source
 *
 * Copyright (c) 2018 weidongshan@qq.com
 * dtc -I dtb -O dts -o jz2440.dts jz2440.dtb
 */
 
#define S3C2410_GPA(_nr)	((0<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPB(_nr)	((1<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPC(_nr)	((2<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPD(_nr)	((3<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPE(_nr)	((4<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPF(_nr)	((5<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPG(_nr)	((6<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPH(_nr)	((7<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPJ(_nr)	((8<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPK(_nr)	((9<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPL(_nr)	((10<<16) + (_nr))
#define S3C2410_GPM(_nr)	((11<<16) + (_nr))

/dts-v1/;

/ {
	model = "SMDK24440";
	compatible = "samsung,smdk2440";

	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
		
	memory@30000000 {
		device_type = "memory";
		reg =  <0x30000000 0x4000000>;
	};
/*
	cpus {
		cpu {
			compatible = "arm,arm926ej-s";
		};
	};
*/	
	chosen {
		bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";
	};

	
	led {
		compatible = "jz2440_led";
		reg = <S3C2410_GPF(5) 1>;
	};
};

将上述文件命名为jz2440.dts，放到arm/boot/dts/jz2440.dts

那同时要修改设备树里面的Makefile，增加 dtb-$(CONFIG_ARCH_S3C2440) += jz2440.dtb

前面设备树文件中compatible = "samsung,smdk2440";

那么在内核arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c文件中首先增加如下定义

14 配置内核

14.1 make s3c2410_defconfig

我们首先使用make s3c2410_defconfig生成.config，然后再用make menuconfig图形化界面上微调。

make s3c2410_defconfig

然后发现报错

  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  YACC    scripts/kconfig/zconf.tab.c
/bin/sh: 1: bison: not found
scripts/Makefile.lib:196: recipe for target 'scripts/kconfig/zconf.tab.c' failed
make[1]: *** [scripts/kconfig/zconf.tab.c] Error 127
Makefile:557: recipe for target 's3c2410_defconfig' failed
make: *** [s3c2410_defconfig] Error 2

网上搜索发现用如下方法解决

sudo apt install bison flex

然后重新执行make s3c2410_defconfig，发现生成了.config，我们执行 make s3c2410_defconfig时所有配置项都被写到.config文件里面去了。

  YACC    scripts/kconfig/zconf.tab.c
  LEX     scripts/kconfig/zconf.lex.c
  HOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.o
  HOSTLD  scripts/kconfig/conf
#
# configuration written to .config
#

14.2 make menuconfig

然后我们执行make menuconfig，make menuconfig其实会去读上面生成的.config文件，然后会出现一个菜单供我们选择。

make menuconfig

这里加一个菜单使用说明：改菜单截图自https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7342031.html

这里首先要配置支持yaff2文件系统。

File systems  ---> 
 	[*] Miscellaneous filesystems  --->
 		<*> yaffs2 file system support

然后再Boot options里面发现设备树默认是选上的。

15 编译内核和设备树文件

配置完成之后用下面命令编译

make uImage -j8

报错

  CALL    scripts/checksyscalls.sh
  CHK     include/generated/compile.h
  Kernel: arch/arm/boot/Image is ready
  Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready
  UIMAGE  arch/arm/boot/uImage
"mkimage" command not found - U-Boot images will not be built
arch/arm/boot/Makefile:90: recipe for target 'arch/arm/boot/uImage' failed
make[1]: *** [arch/arm/boot/uImage] Error 1
arch/arm/Makefile:336: recipe for target 'uImage' failed
make: *** [uImage] Error 2

说明缺少 mkimage ，有两种解决办法：

利用uboot生成mkimage工具，然后拷贝到/usr/bin 目录下
输入 sudo apt-get install u-boot-tools 命令在线安装；

这里直接用

sudo apt-get install u-boot-tools

然后编译生成了uImage

  CALL    scripts/checksyscalls.sh
  CHK     include/generated/compile.h
  Kernel: arch/arm/boot/Image is ready
  Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready
  UIMAGE  arch/arm/boot/uImage
Image Name:   Linux-4.19.275
Created:      Thu Mar  9 13:45:42 2023
Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size:    3661464 Bytes = 3575.65 KiB = 3.49 MiB
Load Address: 30108000
Entry Point:  30108000
  Kernel: arch/arm/boot/uImage is ready

然后还要编译设备树文件：

make dtbs

生成arch/arm/boot/dts/jz2440.dtb。

16 下载内核

然后把uImage下载到开发板中，启动，发现卡住了。。。。。


NAND read: device 0 offset 0x40000, size 0x20000

Reading data from 0x5f800 -- 100% complete.
 131072 bytes read: OK
## Booting image at 30007fc0 ...
   Image Name:   Linux-4.19.275
   Created:      2023-03-09   6:59:04 UTC
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    3660816 Bytes =  3.5 MB
   Load Address: 30108000
   Entry Point:  30108000
   Verifying Checksum ... OK
OK

Starting kernel with device tree at 0x32000000...

我也不知道错在哪里了，我去内核中的init/main.c中增加打印，