4、uboot对设备树的支持

第01节_传递dtb给内核 : r2

a. u-boot中内核启动命令:
bootm <uImage_addr> // 无设备树,bootm 0x30007FC0
bootm <uImage_addr> <initrd_addr> <dtb_addr> // 有设备树

比如 :
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; // 读内核uImage到内存0x30007FC0
nand read.jffs2 32000000 device_tree; // 读dtb到内存32000000
bootm 0x30007FC0 - 0x32000000 // 启动, 没有initrd时对应参数写为"-"

b. bootm命令怎么把dtb_addr写入r2寄存器传给内核?
ARM程序调用规则(ATPCS) （在百度搜索查看该知识点）

c_function(p0, p1, p2) // p0 => r0, p1 => r1, p2 => r2

定义函数指针 the_kernel, 指向内核的启动地址,
然后执行: the_kernel(0, machine_id, 0x32000000);

c. dtb_addr 可以随便选吗?
c.1 不要破坏u-boot本身
c.2 不要挡内核的路: 内核本身的空间不能占用, 内核要用到的内存区域也不能占用
内核启动时一般会在它所处位置的下边放置页表, 这块空间(一般是0x4000即16K字节)不能被占用

JZ2440内存使用情况:    dtb可以放到空闲区域
　　　　　　------------------------------
0x33f80000 ->| u-boot |
　　　　　　------------------------------
　　　　　　| u-boot所使用的内存(栈等)|
　　　　　　------------------------------
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　 空闲区域　　|
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　------------------------------
0x30008000 ->|  zImage    |       通过mkimage -l arch/arm/boot/ulmage可以知道
　　　　　　------------------------------ uImage = 64字节的头部+zImage
0x30007FC0 ->| uImage头部 |
　　　　　　　　------------------------------
0x30004000 ->| 内核创建的页表         |    分析head.S文件可知道
　　　　　　　------------------------------
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　|　　　　　　　　　　 |
　　　　　　-----> ------------------------------
　　　　　　|
　　　　　　|
　　　　　　--- (内存基址 0x30000000)

命令示例:
a. 可以启动:
nand read.jffs2 30000000 device_tree
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
bootm 0x30007FC0 - 30000000

b. 不可以启动: 内核启动时会使用0x30004000的内存来存放页表，dtb会被破坏
nand read.jffs2 30004000 device_tree
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
bootm 0x30007FC0 - 30004000

第02节_dtb的修改原理（通过fdt指令可以直接修改二进制的dtb内容，新版本的uboot都支持该指令）

例子1. 修改属性的值,
　　　　假设 老值: len
　　　　新值: newlen (假设newlen > len)

a. 把原属性val所占空间从len字节扩展为newlen字节:
　　把老值之后的所有内容向后移动(newlen - len)字节

b. 把新值写入val所占的newlen字节空间

c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct

d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings

e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize

例子2. 添加一个全新的属性
a. 如果在string block中没有这个属性的名字,
　　就在string block尾部添加一个新字符串: 属性的名
　　并且修改dtb头部信息中string block的长度: size_dt_strings
　　修改dtb头部信息中的总长度: totalsize

b. 找到属性所在节点, 在节点尾部扩展一块空间, 内容及长度为:
　　TAG // 4字节, 对应0x00000003
　　len // 4字节, 表示属性的val的长度
　　nameoff // 4字节, 表示属性名的offset
　　val // len字节, 用来存放val

c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct

d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings

e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize

可以从u-boot官网源码下载一个比较新的u-boot, 查看它的cmd/fdt.c
　　ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

fdt命令调用过程:
　　fdt set <path> <prop> [<val>]

a. 根据path找到节点
b. 根据val确定新值长度newlen, 并把val转换为字节流
c. fdt_setprop
　　c.1 fdt_setprop_placeholder // 为新值在DTB中腾出位置
　　　　fdt_get_property_w // 得到老值的长度 oldlen
　　　　fdt_splice_struct_ // 腾空间
　　　　　　fdt_splice_ // 使用memmove移动DTB数据, 移动(newlen-oldlen)
　　　　　　fdt_set_size_dt_struct // 修改DTB头部, size_dt_struct
　　　　　　fdt_set_off_dt_strings // 修改DTB头部, off_dt_strings

c.2 memcpy(prop_data, val, len); // 在DTB中存入新值

第03节_dtb的修改命令fdt移植

我们仍然使用u-boot 1.1.6, 在这个版本上我们实现了很多功能: usb下载,菜单操作,网卡永远使能等, 不忍丢弃.
需要在里面添加fdc命令命令, 这个命令可以用来查看、修改dtb
从u-boot官网下载最新的源码, 把里面的 cmd/fdt.c移植过来.

u-boot官网源码:
ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

最终的补丁存放在如下目录: doc_and_sources_for_device_tree\source_and_images\u-boot\u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch
补丁使用方法:
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 // 解压
cd u-boot-1.1.6
patch -p1 < ../u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch // 打补丁
make 100ask24x0_config // 配置
make // 编译, 可以得到u-boot.bin

a. 移植fdt命令
a.1 先把代码移过去, 修改Makefile来编译
　　u-boot-2018.11-rc2\lib\libfdt 主要用这个目录,
　　　　　　　　　　它里面的大部分文件是直接包含scripts\dtc\libfdt中的同名文件
　　　　　　　　　　只有2个文件是自己的版本
　　u-boot-2018.11-rc2\scripts\dtc\libfdt

把新u-boot中cmd/fdt.c重命名为cmd_fdt.c , 和 lib/libfdt/* 一起复制到老u-boot的common/fdt目录
修改 老u-boot/Makefile, 添加一行: LIBS += common/fdt/libfdt.a
修改 老u-boot/common/fdt/Makefile, 仿照 drivers/nand/Makefile来修改

a.2 根据编译的错误信息修改源码

移植时常见问题:
i. No such file or directory:
　　要注意,
　　#include "xxx.h" // 是在当前目录下查找xxx.h
　　#include <xxx.h> // 是在指定目录下查找xxx.h, 哪些指定目录呢?
　　　　// 编译文件时可以用"-I"选项指定头文件目录,
　　　　// 比如: arm-linux-gcc -I <dir> -c -o ....
　　　　// 对于u-boot来说, 一般就是源码的 include目录

解决方法:
确定头文件在哪, 把它移到include目录或是源码的当前目录

ii. xxx undeclared :
　　宏, 变量, 函数未声明/未定义

　　对于宏, 去定义它;
　　对于变量, 去定义它或是声明为外部变量;
　　对于函数, 去实现它或是声明为外部函数;

iii. 上述2个错误是编译时出现的,
　　当一切都没问题时, 最后就是链接程序, 这时常出现: undefined reference to `xxx'
　　这表示代码里用到了xxx函数, 但是这个函数没有实现

解决方法: 去实现它, 或是找到它所在文件, 把这文件加入工程

b. fdt命令使用示例
nand read.jffs2 32000000 device_tree // 从flash读出dtb文件到内存(0x32000000)
fdt addr 32000000 // 告诉fdt, dtb文件在哪
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
fdt get value XXX /led pin // 读取/led节点的pin属性, 并且赋给环境变量XXX
print XXX // 打印环境变量XXX的值
fdt set /led pin <0x00050005> // 设置/led节点的pin属性
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
nand erase device_tree // 擦除flash分区
nand write.jffs2 32000000 device_tree // 把修改后的dtb文件写入flash分区