Linux-2.6.32.2核心在mini2440上的移植(四)—根檔案系統製作(3)

移植環境(紅色粗字型字為修改後內容，藍色粗體字為特別注意內容)

1，主機環境：VMare下CentOS 5.5 ，1G記憶體。

2，整合式開發環境：Elipse IDE

3，編譯編譯環境：arm-linux-gcc v4.4.3，arm-none-linux-gnueabi-gcc v4.5.1。

4，開發板：mini2440，2M nor flash，128M nand flash。

5，u-boot版本：u-boot-2009.08

6，linux 版本：linux-2.6.32.2

7，參考文章：

嵌入式linux應用開發完全手冊，韋東山，編著。

Mini2440 之Linux 移植開發實戰指南

製作linux下根檔案系統

系統啟動掛載根檔案系統時Kernel panic

 接上篇，回到nand flash分區的掛載問題

【6】將上篇文章中製作好的mtd-uitls工具位於/root/linux-test/mtdtools/mtd-utils/usrdir/sbin目錄下工具複製到已經製作的根檔案系統的usr/sbin目錄下

[root@localhost mtdtools]# cp -a mtd-utils/usrdir/usr/sbin/* /nfsboot/rootfs/usr/sbin/
[root@localhost mtdtools]#

【7】測試mtd工具的正確性，有關mtd工具的使用請參考mtd-utils 工具的使用

在min2440啟動後，在終端中運行

[root@mini2440 /]#flash_info
Illegal instruction
[root@mini2440 /]#

      網上搜尋發現，illegal instruction是非法指令，出現 illegal instruction 的原因是程式收到了SIGILL訊號，而這個訊號是cpu在發現非法指令之後發出一個異常，然後由負責處理該異常的核心的ISR對含有這個非法指令的進程發出的。程式收到這個訊號，一般就是報告 illegal instruction 錯誤資訊。

       可執行程式含有非法指令的原因，一般也就是cpu架構不對，編譯時間指定的march和實際執行的機器的march不同。這種情況，因為工具鏈一樣，串連指令碼一樣，所以可執行程式可以執行，不會發生exec format error。但是會包含一些不相容的指令。還有另外一種可能，就是程式的執行許可權不夠，比如在目態下啟動並執行程式只能執行非特權指令，一旦CPU遇到特權指令，將產生illegal instruction錯誤。

       在系統運行過程中，處理機狀態是動態變化的。從目態轉換為管態只能通過中斷來實現。從管態到目態的轉換可通過修改程式狀態字PSW來實現。很有可能是你編譯和啟動並執行CPU架構或者核心不一樣導致。

       另外，linux是sysV風格的UNIX系統，freeBSD是BSD風格的UNIX系統。

編譯器支援新的嵌入式應用程式二進位介面標準EABI，而kernel預設並未開啟對eabi的支援，編繹使用的是非EABI的編譯器。這時需要

Kernel Features  ---> 

 [*] Use the ARM EABI to compile the kernel (CONFIG_AEABI=y)                       
 [*]   Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTA) (CONFIG_OABI_COMPAT=y)

嘗試方式一

配置核心開啟eabi 和old eabi支援選項，然後複製編譯器下lib庫檔案到目標板lib庫中(arm-linux-gcc v4.4.3)

[root@localhost ~]# cp -a  /usr/local/arm/4.4.3/lib/ /nfsboot/rootfs/lib
[root@localhost ~]#

然後用arm-linux重新編譯產生的工具位於mtdtools/mtd-utils/mtd_install/usr/sbin複製到根目錄usr/sbin

[root@localhost ~]# cp -a  ./linux-test/mtd-utils-1.4.4/mtd_install/usr/sbin/ /nfsboot/rootfs/usr/sbin

再次啟動min2440後，在終端中運行

[root@mini2440 /]#flash_info
Illegal instruction
[root@mini2440 /]#

經過仔細檢查，上面的操作有點問題，就是cp的的結果是lib下又建了一個lib目錄，sbin下又建了一個sbin目錄，現在分別將lib下的lib子目錄和sbin下的sbin子目錄的檔案移動到上一級的目錄中，替換掉之前已經存在相應檔案，正確的操作

[root@localhost ~]# cp -av  /usr/local/arm/4.4.3/lib/* /nfsboot/rootfs/lib

[root@localhost ~]# cp -av  ./linux-test/mtd-utils-1.4.4/mtd_install/usr/sbin/* /nfsboot/rootfs/usr/sbin

[root@mini2440 /]#flash_info
Usage: flash_info device

OK，總算得到了可以在目標板上執行的mtd操作工具！

嘗試方式二

參考Illegal instruction的解決方案這篇文章，把/usr/local/arm/compiler/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib目錄(也就是你的編譯器的庫目錄)下的所有檔案拷貝到根目錄的lib目錄下，然後修改核心Makefile使CROSS=arm-none-linux-gnueabi-
（即v4.5.1版本，arm-linux-是友善官方提供的4.4.3版本）。

(1)修改linux-2.6.32.2根目錄下Makefile的CROSS_COMPILE

[root@localhost linux-2.6.32.2]# vim Makefile
開啟編輯器後在命令模式下執行

/CROSS

然後定位到

export KBUILD_BUILDHOST := $(SUBARCH)
ARCH            ?= arm
CROSS_COMPILE   ?= arm-none-linux-gnueabi-

# Architecture as present in compile.h
然後儲存退出，執行

[root@localhost linux-2.6.32.2]# make clean
[root@localhost linux-2.6.32.2]# make uImage
重建uImage映像

(2)將編譯核心的編譯器用lib庫複製到目標板根檔案系統的lib目錄下

[root@localhost linux-2.6.32.2]# cp -a /usr/local/arm/compiler/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/* /nfsboot/rootfs/lib

這裡將方式二作為備用處理手段放到這裡。

【8】首先瞭解下/dev/mtd和/dev/mtdblock的區別

(1)/dev/mtdn是linux中的MTD架構中，系統自己實現的mtd分區所對應的字元裝置，其裡面添加了一些ioctl，支援很多命令，如MEMGETINFO，MEMERASE等。而mtd-util中的flash_eraseall等工具，就是以這些ioctl為基礎而實現的工具，實現一些關於flash的操作，比如，mtd工具中的flash_erase等。

if(ioctl(fd,MEMGETINFO,&meminfo) != 0)
 {
  perror("MEMGETINFO");
  close(fd);
  exit(1);
 }

其中，MEMGETINFO，就是linux mtd中的\drivers\mtd\nand\mtdchar.c中的：

 case MEMGETINFO:
  info.type = mtd->type;
  info.flags = mtd->flags;
  info.size = mtd->size;
  info.erasesize = mtd->erasesize;
  info.writesize = mtd->writesize;
  info.oobsize = mtd->oobsize;
  /* The below fields are obsolete */
  info.ecctype = -1;
  info.eccsize = 0;
  if (copy_to_user(argp, &info, sizeof(struct mtd_info_user)))
   return -EFAULT;
  break;

而/dev/mtdblockn，是NandFlash驅動中，驅動在用add_mtd_partitions()添加MTD裝置分區而產生的對應的塊裝置。根據以上內容也更加明白，為什麼不能用nandwrite，flash_eraseall，flash_erase等工具去對/dev/mtdblockn去操作了，因為/dev/mtdblock中不包含對應的ioctl，不支援你這麼操作。

(2)mtd char裝置的主裝置號是90；而mtdblock裝置的主裝置號是31；

     此裝置號定義在\include\linux\mtd\mtd.h中

(3)mtd塊裝置的大小可以通過查看分區資訊來得到：

[root@mini2440 /]#cat proc/partitions
major minor  #blocks  name

  31        0        256 mtdblock0
  31        1        128 mtdblock1
  31        2       5120 mtdblock2
  31        3     125568 mtdblock3
  31        4     131072 mtdblock4
[root@mini2440 /]#

上面顯示的塊裝置的大小，是block的數目，每個block是1KB；而每個字元裝置，其實就是對應著上面的餓每個裝置，即/dev/mtd0對應/dev/mtdblock0，以此類推，換句話說，mtdblockn的一些屬性，也就是mtdn的屬性，比如大小。

(4)對每個mtd字元裝置的操作，比如利用nandwrite去對/dev/mtd0寫資料，實際就是操作/dev/mtdblock0。而這些操作裡面涉及到得offset都指的是mtd分區內的位移。比如向/dev/mtd1的offset為0的位置寫入資料，實際操作的物理位移是offset=/dev/mtd0的大小=128KB。

【9】向mtdblock3分區中寫入根檔案系統

(1)查看分區資訊

[root@mini2440 /]#mtd_debug info /dev/mtd3
mtd.type = MTD_NANDFLASH
mtd.flags = MTD_CAP_NANDFLASH
mtd.size = 128581632 (122M)
mtd.erasesize = 131072 (128K)
mtd.writesize = 2048 (2K)
mtd.oobsize = 64
regions = 0

(2)擦除nand 的mtd3分區
 [root@mini2440 /]#flash_erase dev/mtd3 0x560000 0x1e0
Erasing 128 Kibyte @ 4140000 -- 100 % complete
[root@mini2440 /]#mount -t yaffs dev/mtd3 mnt/yaffs
mount: mounting dev/mtd3 on mnt/yaffs failed: Block device required
[root@mini2440 /]#mount -t yaffs dev/mtdblock3 mnt/yaffs
yaffs: dev is 32505859 name is "mtdblock3" rw

(3)掛載/dev/mtdblock3 到/mnt/yaffs

[root@mini2440 /mnt]#ls yaffs
[root@mini2440 /mnt]#mount -t yaffs /dev/mtdblock3 yaffs
yaffs: dev is 32505859 name is "mtdblock3" rw
yaffs: passed flags ""

(4)將打包好的rootfs.tar.gz檔案系統解壓到剛剛掛載的yaffs目錄下，注意要去掉其結對路徑，解壓後顯示的是根檔案系統內容

[root@mini2440 /mnt]#ls yaffs
bin         etc         lib         mnt         sbin        usr
boot        home        linuxrc     proc        sys         var
dev         init        lost+found  root        tmp         www

【10】修改u-boot啟動參數，從mtdblock3引導

[u-boot@MINI2440]# setenv bootargs 'noinitrd console=ttySAC0,115200 init=/linuxr
c mem=64M root=/dev/mtdblock3 rw rootfstype=yaffs ip=10.1.0.129:10.1.0.128:10.1.
0.1:255.255.255.0::eth0:off'
[u-boot@MINI2440]# saveenv
Saving Environment to NAND...
Erasing Nand...
Erasing at 0x4000000000002 --   0% complete.
Writing to Nand... done
[u-boot@MINI2440]#

【11】重啟開發板後，檢查啟動資訊

... ...

IP-Config: Complete:
     device=eth0, addr=10.1.0.129, mask=255.255.255.0, gw=10.1.0.1,
     host=10.1.0.129, domain=, nis-domain=(none),
     bootserver=10.1.0.128, rootserver=10.1.0.128, rootpath=
yaffs: dev is 32505859 name is "mtdblock3" rwyaffs: passed flags ""
VFS: Mounted root (yaffs filesystem) on device 31:3.
Freeing init memory: 112K
----------munt all----------------
***********************************************
************booting to mini2440 *****************
Kernel version:linux-2.6.32.2
the fans:singleboy
Date:2011.5.30
***********************************************

Please press Enter to activate this console.

可以看根系統成功地引導起來了。

這也說明之前用來製作yaffs映像的工具存在問題。

【12】總結

為了能夠從nand flash 引導根檔案系統，整個過程可謂比較曲折，不過通過學習和研究，獲得了其它途徑來解決此問題也有簡便辦法。

(1)掛載nfs檔案系統，確保整個系統能夠從nfs正確引導。

(2)確保能夠在啟動資訊中看到有關yaffs資訊，否則說明yaffs檔案系統本身存在問題

(3)嘗試從nfs啟動的系統中掛載mtdblockx分區，由於系統本身並未帶mtd工具，注意mtd工具的製作。

(4)在掛載mtdblockx成功後，可以nfs伺服器端直接將根檔案系統打包到nfs根檔案系統的root或home目錄下，然後再到開發板的控制終端中將根檔案系統解壓到mtdblock分區中，注意一定要去掉其絕對路徑。

(5)修改u-boot啟動參數從mtdblockx引導。

遺留問題，UBI檔案系統在u-boot和linux系統上的移植

接下來，將進行核心的RTC驅動移植