【Uboot学习随笔-基于tiny6410和uboot-2010.09】之-----启用MMU

随笔中记录的都是笔者学习Uboot过程中遇到的一些问题和解决方法，主要是将解决问题的过程和一些小经验、小技巧记录了下来。现在把一些感觉有点价值的内容搬到博客中供读者参考。

 

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20:47

根据刚才说的，我在Makefile里直接设置RAM_TEXT为0xce000000，这样就可以启用MMU。（参见：http://blog.youkuaiyun.com/newthinker_wei/article/details/8424275）
但实际操作时又出现问题：

common/libcommon.a(cmd_ext2.o): In function `do_ext2load':
/public_desk/temp/uboot/u-boot-2010.09/common/cmd_ext2.c:191: undefined reference to `get_partition_info'
fs/ext2/libext2fs.a(dev.o): In function `ext2fs_set_blk_dev':
/public_desk/temp/uboot/u-boot-2010.09/fs/ext2/dev.c:45: undefined reference to `get_partition_info'
make: *** [u-boot] Error 1

第一反应就是，可能由于我将RAM_TEXT设为高端地址开起了CONFIG_ENABLE_MMU这个宏后，影响了其他的一些宏定义，导致有些库没有被编译。看看哪些地方涉及到了CONFIG_ENABLE_MMU这个宏吧，于是在源码目录下搜索包含CONFIG_ENABLE_MMU的文件，找到了五六个这样的文件，依次打开看看，找找其中跟CONFIG_ENABLE_MMU相关的部分。在 include/configs/smdk6400.h 中，发现有以下几行可能会对编译产生些影响，其他地方出现的CONFIG_ENABLE_MMU对编译结果的影响并不大：

#if !defined(CONFIG_ENABLE_MMU)
#define CONFIG_CMD_USB                  1
#define CONFIG_USB_S3C64XX
#define CONFIG_SYS_USB_OHCI_REGS_BASE           0x74300000
#define CONFIG_SYS_USB_OHCI_SLOT_NAME           "s3c6400"
#define CONFIG_SYS_USB_OHCI_MAX_ROOT_PORTS      3
#define CONFIG_SYS_USB_OHCI_CPU_INIT            1
#define CONFIG_USB_STORAGE      1
#define CONFIG_USB_OHCI_NEW             1
#endif

这里发现如果使能了MMU，那么USB相关的一系列宏将被屏蔽掉。这个影响应该比较大，但是到底怎么影响编译结果了？再回头看看make时的出错信息，发现出现的两个错误都是提示获取分区信息的函数找不到了，而且都跟ext2文件相关，但USB的设置会影响文件系统部分吗？个人感觉这个关联度应该不大啊，于是开始怀疑除了USB这块儿可能还有其他地方出问题。但没有使用MMU的时候可以正确编译，而现在跟刚才比就是多设置了一个使能MMU而已，根据刚才搜索出来的几个文件MMU的设置除了USB外貌似没有影响其他部分阿，难道还有些小地方我没注意到？uboot这么庞大的代码树让人看了就觉得头痛，去分析它下面的细节就更加纠结。进行到这里时我已感觉有点力不从心，脑子里特别乱，而且也快没耐心再分析下去了。

歇一会儿，继续研究。

根据出错提示可以知道get_partition_info这个函数找不到了，于是在snavigator环境中进入cmd_ext2.c找到get_partition_info，跳到定义处，发现这个函数的定义在 disk/part.c 文件中。进入disk子目录，打开此目录下的Makefile，找到出现part.o的地方，发现这样几句：
COBJS-y += part.o
COBJS-$(CONFIG_MAC_PARTITION)   += part_mac.o
COBJS-$(CONFIG_DOS_PARTITION)   += part_dos.o
看来part.o是无条件生成的，所以不可能是缺少哪个宏定义而没有编译part.c。但出错提示却说part.o里的一个函数找不到了，于是问题应该出在part.c本身，看这个源文件内部是否有什么条件编译不能满足。进入part.c，细看一下，果然发现这个文件大部分内容都有这个编译条件：

#if (defined(CONFIG_CMD_IDE) || \
     defined(CONFIG_CMD_MG_DISK) || \
     defined(CONFIG_CMD_SATA) || \
     defined(CONFIG_CMD_SCSI) || \
     defined(CONFIG_CMD_USB) || \
     defined(CONFIG_MMC)  || \
     defined(CONFIG_SYSTEMACE) )

刚才make时提示所缺的get_partition_info也受这个条件约束。终于有点眉目，而且更加令人兴奋的是这里也出现了CONFIG_CMD_USB，回头看看刚才的 include/configs/smdk6400.h 文件，发现如果使能了MMU，那么USB这个宏将被屏蔽。不过这还不够，因为只有当上面括号里所有的宏都没有被定义时，才可以确定part.o文件中的内容没有被编译。这些宏看起来都是跟硬盘、SD卡相关的，嵌入式一般没人用硬盘，SD卡倒有可能用。不乱猜了，直接回到smdk6400.h文件中看一下。依次搜索上面的宏，果然都没有出现！（USB宏出现了，不过被屏蔽了，哈哈）。看来确实是这里出的问题，刚才发现的被屏蔽掉的USB相关宏就通过这里影响了编译结果！
找到问题根源所在，下面就是解决问题了。通过错误提示可以看出，有两个解决方案。第一个方案就是把part.c中的条件编译改成无条件编译，这样get_partition_info函数就有了；第二个方案就是把用到part.o中函数的模块都去掉。我用的是第二个方案，因为用不到ext2文件系统。part.c文件中用条件编译，也是告诉我们，当括号里那几个宏都没有出现时，part.o中的函数是用不到的（当不用硬盘不用SD卡时，ext2确实也没什么用，NADN上一般都是用的yaffs2）。

动手前重新看看出错信息
common/libcommon.a(cmd_ext2.o): In function `do_ext2load':
/public_desk/temp/uboot/u-boot-2010.09/common/cmd_ext2.c:191: undefined reference to `get_partition_info'
fs/ext2/libext2fs.a(dev.o): In function `ext2fs_set_blk_dev':
/public_desk/temp/uboot/u-boot-2010.09/fs/ext2/dev.c:45: undefined reference to `get_partition_info'
make: *** [u-boot] Error 1

对于第一个错误，需要将libcommon.a库中的cmd_ext2.o模块去掉。于是进入common子目录，打开其中的Makefile，找到这一行：
COBJS-$(CONFIG_CMD_EXT2) += cmd_ext2.o
可见，cmd_ext2.o模块的编译与否，取决于CONFIG_CMD_EXT2这个宏的值。所以我们只需去掉这个宏即可。再次进入smdk6400.h文件，找到"#define CONFIG_CMD_EXT2"，将其注释掉。（重新make smdk6400_config后 include/autoconf.mk 中就不存在CONFIG_CMD_EXT2的定义了）。当然这一步也可直接在 common/Makefile 中将cmd_ext2.o去掉，但感觉这样不好，因为这样的话uboot中就多了一个垃圾宏（CONFIG_CMD_EXT2）。

对于第二个错误，我们直接不要libext2fs.a这个库了。进入顶层Makefile，去掉LIBS中的"libext2fs.a"即可 。

这样再次编译就可以通过了。但是编译通过后，下载到开发板上无法运行。猜想可能是u-boot中没有进行内存映射，但依稀记得start.S文件中好像有关于mmu_table的定义，难道是内存映射表设置的有问题？如果uboot自己设置页表的话，那它肯定需要知道实际物理内存的起始地址和对应的虚拟起始地址（uboot一般都是线性映射），也就是说肯定有相应的宏定义。重新打开start.S文件，注意到了这行：
_TEXT_PHY_BASE:
        .word   CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE
这里用到一个CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE宏，再结合前面的标号_TEXT_PHY_BASE，不难猜到这个就是指物理内存的起始地址。追踪一下这个宏定义，start.S开头是：
#include <config.h>
#include <version.h>
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
#include <asm/proc/domain.h>
#endif
那这个宏定义肯定就在上面包含进来的这几个文件中了（还有这几个文件包含的其他文件），一个一个找吧。一般这些平台相关的宏定义都在与开发板同名的头文件中，于是就先找 smdk6400.h （虽然我用的是tiny6410，但我移植Uboot没有再新建tiny6410相关目录，因为那样的话命名带来的问题就要改一大堆东西），果然找到了，都在这里：

/* base address for uboot */
#define CONFIG_SYS_PHY_UBOOT_BASE       (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x07e00000)
/* total memory available to uboot */
……
……
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE      0xc0000000
#define CONFIG_BOOTCOMMAND      "nand read 0xc0018000 0x60000 0x1c0000;" \
                                "bootm 0xc0018000"
#else
#define CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE      CONFIG_SYS_SDRAM_BASE
#define CONFIG_BOOTCOMMAND      "nand read 0x50018000 0x60000 0x1c0000;" \
                                "bootm 0x50018000"
#endif
/* NAND U-Boot load and start address */
#define CONFIG_SYS_UBOOT_BASE           (CONFIG_SYS_MAPPED_RAM_BASE + 0x07e00000)
……
……
……
#define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE   0x50000000
……

好了，物理内存起始地址(0x50000000)、对应的虚拟起始地址(0xc0000000)、Uboot的起始位置都有了，看样子uboot里确实将页表按照这些宏设置好了？看了下这些地址的设置，跟我的开发板一样（主要是内存起始地址0x50000000没错就行），那为什么不能运行呢？难道是把IO、寄存器也映射到其他地址了？

后来直接 arm-linux-objdump -d u-boot，  仔细看了看U-boot的反汇编，发现虽然在start.S文件中有mmu_table的定义，但u-boot中只是指定了这个页表的地址，而没有真正实现这个页表。推断依据：

反汇编中
  c7e00188 <_mmu_table_base>:
  c7e00188:       c7e28000        .word   0xc7e28000
这两行对应start.S文件中的：
#ifdef CONFIG_ENABLE_MMU
_mmu_table_base:
        .word mmu_table
#endif
如果Uboot确实实现了这个页表，那么在反汇编文件的其他地方肯定还会出现 _mmu_table_base、c7e28000、c7e00188 这样的字眼，但是搜索后发现其他地方并未出现这些标号和数字。

所以要想使用MMU可能还要自己花功夫设置页表。
我开发板带的编译好的内核需要放在0xc0000000地址处才能正常bootm，以前一直是用开发版带的Uboot，这次想用自己的Uboot引导一下那个内核，发现问题还真不少，衰。