Linux系统移植：官板 uboot 修改（下）

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Linux系统移植：官板 uboot 修改（下）

上一节我们将官板的 uboot 修改后适配正点原子开发板，可以编译成功下载运行，但其中还有不少驱动没有移植完成，本节完成部分驱动和环境变量配置，适配开发板

修改驱动主要在我们上一章移植的 mx6ull_alientek_emmc.h 和 board/freescake/mx6ull_alientek_emmc/mx6ull_alientek_emmc.c 文件中进行修改

一、LCD 驱动修改

修改 LCD 驱动重点注意以下几点：

  • LCD 所使用的 GPIO，查看 uboot 中 LCD 的 IO 配置是否正确
  • LCD 背光引脚 GPIO 的配置
  • LCD 配置参数是否正确

原子的开发板和官板的 LCD 接口一致，所以不用修改，IO参数可以在 mx6ull_alientek_emmc.c 中的 lcd_pads 变量查看到

所以我们主要修改软件参数，在文件 mx6ull_alientek_emmc.c 中找到如下所示内容：

这段代码定义了一个 display_info_t 结构体，包含了 LCD 的分辨率，像素格式以及其他参数信息

display_info_t 定义在文件 arch/arm/include/asm/imx-common/video.h 中，详细可以去看一看

其中参数如下：

  • bus：LCD 寄存器基地址

  • pixfmt：像素格式，此处使用 RGB888 就是 24 位

  • mode 是 fb_videomode 结构体 ：成员变量为 LCD 的参数

    • name：LCD 名字，要和环境变量中的 panel 相等

    • xres、yres：LCD X 轴和 Y 轴像素数量

    • pixclock：像素时钟，每个像素时钟周期的长度，单位为皮秒

    • left_margin：HBP，水平同步后肩

    • right_margin：HFP，水平同步前肩

    • upper_margin：VBP，垂直同步后肩

    • lower_margin：VFP，垂直同步前肩

    • hsync_len：HSPW，行同步脉宽

    • vsync_len：VSPW，垂直同步脉宽

    • vmode：扫描模式一般为 FB_VMODE_NONINTERLACED，也就是不使用隔行扫描

具体屏幕参数参考如下：

按照上面参数计算，时钟计算方式如下：

pixclock=(1/屏幕主频)*10^12

屏幕移植后要将 mx6ull_alientek_emmc.h 中的 panel 参数名称和 fb_videomode 结构体的 name 相同，挂载成功后如下：

按道理屏幕会显示 NXP 的 LOGO 但是我移植完并没有显示，直接下载原子的代码也不能正常显示，原子提供代码和硬件肯定存在问题，查看的参考源码和我上面提供的参数，出处很大，后面需要再研究研究，但大致思路没有问题

二、网口驱动修改

IMX 有两个网口接口 ENET1 和 ENET2；

ENET1 的网络 PHY 芯片为 LAN8720A，通过 RMII 接口与 I.MX6ULL 相连，I.MX6U-ALPHA 开发板 ENET1 的网络原理图如图：

开发板的 ENET1 引脚与 NXP 官方的 I.MX6ULL EVK 开发板基本一样，只有复位引脚不同

I.MX6ULL 通过 MDIO接口来读取 PHY 芯片的内部寄存器，来判断当前的物理链接状态、连接速度 (10M 还是 100M) 和双工状态 (半双工还是全双工)

MDIO 接口有两个引脚，ENET_MDC 和 ENET_MDIO，ENET_MDC 提供时钟，ENET_MDIO 进行数据传输。一个 MDIO 接口可以管理 32 个 PHY 芯片，同一个 MDIO 接口下的这些 PHY 使用不同的器件地址来做区分，MIDO 接口通过不同的器件地址即可访问到相应的 PHY 芯片

ENET1 上连接的 LAN8720A器件地址为 0X0，要修改 ENET1 网络驱动的话重点就三点：

  • ENET1 复位引脚初始化
  • LAN8720A 的器件 ID
  • LAN8720 驱动

ENET2 驱动和 1 基本相同，但 ENET2 的复位引脚 ENET2_RST 接到了 I.MX6ULL 的 SNVS_TAMPER8 上，ENET2 所使用的 PHY 芯片器件地址为 0X1，所以修改 uboot 驱动分为以下的步骤：

2.1 PHY 地址修改

打开 mx6ull_alientek_emmc.h，看到如下宏定义：

宏 CONFIG_FEC_ENET_DEV 用于选择使用哪个网口，默认为 1，也就是选择 ENET2

CONFIG_FEC_MXC_PHYADDR 为 PHY 地址

宏 CONFIG_PHY_MICREL 用于使能 uboot 中的 PHY 驱动，修改为 CONFIG_PHY_SMSC

2.2 删除 uboot 中 74LV595 的驱动代码

芯片地址修改完成以后就是网络复位引脚的驱动修改，NXP 官方 I.MX6ULL EVK 开发板使用 74LV595 来扩展 IO，两个网络的复位引脚就是由 74LV595 来控制的。正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板并没有使用 74LV595，因此打开 mx6ull_alientek_emmc.c，删除如下代码：

替换为如下：

#define ENET1_RESET IMX_GPIO_NR(5, 7)
#define ENET2_RESET IMX_GPIO_NR(5, 8)

ENET1 的复位引脚连接到 SNVS_TAMPER7 上，对应 GPIO5_IO07

ENET2 的复位引脚连接到 SNVS_TAMPER8 上，对应 GPIO5_IO08

然后 在 mx6ull_alientek_emmc.c 中找到如下 IO 配置代码结构体，然后删除掉：

然后找到 iox74lv_set 和 iox74lv_init 函数，将他们删除

找到 board_init 函数调用的 iox74lv_init 和 imx_iomux_v3_setup_multiple_pads，然后删除：

2.3 添加 I.MX6U-ALPHA 开发板网络复位引脚驱动

2.2 中我们删除了引脚的初始化代码，2.3 小节需要添加初始化代码：

找到 iomux_v3_cfg_t const fec1_pads[] 和 iomux_v3_cfg_t const fec2_pads[]，这两个结构体数组 fec1_pads 和 fec2_pads 是 ENET1 和 ENET2 这两个网口的 IO 配置参数，我么添加两个网口的复位 IO 配置参数

MX6_PAD_SNVS_TAMPER7__GPIO5_IO07 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),
MX6_PAD_SNVS_TAMPER8__GPIO5_IO08 | MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL),

添加后如下：

找到网口初始化函数 setup_iomux_fec：

添加网口芯片复位代码：

硬件复位很重要，必须添加

2.4 修改驱动函数

打开文件 drivers/net/phy/phy.c，找到函数 genphy_update_link，这是个通用 PHY 驱动函数此函数用于更
新 PHY 的连接状态和速度。使用 LAN8720A 的时候需要在此函数中添加一些代码，修改后的函数 genphy_update_link 如下

这段代码的宏，我们在一开始已经添加了，只有使用 SMSC 公司的 PHY 这段代码才会执行，读取LAN8720A 的 BMCR 寄存器，然后向寄存器 BMCR 寄存器写入 BMCR_RESET，软件复位 LAN8720A，然后等待 LAN8720A 软件复位完成，最后重新向 BMCR 寄存器写入以前的值

到此网口修改完成，编译下载，运行观察

检测 NET 使用 FEC1成功，下面我们把开发板连接到电脑，设置电脑的网口和开发板在同一个 IP 下，用开发板 Ping Windows 和 ubuntu 的 IP 地址，结果如下，网口 Ping 通

三、其他修改

修改 uboot 启动后的板子名称，打开文件 mx6ull_alientek_emmc.c，找到函数 checkboard：

修改名称：

puts("Board: MX6ULL ALIENTEK EMMC\\n");

编译下载，观察现象：

四、bootcmd 和 bootargs 修改

uboot 中有两个非常重要的环境变量 bootcmd 和 bootargs，这两个变量采用类似 shell 脚本语言编写的，里面有很多的变量引用，这些变量都是环境变量，很多是 NXP 定义的，文 件 mx6ull_alientek_emmc.h 中的宏
CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS 保存着这些环境变量的默认值

CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS 是个条件编译语句，通过宏定义在使用 NAND 和 EMMC 的时候宏CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS 的值是不同

4.1 bootcmd 修改

bootcmd 保存着 uboot 默认命令，uboot 倒计时结束以后就会执行 bootcmd 中的命令，这些命令一般都是用来启动 Linux 内核的，比如读取 EMMC 或者 NAND Flash 中的 Linux 内核镜像文件和设备树文件到 DRAM 中，然后启动 Linux 内核，板子第一次运行 uboot 的时候都会使用默认值来设置 bootcmd 环境变量，在文件 include/env_default.h 中代码如下：

可以看到 uchar default_environment[] 数组保存了环境变量，我们可以在这个位置设置 bootcmd 的默认值！

也有一些环境变量调用了其他宏定义，比如 CONFIG_BOOTCOMMAND 这个宏定义，在 mx6ull_alientek_emmc.h 文件中可以找到：

这段代码使用类似 shell 语言代码编写：

  • run findfdt：使用的是 uboot 的 run 命令来运行 findfdt，用来查找开发板对应的设备树文件(.dtb)

findfdt 内容如下：

"findfdt="\\
"if test $fdt_file = undefined; then " \\
"if test $board_name = EVK && test $board_rev = 9X9; then " \\
"setenv fdt_file imx6ull-9x9-evk.dtb; fi; " \\
"if test $board_name = EVK && test $board_rev = 14X14; then " \\
"setenv fdt_file imx6ull-14x14-evk.dtb; fi; " \\
"if test $fdt_file = undefined; then " \\
"echo WARNING: Could not determine dtb to use; fi; " \\
"fi;\\0" \\

如果 fdt_file 为 undefined 的话，那 uboot 就会根据板子信息得出所需的.dtb 文件名

  • mmc dev $mmcdev 用于切换 mmc 设备，mmcdev 为 1，因此这行代码就是：mmcdev 1，也就是切换到 EMMC 上
  • 后面的代码先执行 mmc dev $mmcdev切换到 EMMC 上，然后使用命令 mmc rescan 扫描看有没有 SD 卡或者 EMMC 存在，若没有执行 run netboot，netboot 是一个自定义的环境变量，从网络启动 Linux
  • 如果有 EMMC 存在，先运行 loadbootscript 环境变量，该变量如下：
loadbootscript=fatload mmc $mmcdev:$mmcpart $loadaddr $script;

其中 mmcdev=1，mmcpart=1，loadaddr=0x80800000，script= boot.scr，这段代码 loadbootscript 就是从 mmc1 的分区 1 中读取文件 boot.src 到 DRAM 的 0X80800000 处

如果加载 boot.src 文件成功就运行 bootscript 环境变量，变量如下：

bootscript=echo Running bootscript from mmc ...;
source

如果 loadbootscript 没有执行成功，就会运行环境变量 loadimage，内容如下：

loadimage=fatload mmc $mmcdev:$mmcpart $loadaddr $image

其中 mmcdev=1，mmcpart=1，loadaddr=0x80800000，image = zImage，这段代码就是从 mmc1 的分区中读取 zImage 到内存的 0X80800000 处，当加载 linux 镜像文件 zImage 成功以后就运行环境变量 mmcboot，mmcboot 环境变量如下：

输出信息，然后运行环境变量 mmcargs（mmcargs 用来设置 bootargs），然后判断boot_fdt是否为yes或者try，进而是否加载设备树，如果读取.dtb 文件成功的话那就调用命令 bootz 启动 linux，然后 Linux 内核启动

总结一下该命令执行过程：

  • 切换到 EMMC
  • 读取 zImage 镜像文件到 0x80800000
  • 读取设备树文件到 0x83000000
  • 启动 Linux

4.2 bootargs 修改

bootargs 保存着 uboot 传递给 Linux 内核的参数，bootargs 环境变量是由 mmcargs 设置的，mmcargs 环境变量如下：

mmcargs=setenv bootargs console=$console,$baudrate root=$mmcroot

其中 console=ttymxc0，baudrate=115200，mmcroot=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw，所以 mmcargs 就是设置 bootargs 的值为 “console= ttymxc0, 115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw”，bootargs 就是设置了很多的参数的值，这些参数 Linux 内核会使用到，主要用到的参数如下：

4.2.1 console

console 用来设置 linux 终端(或者叫控制台)，一般设置串口作为 Linux 终端，I.MX6ULL 的串口 1 在 linux 下的设备文件就是/dev/ttymxc0，刚刚代码中的 console= ttymxc0, 115200 就是设置串口波特率

4.2.2 root

root 用来设置根文件系统的位置，root=/dev/mmcblk1p2 用于指明根文件系统存放在 mmcblk1 设备的分区 2 中

/dev/mmcblkx(x=0~n)表示 mmc 设备

而/dev/mmcblkxpy(x=0n,y=1n)表示 mmc 设备 x 的分区 y

在 I.MX6U-ALPHA 开发板中 /dev/mmcblk1 表示 EMMC，而 /dev/mmcblk1p2 表示 EMMC 的分区 2

4.2.3 rootfstype

此选项一般配置 root 一起使用，rootfstype 用于指定根文件系统类型，如果根文件系统为 ext 格式保持默认就行，如果根文件系统是 yaffs、jffs 或 ubifs 的话就需要设置此项

到此 uboot 的修改基本完成，下一节就是启动 Linux 内核了

以上是关于Linux系统移植：官板 uboot 修改（下）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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