文章目录

DM368的TF卡启动
0. 问题描述
- 0.1 前言
1. 烧写前准备
- 1.1 官方UBL准备
- 1.2 U-Boot的准备
- - 1.2.1 修改UBoot支持TF卡（MMC功能）
  - 1.2.2 将环境变量存入TF卡
- 1.3 Kernel的准备
- 1.4 basefs的准备
- 1.5 启动引脚的设置
2. 正式烧写
- 2.1 TI烧录工具烧写
- - 2.1.1 烧写步骤
  - 2.1.2 烧写分析
- 2.2 手动烧写
- - 2.2.1 TF卡分区操作
  - 2.2.2 格式化主分区
  - 2.2.3 烧录UBL和UBoot
  - 2.2.4 Kernel系统烧录
  - 2.2.5 烧录文件系统
  - - 2.2.5.1 提取JFFS2文件
    - 2.2.5.2 烧写文件系统到TF卡主分区
3. 启动和验证

DM368的TF卡启动

0. 问题描述

需要从TF卡启动DM368，取代原有的NAND启动。

0.1 前言

嵌入式Linux系统的启动简单来说主要是下面几个步骤。

上电，执行ROM中的程序，加载存储设备（TF/Nand/EMMC等）里的启动文件（UBL、UBoot等）
执行UBoot，将Kernel加载到内存中
Kernel通过配置启动FileSystem中的程序（Ubuntu/Android/BusyBox）

从上面分析可知，要使DM368能够从TF卡启动，首先需要查看芯片是否支持TF卡启动、如何更改启动顺序；接下来是如何将系统启动的UBoot&UBL写入存储设备；最后让UBoot成功加载Kernel并使用Kernel启动系统。

1. 烧写前准备

烧写前，需要准备官方的SDMMC-UBL和修改后支持TF卡的UBoot。

1.1 官方UBL准备

这里需要使用官方的UBL_DM36x_SDMMC.bin，如果用修改UBL代码编译出来的SDMMC_UBL则可能会出现错误。

该文件位于SDK下的psp/board_utilities/serial_flash/dm365：

1.2 U-Boot的准备

UBoot主要需要修改如下两个地方：

UBoot对TF卡的支持
将env（uboot的环境变量）写入TF卡中

1.2.1 修改UBoot支持TF卡（MMC功能）

这一步的目的是为了让UBoot支持MMC的相关文件系统命令，例如ext2load、fatload等。

如果进入UBoot命令行后输入ext2load和fatload有类似“Unknown command ‘ext2load’”的提示则这里需要修改。

主要修改点是：在uboot中保证宏 #define CONFIG_MMC的定义。

重新编译uboot，烧写到emmc上后，进入uboot能找到ext2load和fatload命令则修改成功（类似下图）。

1.2.2 将环境变量存入TF卡

有了上述的修改，还没办法实现完全脱离nand启动。因为这时候uboot还是会将启动系统需要的环境变量存在NAND上。

如下图，执行saveenv命令，UBoot还是会写NAND：

仍然修改SDK目录下 psp/u-boot-2010.12/include/configs/davinci_dm365evm.h

注释掉#define CONFIG_ENV_IS_IN_NAND一行，不将环境变量存入NAND
增加定义 #define CONFIG_SYS_MMC_ENV_DEV 0一行，指明存储到MMC 0上

如下图所示：

重新编译即可得到基于TF卡的U-Boot。

这个宏定义主要是影响UBoot源码里common文件夹下的Makefile，去掉env_nand.c的编译，增加env_mmc.c的编译，如下图所示

注意：

由于这里是将环境变量存入TF卡，所以不能和NAND的UBoot通用。

1.3 Kernel的准备

不需要特意准备，直接用之前编译出来的Kernel即可。

1.4 basefs的准备

不需要特意准备，直接用之前的文件系统即可。当然如果有解压好的镜像也可以直接使用。

1.5 启动引脚的设置

从DataSheet可知，DM368支持TF卡启动。

首先设置跳线帽为TF卡启动的状态，BTSEL设置为010：

不设置也可以，在NAND启动失败（在Nand中找不到UBL）后会自行测试SD/MMC启动，如下图：

2. 正式烧写

烧写分为两种情况，一种是使用TI官方的烧录工具烧写，一种是手动烧写。

两种烧写的方式原理都是一样的，都是用了uboot的uflash工具进行烧写。

2.1 TI烧录工具烧写

2.1.1 烧写步骤

烧录工具在SDK目录下的bin文件夹下，有个mksdboot脚本。使用方法参考TMS320DM365 Software Developers Guide下的How to create an SD card：

TF卡通过读卡器连接虚拟机，执行这个脚本就可以生成可启动系统的TF卡。

剩下的就是使用脚本生成环境变量，并在UBoot中写入即可。

如下图，红框所示为环境变量的设置命令，可自己复制出来后，按需修改之后存入uboot中。

2.1.2 烧写分析

从脚本和生成的TF卡看，该脚本主要做了下面几件事情：

将TF卡分成三个区：未分配分区（存放UBL&UBoot）、FAT32分区（存放内核）、EXT3分区（文件系统），如下图：

前面的157MB是20个cylinders，这块后文会详细说明
将FAT32分区挂载，并将Kernel文件复制到该分区，命名为uImage
使用UBoot工具中的uflash烧录官方UBL和UBoot
挂载EXT3分区，并将文件系统复制进分区：

烧写成功后，将TF卡插入，即可从卡启动系统。

2.2 手动烧写

手动烧写和脚本烧写类似，需要下列几个步骤：

TF卡分区，这里我们只分两个，一个未分配，放UBoot和UBL；一个EXT3放文件系统和kernel。
uflash工具烧写UBL和UBoot到TF卡的未分配空间。
复制kernel和文件系统到EXT3分区。

2.2.1 TF卡分区操作

根据TI的文档，能启动系统的TF卡需要有两个分区，一个用于存放UBL和UBoot，放在TF卡头部，长度为20个Cylinder；另一个存放Kernel。

将TF卡插入读卡器，连接电脑并连接到虚拟机，能看到TF卡的设备名字为/dev/sdb1，挂载点/media/0403-0201：

接下来对TF卡重新分区。

首先取消挂载：

umount /media/0403-0201/

然后使用fdisk命令对tf卡重新分区：

fdisk /dev/sdb

先输入p回车查看现有分区：

可以看到这里有一个分区。

d命令删除该分区：

按照如下命令，输入n新建分区，留出前面20个cylinder：

（注意：这里的目的是在TF卡前段留下大约600kByte左右的空间用于存放UBL&UBoot，按照文档所述，一个cylinder大小为32K，但是实际上会有不同。要确保在第一个分区前面有500kByte以上的未分配空间）

Command (m for help): n    #输入n新建分区
Command actione   extendedp   primary partition (1-4)
p                          #输入p代表需要创建主分区
Partition number (1-4): 1  #输入1，代表分区号为1
First cylinder (1-3803, default 1): 20    #输入20，代表留出20个cylinder作为UBL和UBoot的空间
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (20-3803, default 3803):  #最后一个cylinder，直接回车用默认设置，将所有大小进行分配
Using default value 3803Command (m for help):  #到这里操作结束

这里的分区即Kernel和文件系统共用的分区。

最后输入w，保存修改：

2.2.2 格式化主分区

输入命令：mkfs.ext3 /dev/sdb1，对主分区进行格式化。

不需要其他输入，等待格式化完成即可：

结束后，可以将U盘连接到Windows系统，打开磁盘管理看是否满足要求：

可以看到，我们这里留出了149MB的未分配空间，远远超出了需求。

如何确定一个Cylinder实际占多少空间？

回到Linux下，使用命令fdisk -l，查看所有分区：

可以看到，这个TF卡一共是31281119232 Byte，3803个Cylinder。

那么一个Cylinder就是31281119232 / 3803 = 8225379.76Byte ≈ 7.844MByte

第20Cylinder（前面有19个Cylinder） ≈ 7.844MByte*19 = 149M，和上图的分析一致。

因此，实际上在这个TF卡上只要留出一个Cylinder的空间就可以满足了。

但是uflash工具不允许这么做，还是按照20Cylinder进行处理。

2.2.3 烧录UBL和UBoot

再次连接TF卡和虚拟机，按照上文命令用umount卸载TF卡。

进入UBoot源码下的uflash目录psp/u-boot-2010.12/tools/uflash，将上文中官方的SDMMC的UBL和编译出的UBoot文件放进该目录下（文件名可能不一样）：

打开config.txt，查看并按照实际情况修改UBoot的环境变量，主要修改这几个：

bootargs -- 系统启动参数，例如启动分区等，这个需要根据实际情况修改
bootcmd -- 系统启动命令，这个按照实际情况修改
ethaddr/ipaddr -- 网络相关的属性

范例：

bootargs=mem=60M console=ttyS0,115200n8 ip=192.168.1.100:192.168.1.10:192.168.1.1:255.255.255.0 root=/dev/mmcblk0p1 rootwait rootfstype=ext3 rw vpfe_capture.interface=0  davinci_enc_mngr.ch0_output=COMPOSITE davinci_enc_mngr.ch0_mode=pal
baudrate=115200
bootcmd=mmc rescan 0;ext2load mmc 0 0x80700000 boot/uImage; bootm 0x80700000
bootdelay=3
baudrate=115200
bootfile="uImage"
stdin=serial
stdout=serial
stderr=serial
ethact=DaVinci-EMAC
ethaddr=00:33:66:88:00:00
ipaddr=192.168.1.100
serverip=192.168.1.10
ver=U-Boot 2010.12-rc2 (Jun 07 2016 - 22:39:15)

烧录命令：

./uflash -d /dev/sdb -u ubl_DM36x_sdmmc.bin -b dm368_uboot.bin -vv
-d /dev/sdb -- 烧录到设备/dev/sdb，注意不能带分区号，代表烧录到磁盘上
-u ubl_DM36x_sdmmc.bin -- ubl文件，注意要mmc启动的版本
-b dm368_uboot.bin -- uboot文件

烧录成功截图：

2.2.4 Kernel系统烧录

看config.txt中的bootargs（传递给系统的参数）和bootcmd（启动系统的命令）变量的如下内容：

root=/dev/mmcblk0p1  #   变量bootargs中，定义了root在/dev/mmcblk0p1分区
mmc rescan 0;ext2load mmc 0 0x80700000 boot/uImage; bootm 0x80700000 #-- kernel在分区根目录的boot/uImage，由于分区是ext3，所以这里使用ext2load命令

说明启动系统时的步骤是：

先使用mmc rescan 0初始化
使用ext2load mmc 0 0x80700000 boot/uImage，将mmc0的ext3分区的/boot/uImage加载到内存的0x80700000位置
bootm 0x80700000，从0x80700000启动内核，将bootargs传递给kernel

那么Kernel就可以这么烧录：

挂载TF卡后，新建boot文件夹，把Kernel拷进去重命名为uImage即可，如下图（注意大小写）

（其中/media/076e11c6-0ad1-4e0f-967f-437df7460a9d/是TF卡挂载路径）

2.2.5 烧录文件系统

接下来需要将文件系统烧录到TF卡上。这部分操作比较简单，只要将文件系统的所有文件复制到TF卡上即可。

建议不要在Windows下操作，而是全程使用Linux操作，避免出现权限问题和文件名大小写问题（Linux下文件名大小写敏感）

这里我们使用的文件系统是之前做好的用于Nand烧录的bin文件，因此需要从该文件中提取文件系统的数据。

通过file命令可以看到，dm368_basefs.bin是个jffs2镜像文件：

接下来，需要提取里面的文件复制到TF卡上：

2.2.5.1 提取JFFS2文件

加载mtdblock驱动并设置参数：
```
root@ubuntu:~/fs# modprobe mtdblock
root@ubuntu:~/fs# modprobe mtdram total_size=49152 erase_size=128
```
本步骤结束后，可以看到多出了个mtd设备/dev/mtdblock0

dd命令将jffs2镜像复制到mtdblock0：

root@ubuntu:~/fs# dd if=dm368_basefs.bin of=/dev/mtdblock0
28252+1 records in
28252+1 records out
14465364 bytes (14 MB) copied, 0.0691441 s, 209 MB/s

挂载mtdblock0到当前目录下的fs目录：

root@ubuntu:~/fs# mount -t jffs2 /dev/mtdblock0 ./fs/

挂载成功，可以看到fs目录下有所有的basefs文件：

2.2.5.2 烧写文件系统到TF卡主分区

进入fs目录，直接cp -r 复制到tf卡根目录即可。

到这里复制结束，TF卡相关操作完成。

3. 启动和验证

将跳线帽设置为TF卡启动，插入TF卡，开机。

看到UBoot提示从SDMMC启动，说明UBL正常。

进入UBoot，输入saveenv，如果提示保存到MMC而不是nand则说明UBoot修改正常，如下图

reset重启系统，如果能正常加载Kernel进入文件系统则说明Kernel启动正常：

如果能正常启动系统则文件系统正常。

启动后，可以使用df -h查看载入点，会发现根文件系统已经是TF卡了。

至此，TF卡启动验证结束。