Nokia N800开发经验

嵌入式

Nokia N800开发经验

2019-07-13 08:23发布生成海报

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原文出处：刘建文 | 学术半·IT歌·文（http://arttech.us）我是一位理论帝，想问题做事情更多的会从形而上的角度入手。这个结论的证据之一，是从我研究学习嵌入式Linux近一年后才决定购一台掌上电脑做实验。年初的时候就有朋友建议我购一块开发板，通过做实验快速掌握开发技术。但我并不以为然，首先，我认为基本功更重要，开发技术可短期内习得；什么是基本功，对内核结构的深度把握，对硬件的透彻理解；其次，我想我花三五百购块开发板做完后还有什么用？前一个想法的结果是十月底我才购一台机器做实验，后一想法的结果是我购的是诺基亚的n800，而不一次性的祼机板。到目前为止我在n800上做了两个简单的实验，本文记录实验全程，不求同和，但求录之以照后来人。第一个实验交叉编译一个hello模块到n800上，验证开发环境和开发硬件等的可用性；第二个实验是定制一个新内核到n800上，新内核中触摸屏和小键盘以模块形式加载，而非默认的内置。

Nokia N800 设备元信息

OMAP2420 microprocessor with a native speed of 400 MHz
Memory : 128 MiB of RAM and 256 MiB of flash memory
Connectivity : IEEE 802.11 b/g, Bluetooth 2.0 (DUN, OPP, FTP, HFP, HID profiles as well as A2DP/AVRCP and PAN via third party emulation), and USB 2.0 OTG high-speed.
Display & resolution: pressure-sensitive resistive touch-screen LCD 4.1 inches 800×480 at 225 dpi
Expansion : 2 full-sized Secure Digital card slots
Camera : built-in pop-up rotating webcam.
Audio : microphone, stereo speakers, FM radio tuner, 3.5-mm headphone jack (compatible with standard stereo headphones, but also containing a fourth pin with microphone input).

主要设备芯片（控制器）型号

OMAP2420 N8x0 System-on-chip
TMS320 C55x N8x0 DSP
OMAP video N8x0 Video output
PowerVR MBX N8x0 OpenGL ES and OpenVG acceleration
OMAP Boot Tags N8x0 Provides boot information from bootloader (NOLO)
OMAP MMC N8x0 SD/MMC cards
tcm825x N8x0 Webcam + i2c bus
tea5761 N800 FM radio
blizzard N8x0 LCD controller
menelaus N8x0 GPIO extender + i2c bus + ???
tmp105 N8x0 Temperature sensor (menelaus GPIO)
McSPI N8x0 SPI bus
Sharp LS041Y3 N8x0 LCD panel (compatible with MIPID)
cx3110x / stlc4550 N8x0 802.11b/g WiFi
tsc2301 N800 Touchscreen + Keypad + GPIO + Audio
OneNAND N8x0 Flash memory
TUSB6010 N8x0 USB

开发过程

搭建开发环境
- 定义项目布局
- 搭建交叉编译开发环境
- 通过USB互联n800和开发PC
实验一——hello测试模块
实验二——定制模块化内核
- 编译内核及驱动模块
- 修改initramfs
- 烧制

搭建开发环境

定义项目布局

项目主目录：~/n800
kernel src：~/n800/maemo/kernel-source-diablo/kernel-source
交叉编译工具链：~/n800/cross-tools
辅助构建工具：~/n800/build-tools
测试项目：~/n800/projects/hello_module | modulize_kernel

搭建交叉编译开发环境

1. 下载maemo4.1源码和补丁：http://repository.maemo.org/pool/maemo4.1.2/free/k/kernel-source-diablo/ 2. 解包并进补： $ patch -p2 < kernel-source-diablo_2.6.21-200842maemo1.diff 3. 安装pre-build交叉编译工具链：http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/releases/2005q3-2 这是一个商业免费版预编译工具链，直接解压到~/n800/cross-toolchain/下即可 4. 添加shell搜索路径 $ export PATH=~/n800/cross-toolchain/bin:$PATH 5. 测试源码树与交叉编译工具链的可用性 $cd ~/n800/maemo/kernel-source-diablo/kernel-source
$cp arch/arm/configs/nokia_2420_defconfig .confg
$make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- bzImage

此官方源码竟然有一个符号声明丢失：scripts/mod/sumversion.c PATH_MAX undeclared
修复办法：modifying linux-2.6.x/scripts/mod/sumversion.c, and adding #include 　fixes this issue.

成功编译内核后证明交叉编译工具链和源码树可用。编译源码树一遍为编译外部模块作准备（也可以通过执行kbuild接口 make modules_prepare），因为编译外部模块会对内核的一些信息有依赖，像内核输出符号（Module.symvers）。详见内核文档Document/kbuild/modules.txt

--- 2.4 Preparing the kernel tree for module build To make sure the kernel contains the information required to build external modules the target 'modules_prepare' must be used. 'modules_prepare' exists solely as a simple way to prepare a kernel source tree for building external modules. Note: modules_prepare will not build Module.symvers even if CONFIG_MODVERSIONS is set. Therefore a full kernel build needs to be executed to make module versioning work.

通过USB互联n800和开发PC（我用的是fedora 13）

fedora 一端

1.enable USB networking support in the kernel. # # USB Network Adapters #
CONFIG_USB_USBNET=m
CONFIG_USB_NET_CDCETHER=m 2.安装usbnet模块 Linux-PC: $ modprobe usbnet 3.配置usb网络接口通过ifup的配置文件（/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-usb0）实现： DEVICE=usb0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.2.14
# IPADDR=10.0.1.2/24 should imply this ...
# but its support code seems to be buggy.
BROADCAST=192.168.2.255
NETMASK=255.255.255.0
NETWORK=192.168.2.0
# this is likely to break sometime
GATEWAY=192.168.2.1
ONBOOT=yes 4.启用网络接口 Linux-PC: $ ifup usb0

n800一端

1.取得root权限并安装ether_over_usb模块（g_ether.ko）：取得root权限的方法有两种，第一，开启机器的R&D模式，使用gainroot；第二种这是安装rootsh包，直接用root命令最得权限： Nokia-N800: $ id uid=29999(user) gid=29999 (users)
#if use r&d mode
Nokia-N800: $ sudo /usr/sbin/gainroot
#or use rootsh
Nokia-N800: $ root
Nokia-N800: # insmod /mnt/initfs/lib/modules/2.6.18-omap1/g_ether.ko 2.启用网络接口 Nokia-N800: # ifup usb0 3.测试连通性 Nokia-N800: # ping 192.168.2.14 如果不通，再插拔一下USB线

使用ssh登陆

Linux-PC $ssh -l root 192.168.2.15
pw:111111 （此密码在安装OpenSSH时设置）传送文件 Linux-PC $ scp ~/n800/projects/modulize_kernel/tsc2301_kp.ko root@192.168.2.15:

实验一——hello测试模块

1. 编写源文件hello_mod.c 01

/* hello_mod.c */

02

#include

03

#include

04

#include

05

06

static int

hello_init

(

void

)

07

{

08

printk

(

KERN_ALERT "Hello, world

"

);

09

return

0

;

10

}

11

12

static void

hello_exit

(

void

)

13

{

14

printk

(

KERN_ALERT "Goodbye, cruel world

"

);

15

}

16

17

module_init

(

hello_init);

18

module_exit

(

hello_exit);

19

MODULE_LICENSE

(

"GPL"

);

2. 编写kbuild Makefile 01

# Makefile for the hello module

02

obj-m :=

hello_mod.o
03

KDIR :=

~/

n800/

maemo/

kernel-source-diablo/

kernel-source
04

PWD := $(

shell

pwd)

05

default:

06

$(

MAKE) -

C $(

KDIR)

M=$(

PWD)

modules
3. 编译 $ cd ~/n800/projects/hello_module
$ export PATH=~/n800/cross-toolchain/bin:$PATH
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- 4.测试把编译得到的hello_mod.ko 通过ssh下载到n800进行测试，过程略。

实验二——定制模块化内核

编译内核及驱动模块

1. 配置内核配置任务是把小键盘和触摸屏的驱动改为模块，官方内核是build-in 的。 $ cd ~/n800/maemo/kernel-source-diablo/kernel-source
$ cp arch/arm/configs/nokia_2420_defconfig .config
# 配置文件库（arch/arm/configs）还有一个n800_defconfig，此配置不适合OS2008
$ make menuconfig 2. 配置项如下，可以在配置程序内查找其所在位置，配置过程略 CONFIG_KEYBOARD_TSC2301=m
CONFIG_TOUCHSCREEN_TSC2301=m 3. 检查配置结果： $ cat .config | grep TSC2301
CONFIG_KEYBOARD_TSC2301=m
CONFIG_TOUCHSCREEN_TSC2301=m
CONFIG_SPI_TSC2301=y
CONFIG_SPI_TSC2301_AUDIO=y 4. 编译内核 $ export PATH=~/n800/cross-toolchain/bin:$PATH
$ export ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
$ make zImage
$ cp arch/arm/boot/zImage ~/n800/projects/modulize_kernel 5. 编译模块 $ INSTALL_MOD_PATH=~/n800/projects/modulize_kernel
$ make modules
$ make modules_install

修改initramfs

initramfs是kernel 的［前根文件系统］引导功能（他们用了一个新概念叫early-userspace）的2.6版新实现，前2.6版的是众所周知的initrd。 initramfs不再是核外的一个虚拟盘，而是核内的内存根文件系统一个镜像，filesystem是使用缓存机制实现的tempfs。简单的理解是，initramfs是正在内存中运行的内核的根文件系统被转存（object dump）到磁盘上的映像。为了实现更好灵活性，新版内核的［前根文件系统］还是提供了［核内核外］配置的方式。核外配置的表象与initrd很像，但是完全不同的概念，内核使用完全不同的代码解读前根文件系统，initramfs只是一个cpio档，被bootloader调入内存后，内核会自动识别，进行链接。 1. 下载固件（ http://tablets-dev.nokia.com/nokia_N800.php ）并解包至 ~/n800/firmware 2. 下载并安装官方的擦写程序flash3.5（这里也可以使用一个开源的擦写程序0xFFFF）直接解压到~/n800/build-tools/flasher/即可

flash3.5：http://tablets-dev.nokia.com/maemo-dev-env-downloads.php
0xFFFF：http://www.nopcode.org/0xFFFF/?p=home

3. 解包固件至./firmware/43-7-fiasco $ cd ~/n800/firmware
$ mkdir 43-7-fiasco;cd 43-7-fiasco
$ ~n800/build-tools/flasher-3.5 -F ~/n800/firmware/RX-34_DIABLO_5.2008.43-7_PR_COMBINED_MR0_ARM.bin -u 4. initramfs.jffs2 是jffs2镜像，先作成虚拟盘 $ mknod /tmp/mtdblock0 b 31 0
$ mkdir /mnt/initfs
$ modprobe loop
$ losetup /dev/loop0 ~/n800/firmware/43-7-fiasco/initfs-0.95.22-200842maemo1w38b3
$ modprobe mtdblock
$ modprobe block2mtd
# Note the ,128KiB is needed (on 2.6.26 at least) to set the eraseblock size.
$ echo "/dev/loop0,128KiB" > /sys/module/block2mtd/parameters/block2mtd
$ modprobe jffs2
$ mount -t jffs2 /tmp/mtdblock0 /mnt/initfs/ 5. 虚拟盘不能直接修改，必须拷出来，修改后再用MTD tool（mkfs.jffs2）重制作initramfs 镜像 $ mkdir /mnt/tmp/initramfs
$ cp -a /mnt/initfs/ /mnt/tmp/initramfs 6. 拷贝驱动模块并修改启动脚本linuxrc $ cp ~/n800/projects/modulize_kernel/tsc2301_kp.ko /mnt/tmp/initramfs/lib/modules/omapXXX/
$ cp ~/n800/projects/modulize_kernel/tsc2301_ts.ko /mnt/tmp/initramfs/lib/modules/omapXXX/
$ echo "insmod $MODULE_PATH/tsc2301_kp.ko" >> /mnt/tmp/initramfs/linuxrc
$ echo "insmod $MODULE_PATH/tsc2301_kp.ko" >> /mnt/tmp/initramfs/linuxrc 7. 重制作initramfs 镜像(http://sources.redhat.com/jffs2/ ) $ mkfs.jffs2 -n -r /mnt/tmp/initramfs -e 20000 -o rootfs.jffs2

P.S. 事后发现原来可以直接在n800的maemo上修改，要修改，得行把initramfs闪存分区重挂接为可读写： Nokia-N800: # mount -o remount,rw /dev/mtdblock3 /mnt/initramfs

烧制

$ cd ~/n800/build-tools/
$ flash3.5 -k ~/n800/projects/modulize_kernel/zImage -f #提示接入n800，把n800接好USB线，按住HOME键再开机 $ flash3.5 -n ~/n800/projects/modulize_kernel/initramfs.jffs2 -f -R 重启后测试，测试过程略。