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嵌入式Linux之Kernel（裁减移植）启动调试、打印技术 printascii(补充)、内核调试

2019-07-13 09:23发布

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嵌入式系统搭建过程中，对于系统平台搭建工程师在完成Bootloader 的调试之后就进入Kernel 裁减移植的阶段，其中最重要的一步是Kernel 启动的调试，在调试Kernel 过程中通常遇到最常见的问题是启动异常: Uncompressing Linux............................................................ ........................... done, booting the kernel.( 挂死在此处)   注 意：这里是arch/arm/boot/compressed/head.S的解压过程，调用了decompress_kernel()(同目录下的 misc.c)->include/asm-arm/arch-xxx/uncompress.h的putc()实现。这是在uboot中初始化 的，用的是物理地址，因为此时内核还没有起来。 而 printascii则是调用了汇编。printascii()位于arch/arm/kernel/debug.S，他需要调用虚拟地址，此虚拟地址通 过machine_start提供，而相关的宏在include/asm/arch-xxx/debug-macro.S实现，这下明白了。 10-05-14添加：debug.s里面需要判断一下当前是否打开了mmu，然后指定uart的基址。在解压阶段的head.s，mmu是1:1映射，目的是加快速度。到了内核的head.s，就是真正的mmu了，此时就是虚拟地址了。
导致驱动异常（启动挂死）的原因有很多，如基于EVM 板的 硬件做了修改（如更改了FLASH 空间大小、地址和型号，更改了SDRAM 、DDR SDRAM 空间大小、地址和型号，更改了晶振频率等），板卡ID号不支持等。那么如何进行调试那，其实有两种调试技术比较有效。 Kernel 启动调试技术- 使用printascii() 函数跟踪start_kernel() 有没运行 ，在booting the kernel 之后Kernel 最先执行的是start_kernel() 函数，确认start_kernel() 有否执行就是在其开始代码段添加printascii("start_kernel …") ，如果串口没有打印出start_kernel …，说明start_kernel() 没有运行，那么可能的原因有Bootloader 配置的启动参数错误、 Kernel 加载到(DDR) SDRAM 的地址不正确， Kernel 编译时指定的(DDR) SDRAM 运行地址不正确等。这样就需要一项一项排查错误，当错误被排查完毕，通常打印出 start_kernel …是种必然，如果打印出这仪信息说明 Kernel已 进入到start_kernel() 执行，如果此时有串口启动打印就比较成功了，如果仍然没有打印启动信息，就需要另外一种调试技术。 附代码修改：init/main.c <<- … extern void printascii(const char*);     // Modify asmlinkage void __init start_kernel(void) {     char * command_line;     extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];     printascii("start_kernel …");        // Modify     smp_setup_processor_id(); … ->> Kernel 启动调试技术- 使用printascii() 函数打印printk() 缓存信息 ，如果Kernel已进入到start_kernel() 执行，仍然没有启动信息打印出来，说明串口波特率出问题的可能性比较大，启动信息是暂时缓存到临时buffer--printk_buf 中的，进入start_kernel() 中会对串口波特率重新初始化，当初始化完成后，缓存的系统启动信息便打印出来，不能打印说明用于串口波特率初始化的系统时钟源没有初始化正确，通常是系统 时钟源和实际的晶振频率不一致导致的，通常排查和解决这个问题后，系统启动信息是能正确打印的。为了帮助解决问题，可以使用 printascii() 打印printk_buf 内容。这样就能把printascii （）打印的系统信息和预想的系统信息进行比较，从而加快解决问题的进度。 附代码修改：kernel/printk.c   <<- … extern void printascii(const char*);    // Modify static char printk_buf[1024];           // Modify asmlinkage int printk(const char *fmt, ...) {     va_list args;     int r;     va_start(args, fmt);     r = vprintk(fmt, args);     va_end(args);     printascii(printk_buf);            // Modify     return r; } … static int recursion_bug; static int new_text_line = 1; //static char printk_buf[1024];        // Modify … ->> 如上是Kernel 裁减移植过程中最重要的两个启动调试技术，灵活使用将带来工作效率的提升，不管硬件平台是那种ARM 或者其它类型的CPU ，也不管是哪个 Kernel 版本（如Linux-2.6.24 、Linux-2.6.30 等 都可以采用这两个启动调试技术解决实际问题。为了支持 printascii() 函数，需要在 Kernel 裁减中（make menuconfig ）添加Kernel hacking ->[*]Kernel low - level debugging functions 的支持。 我的补充: 1/ 可以在/kernel/head.s里添加打印看是否跑到mmu开启前:
__turn_mmu_on:     //打印一个字符a
     mov r9,r0     mov r0,'a'     bl printascii //该函数位于arch/arm/kernel/debug.s，调用了 include/mach/debug-macro.S     mov r0,r9
    //现在开启mmu
    mov    r0, r0
    mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0        @ write control reg
    mrc    p15, 0, r3, c0, c0, 0        @ read id reg
    mov    r3, r3
    mov    r3, r3
    mov    pc, r13    /*实际调用了__switch_data,在head-common.s*/
2/ 一般按楼上方法,在startkernel就可以打印出来,如果:在第一步可以打印,而开启mmu后不能打印,那绝对是虚拟地址映射问题,这个问题我搞了2天了.... 3/ 如果还没有反应，就要检查串口打印那段 debug-macro.S 是否有问题了。
 总结一下: /compressed/head.s和/kernel/head.s基本上不用改,看文件头,2001年写的,就知道了.呵呵.

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