在之前的文章有提到, 移植 Linux kernel 的情況依困難程度從難到易列出為下列四種
1. 將 Linux Kernel 移植到全新 CPU architecture 上
2. 將新版 Linux Kernel 移植到全新 SoC 上
3. 將新版 Linux Kernel 移植到全新平台上
4. 將新版 Linux Kernel 移植到舊有平台上進行 Kernel 版本升級
這篇主要分享將新版 Linux Kernel 移植到舊有平台上進行 Kernel 版本升級所需的步驟以及需要注意的地方
在此階段的移植, 可以確定硬體具備一定程度的穩定性. 所以移植上若出現問題, 可將除錯聚焦於 kernel 以及週邊驅動程式上 (當然還是有極小部份的例外)
1. 事前準備事項:
- 已被驗證過的硬體以及週邊元件
→ 確保硬體為移植標的物, 且此標的物已被前版 kernel 驗證過.
- SoC/ 週邊元件 datasheet
→ 根據硬體料號來找尋對應的最新版 data sheet, 必要時需連絡 FAE.
→ 根據 data sheet 以設定相對應的硬體功能.
- SoC/ 週邊元件 errata
→ 根據硬體料號來找尋對應的最新版 errata (有些errata會附在 data sheet 後面), 必要時需連絡 FAE 拿取.
→ errata 可以用來協助定位問題, 看要將問題列為功能限制或者找出 in-house patch 以進行 work-around.
- 前一版正常運行的 Linux kernel, 含 device tree 以及 kernel configuration
→ 若移植出現問題時, 可用來和前一版正常運行的版本比較以確認問題.
→ 可協助找出 in-house patch
- “最新" mainline Linux kernel, 含 device tree 以及 kernel configuration
→ 若移植出現問題時, 可用來和新版本比較以確認問題.
2. 下載新版本 kernel
可至 kernel 網站下載想要移植的 kernel 版本.
- kernel newbie 網站會提供每一版 kernel 的新增修改歷程, 建議閱讀從原有版本到欲移植 kernel 每一版中的差異
- 建議下載 LTS 版本的 kernel
3. 進行移植
將新版 Linux Kernel 移植到舊有平台上進行 Kernel 版本升級主要需要處理的檔案如下:
| 需要處理的檔案 | 需要處理原因 | 解決方法 |
|---|---|---|
| Device tree |
|
|
| Kernel configuration |
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|
| In-house patch |
|
|
| Proprietary drivers |
|
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進行上述動作前, 請務必使用版本控制系統來管控開發中的 kernel source (推薦使用 git). 讓任何的修改都需有所本.
移植平台時, 請把握三個原則
√ 先選用網路或者易插拔的裝置開機
先使用網路或者易插拔的裝置開機 e.g. tftpboot, USB, SD card 等等. 避免一開始就使用 NAND flash, eMMC, UFS 這種 on-board 的裝置進行開發. 不然一旦開發出現問題, 會耗費許多時間在進行更新.
√ 先移植網路功能
只要網路先通, 後續在 OS 中更新 kernel image/ device tree 都可以透過網路, 而不需要進行 tftpboot or 插拔 storage 等等的動作.
而網路功能需先設定下列項目
- Ethernet 相關 PIN MUX
- PHY dts & device driver
- Ethernet dts & device driver
√ 設檢查點並進行回歸測試
在開發中後期所移植的功能設定有可能會影響前期的正常功能. 但發現時往往無法追溯究竟是哪一個 commit 所造成. 此情況需要花費許多心力來查找. 所以設檢查點, 進行回歸測試就非常重要.
4. 在標的物上進行測試
√ 更新 kernel image/ device tree
在更新 kernel image/ device tree 時, 請不要直接覆蓋掉原本的 kernel image/ device tree. 先把原本可以正常運行的 kernel image/ device tree 改名 (e.g. uImage.old) 再進行更新.
如此可以避免新版 kernel image/ device tree 出問題開不了機導致需要插拔 storage等等耗費時間的動作. 只需要修改 uboot command 即可進去系統重新更新.
√ 檢查開機訊息
- 開機訊息中不能有任何 warning /error
- 系統資訊是否正確 (kernel version, machine model, clocksource等等資訊)
- 檢查開機時間是否正常. 若有開機過久的情況, 可能 kernel 移植有所問題.
√ 測試遇到問題
請先定位問題, 並先排出硬體, 治具, 測試環境, 測試程式, 網路環境等等的因素.
若是進行 driver debugging, 則可以使用 nfs 來掛載開發中的 driver 目錄. 避免一直進行重覆 copy 的動作.
√ 測試結束
請備份當下 image, 當成 golden sample. 若之後修改有問題, 還有 image 能夠對照.
SZ Lin with Cybersecurity & Embedded Linux 