コグノスケ

Device Treeを試したらハマった

ARM Linuxのブート方法は3種類あって、一番古い方式はもう使われていません。自作エミュレータの内蔵ブートローダで使っているのは2番目に新しい、ATAGSと呼ばれる方式です。

最新の流行はDevice Treeを使う方式らしいので、内蔵ブートローダを改造して試してみました。が、なぜかカーネルが異常なアドレスにアクセスして死にます。アドレスを調べても、仕様書にないレジスタです。

発動条件を調べるとDevice Treeを有効（CONFIG_MACH_VERSATILE_DTを有効にする）にして、Device Treeを使ってブートするとハマるようです。

Linuxカーネルのコードを見てもATAGSで起動したときと、Device Treeで起動したときに実行されるコードがなぜか違うし、どういう意味なんだこれ…。

怪しいレジスタアドレス

Linuxカーネルのコードに出てくるレジスタ名で調べていたら、どうもmach-integratorにあるコードと同じレジスタアドレスを使っているように見えます。

下記がIntegratorのレジスタアドレス定義です。

#‎define IRQ_STATUS 0
#define IRQ_RAW_STATUS 0x04
#define IRQ_ENABLE 0x08
#define IRQ_ENABLE_SET 0x08
#define IRQ_ENABLE_CLEAR 0x0C

#define INT_SOFT_SET 0x10
#define INT_SOFT_CLEAR 0x14

#define FIQ_STATUS 0x20
#define FIQ_RAW_STATUS 0x24
#define FIQ_ENABLE 0x28
#define FIQ_ENABLE_SET 0x28
#define FIQ_ENABLE_CLEAR 0x2C

で、下記がDevice Treeで起動したときのVersatile PB/ABのレジスタアドレス定義です。コピペだと思えるくらいに似ています。

#define IRQ_STATUS 0x00
#define IRQ_RAW_STATUS 0x04
#define IRQ_ENABLE_SET 0x08
#define IRQ_ENABLE_CLEAR 0x0c
#define INT_SOFT_SET 0x10
#define INT_SOFT_CLEAR 0x14
#define FIQ_STATUS 0x20
#define FIQ_RAW_STATUS 0x24
#define FIQ_ENABLE 0x28
#define FIQ_ENABLE_SET 0x28
#define FIQ_ENABLE_CLEAR 0x2C

#define PIC_ENABLES 0x20 /* set interrupt pass through bits */

こちらが正しいレジスタアドレス定義です。ATAGSで起動した場合はこちらのアドレスが使われます。

#define SIC_IRQ_STATUS                  0
#define SIC_IRQ_RAW_STATUS              0x04
#define SIC_IRQ_ENABLE                  0x08
#define SIC_IRQ_ENABLE_SET              0x08
#define SIC_IRQ_ENABLE_CLEAR            0x0C
#define SIC_INT_SOFT_SET                0x10
#define SIC_INT_SOFT_CLEAR              0x14
#define SIC_INT_PIC_ENABLE              0x20    /* read status of pass through mask */
#define SIC_INT_PIC_ENABLES             0x20    /* set interrupt pass through bits */
#define SIC_INT_PIC_ENABLEC             0x24    /* Clear interrupt pass through bits */

私もそんなに詳しいわけではありませんが、Versatile AB/PB (DUI0225D) とIntegrator CP (DUI0159B) は全く別のボードだと思うので、恐らくDevice Treeに対応した人が間違えたのでしょうね…。

バグってるっぽい

気になったのでqemuで試してみましたが、やはりエラーが出ます。もしかして動作確認してないのかなあ？？

しかしqemuさんは強い子でして、明らかに未定義領域にwriteされたのに警告を出すのみで、とにかく先に突き進んでくれます。それで結果的に動くからスゴイですよね…。

$ qemu-system-arm -kernel linux-4.1.13/arch/arm/boot/zImage \
 -dtb linux-4.1.13/arch/arm/boot/dts/versatile-pb.dtb \
 -M versatilepb \
 -append 'console=ttyAMA0' \
 -nographic -serial mon:stdio

Uncompressing Linux... done, booting the kernel.
vpb_sic_write: Bad register offset 0x2c★★★エラー出てる★★★
Booting Linux on physical CPU 0x0
Linux version 4.1.13 (katsuhiro@vbox) (gcc version 4.9.2 (GCC) ) #4 Sun Dec 6 01:46:36 JST 2015
CPU: ARM926EJ-S [41069265] revision 5 (ARMv5TEJ), cr=00093177
CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache
Machine model: ARM Versatile PB

★を付けたところ（vpb_sic_write〜 と出ている部分）がqemuの警告です。