移植Linux 3.4.2内核到JZ2440开发板（超精讲）

Linux 3.4.2内核移植到JZ2440开发板

0、开发环境

• 虚拟机：VMware workstation 16 pro
• 宿主机操作系统：Ubuntu 16.04
• 开发板：JZ2440
• 移植内核版本：Linux 3.4.2

1、内核下载及内核启动流程简述

1.1 点击上述链接，找到需要得内核版本（此文使用Linux3.4.2）

• 点击Linux内核下载地址获取内核源码

• 获取后放到Linux系统上解压：tar -jxf linux-3.4.2.tar.bz2

  Linux内核有3万多个文件，可以将v参数去掉，不显示解压信息。

1.2 内核启动大致流程

• bootloader
  • 加载内核代码到内存中
  • 设置tag参数
  • 启动内核（R0 = 0, R1 = machid，R2 = tag参数地址）
• 内核
  • 根据machid判断内核是否支持该机器（支持则启动，不支持则卡死）
  • 解析tag参数
  • 装载驱动（Flash、网卡。。。）
  • 挂载根文件系统
• 应用程序
  • 运行用户应用程序

2、配置并编译内核

2.1 配置架构和编译工具链

在根目录下的makefile中搜索ARCH，找到并按下图修改两项配置：

2.2 选择默认配置文件

进入arm架构的单板默认配置文件目录（arch/arm/configs/）查看内核支持的单板：

选择和我们单板最为接近的s3c2410进行编译。

回到根目录，执行命令make s3c2410_defconfig，生成 s3c2410_defconfig默认配置文件.config。该文件中将支持的单板列表如下：

2.3 编译内核

执行命令make uImage，生成内核镜像文件：

编译过程中的错误：

• recipe for target ‘kernel/timeconst.h’ failed

原因：因为在新版本的(Linux) 宿主机上编译老版本的内核版本出现的错误。

解决办法：将kernel/timeconst.pl中第373行的宏判断defined()去掉，去掉后如下：

• “mkimage” command not found - U-Boot images will not be built。

原因：Linux主机中制作uImage镜像依赖的一个包没安装。

解决办法：执行sudo apt-get install u-boot-tools命令，安装依赖的包。

再次编译，编译成功。

3、设置machid（选择机器类型）

3.1 查看uboot中的machid

uboot启动内核的时候，如果环境变量未设置machid 的值，则会使用代码默认的宏定义。代码在文件u-boot-2012.04.01/arch/arm/lib/bootm.c中的函数 boot_jump_linux 中：

uboot代码中默认的machid值为 gd->bd->bi_arch_number，全局搜索bi_arch_number（grep "bi_arch_number" * -nR），在文件u-boot-2012.04.01/board/samsung/smdk2440/smdk2440.c中：

再来查找宏定义MACH_TYPE_SMDK2410的值，在文件u-boot-2012.04.01/arch/arm/include/asm/mach-types.h中：

所以，uboot默认传递的machid的值为193，即0xc1。

3.2 查看linux内核中的machid

查询当前Linux内核支持的machid有一种快速简洁的方法：因为uboot启动时会先去寻找环境变量中的值，如果不存在的话才会使用默认值，所以我们先随意设置一个machid的值，当该值不在支持的机器列表中时，在linux启动时就会列出目前所有支持的机器：

• 先直接在uboot命令行中执行set machid 0xff0（但不要执行saveenv命令，其会将设置的machid保存进params分区中），用以设置一个machid的值。
• 设置成功后重新下载内核映像，启动内核：

在列出的支持列表中，可以看到SMDK2440的machid为0x16a。

这里有两种设置方法：

① 在uboot中修改赋值给bi_arch_number的宏为16a，然后重新编译，烧写uboot；

② 设置machid为16a，然后使用saveenv命令保存到环境中；

这里使用第二种方法修改machid并保存到环境变量中：

接着再次尝试启动内核，启动后内核输出乱码：

在内核源码中找到该machid对应的单板文件为arch\arm\mach-s3c24xx\mach-smdk2440.c文件，在smdk2440_map_io 函数中可以看到晶振设置有问题，JZ2440板载的是12M晶振，所以修改如下：

重新配置编译内核，下载到开发板中启动，识别出的机器为SMDK2440：

4、修改内核中的mtd分区

在上一节Linux系统启动之后，打印出的分区表和实际对nand flash的分区表不一致，所以接下来要修改内核中的mtd分区表同uboot中的一致：

0x00000000-0x00040000 : "bootloader"
0x00040000-0x00060000 : "params"
0x00060000-0x00260000 : "kernel"
0x00260000-0x10000000 : "rootfs"

4.1 定位修改代码位置

通过linux启动后，打印出的分区表信息如下：

所以，内核的根目录下执行grep "\"Boot Agent\"" * -nR搜索“Boot Agent”，结果如图：

判断在arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c:113:处，进入该文件，果然分区表在这里：

修改为如下的分区表，其中三个宏定义的意思如下：

• MTDPART_OFS_APPEND：追加到上一个分区结束地址；
• MTDPART_SIZ_FULL：剩下的所有空间；

重新编译，下载到开发板的内存中，然后启动内核，可以看到分区表已经被修改成功：

5、内核的裁剪

在前面的移植过程中，内核编译出来有 2414KB，而 Nand Flash 的 mtd 分区中指定了 kernel 分区为 2M=2048KB，所以需要对内核进行裁剪，去除不必要的内容。

5.1、选择s3c2410进行默认配置后，进入图形配置窗口

make s3c2410_defconfig
make menuconfig

5.2、裁剪支持的机器

• 依次进入System Type -> SAMSUNG S3C24XX SoCs Support ，只需按下图勾选上*** S3C24XX SoCs *** 里的SAMSUNG S3C2440 和*** S3C2440 Boards ***里的SMDK2440和SMDK2440 with S3C2440 CPU module选项，其余全部不选：

5.3、裁剪支持的文件系统

• 进入File systems，去除对Ext2和Ext3文件系统的支持：

• 进入 File systems -> CD-ROM/DVD Filesystems，去除对ISO9600 的支持：

• 进入 File systems -> DOS/FAT/NT Filesystems，去除对MSDOS和VFAT文件系统的支持：

• 进入 File systems -> Miscellaneous filesystems，去除对cramfs、ZLIB压缩型文件系统和ROM文件系统的支持：

5.4、裁剪支持的设备驱动

• 进入 Device Drivers -> SCSI device support，去除对SCSI设备和RAID传输类设备的支持：

• 进入 Device Drivers -> Input device support，去除对psaux、鼠标、键盘、游戏棒的支持：

• 进入 Device Drivers -> Network device support -> Ethernet driver support（只保留DM9000）：

• 进入 Device Drivers -> Input device support -> Touchscreens，选上S3C2410 touchscreen input driver：

• 进入 Device Drivers -> Sound card support -> Advanced Linux Sound Architecture，去除USB声卡设备：

• 进入Device Drivers -> Multifunction device drivers，去除Silicon Motion SM501的支持：

• 进入Device Drivers -> USB support，去除对USB 文件系统、OHCI HCD、通用存储设备共享表（the shared table of common storage devices）、USB串口转换(USB serial converter)的支持：

• 进入Device Drivers -> MMC/SD/SDIO card support，去除对MMC block device驱动的支持：

5.5、配置EABI支持

• 进入Kernel Features ，选择勾选Use the ARM EABI to compile the kernel和Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTAL)。

如果内核不支持eabi，在启动时将会提示：Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init! exitcode=0x00000004。

6、移植DM9000网卡驱动，支持网络，支持NFS挂载，支持域名解析

6.1、移植DM9000网卡驱动

之前配置使用的SMDK2440开发板，默认不支持DM9000网卡驱动，但是其中的MINI2440开发板支持，所以要将MINI2440中的DM9000驱动移植到SMDK2440中。

进入内核源码目录里面，找到 arch/arm/mach-s3c24xx/目录并进入，找到这两个文件：mach-smdk2440.c和arch-mini2440.c，并将 mach-mini2440.c 中关于网卡的配置代码，移植到 mach-smdk2440.c 中。

• 向mach-smdk2440.c文件中添加头文件：#include

• 向mach-smdk2440.c文件中移植并修改结构体SMDK2440_dm9k_resource

• 移植并修改smdk2440_dm9k_pdata结构体

• 添加宏定义MACH_SMDK2440_DM9K_BASE

• 修改smdk2440_devices结构体

保持之前的配置不变，重新编译内核！

7、网络测试

7.1、局域网测试

• 设置网卡ip地址，启动网络连接

ifconfig eth0 192.168.1.50	//设置板子的ip地址
ifconfig eth0 up

• ping测试

ping 192.168.1.100	//ping宿主机

• 设置开机启动后自动配置ip地址

在开发板上使用vi编辑器编辑etc/init.d/rcS文件，添加一条配置命令即可：

重启测试：

7.2、外网测试

• 配置网关：

route add default gw 192.168.1.1 dev eth0

• 如果想开机后自动设置网关ip，仅需在开发板上使用vi编辑器编辑etc/init.d/rcS文件，添加一条配置命令即可：

• 重启之后ping外网测试：

7.3、域名解析测试

• 配置DNS域名解析服务器，在 /etc 目录下新建一个文件resolv.conf，然后编辑添加以下内容：

nameserver 114.114.114.114

进行ping域名测试，成功：

8、挂接NFS文件系统

NFS是Network File System，网络文件系统，可以通过网络让不同机器、不同系统之间实现文件共享。通过NFS ，可以访问远程共享目录，就和访问本地磁盘一样。在嵌入式Linux开发中常用于开发板运行目标机上的程序。

8.1、linux主机建立NFS服务器端

• 安装NFS服务器

sudo apt-get install nfs-kernel-server

• 添加NFS共享目录

NFS共享目录：/home/leon/nfs_root/first_fs

其中，first_fs目录是一个最小文件系统，便于以后系统启动后直接通过NFS挂接，方便以后宿主机和开发板直接共享目录。

sudo mkdir /home/leon/nfs_root/first_fs
sudo chmod -R 777 /home/leon/nfs_root/first_fs
sudo chown -R nobody /home/leon/nfs_root/first_fs

• 打开、编辑配置文件/etc/exports，在末尾添加指定NFS共享目录的语句

/home/leon/nfs_root/first_fs *(rw,sync,no_root_squash)

• 启动/重启 NFS服务

sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start
sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

注：NFS服务在系统启动时会自动启动。

8.2 Linux主机建立NFS客户端自测

• 安装NFS客户端

sudo apt-get install nfs-common

• 挂载NFS共享目录到/mnt

sudo mount -t nfs -o nolock localhost:/home/leon/nfs_root/first_fs /mnt

提示错误：

**问题原因：**被拒绝的原因是因为使用了非法端口。因为如果端口号大于1024，则需要将 insecure 选项加入到配置文件（/etc/exports）相关选项中mount客户端才能正常工作。

secure 选项要求mount客户端请求源端口小于1024（然而在使用 NAT 网络地址转换时端口一般总是大于1024的），默认情况下是开启这个选项的，如果要禁止这个选项，则使用 insecure 标识。

详情可参考：NFS挂载问题 mount.nfs: access denied by server while mounting - 一本书的伤痕 - 博客园 (cnblogs.com)

**解决办法：**修改配置文件/etc/exports，加入 insecure 选项：

• 在NFS服务器端的共享文件夹/home/leon/nfs_root/first_fs新建测试文件test

cd /home/leon/nfs_root/first_fs
touch test

• 进入客户端挂载的文件夹/mnt查看是否有test文件，并尝试写入

cd /mnt
ls

echo "leon" >> test

8.3 开发板开机自动挂载NFS网络文件系统

• 重启开发板，进入uboot命令行，修改启动参数,保存后，重启：

JZ2440 #：setenv bootargs noinitrd root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.100:/home/leon/nfs_root/first_fs init=/linuxrc ip=192.168.1.50:192.168.1.100:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off console=ttySAC0,115200
JZ2440 #：
JZ2440 #：saveenv
JZ2440 #：boot

192.168.1.100是宿主机ip地址；

192.168.1.50是开发板ip地址；

192.168.1.1是网关；

255.255.255.0是子网掩码；

eth0是网卡名称，可以在系统启动后，命令行输入ifconfig -a查看系统当前使用的网卡名称及其ip地址。

• 查看测试结果

  如果设置正确，系统会在启动时直接远程挂接NFS服务器端的最小文件系统first_fs（共享目录），并自动启动sh命令行。

  需要注意的是，挂接的最小文件系统必须匹配开发板内核版本，即编译内核和编译busybox的交叉编译器必须是同一个。尤其要注意最小文件系统中的/lib和/usr/lib中的so库文件必须是和交叉编译器使用的库文件一致。例如：我使用的arm-linux-gcc版本是4.3.2，它使用的库文件所在路径为：

  /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib
  /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/lib