linux 2.6内核+根文件系统的移植实验

linux 2.6内核+根文件系统的移植实验

linux 2.6内核的移植实验
概述:
对于嵌入式linux系统来说,有各种体系结构的处理器和硬件平台,用户根据自己的需要定制的硬件平台,只要是硬件平台有一点点变化,就需要做一些移植工作,linux内核移植是嵌入式linux系统中最常见的一项工作。
由于linux内核具备可移植性的特点,并且已经支持了很多种目标板,这样,用户很容易从中找到跟自己硬件平台类似的目标板,参考内核已经支持的目标板来进行移植工作。
linux-2.6内核已经支持S3C2410处理器的多种硬件板,我们可以参考SMDK2410参考板来移植开发板的内核。

实验步骤:
(1)准备工作
(2)修改顶层Makefile
(3)添加分区
(4)添加devfs
(5)配置编译内核

一、准备工作
建立工作目录,下载源码,安装交叉工具链,步骤如下。
mkdir /root/build_kernel
cd /root/build_kernel
wget -c http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux2.6.14.1.tar.bz2
tar jxvf linux2.6.14.1.tar.bz2
export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/binPATH

二、修改顶层Makefile
修改内核目录树根下的的Makefile,指明体系结构是arm,交叉编译工具是arm-linux-。
vi Makefile
找到ARCH和CROSS_COMPILE,修改
ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
保存退出。

三、设置flash分区
此处一共要修改3个文件,分别是:
arch/arm/mach-s3c2410/devs.c      ;指明分区信息
arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c  ;指定启动时初始化
drivers/mtd/nand/s3c2410.c  ;禁止Flash ECC校验

3.1指明分区信息
在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c文件中:
vi arch/arm/mach-s3c2410/devs.c
在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c文件添加的内容包括:
(1)添加包含头文件。
(2)建立nand flash分区表。
(3)假如分区信息
(4)建立Nand Flash芯片支持
(5)加入Nand Flash芯片支持到Nand Flash驱动

(1)添加包含头文件。
#include <linux/mtd/partitions.h>
#include <linux/mtd/nand.h>
#include <asm/arch/nand.h>
...
(2)建立Nand Flash分区表
/* 一个Nand Flash总共64MB, 按如下大小进行分区 */
/* NAND Controller */
static struct mtd_partition partition_info[] ={
        { /* 256kB */
                name: "boot",
                size: 0x00040000,
                offset: 0x0,
        },{ /*1.75MB */
                name: "kernel",
                size: 0x001C0000,
                offset: 0x00040000,
        }, { /* 30MB */
                name: "root",
                size: 0x01e00000,
                offset: 0x00200000,       
        }, { /* 32MB */
                name: "user",
                size: 0x02000000,
                offset: 0x02000000,
        }
};
name: 代表分区名字
size: 代表flash分区大小(单位:字节)
offset: 代表flash分区的起始地址(相对于0x0的偏移)
目标板计划分4个区,分别存放boot, kernel, rootfs以及以便以后扩展使用的用户文件系统空间。
(3)加入Nand Flash分区
struct s3c2410_nand_set nandset ={
nr_partitions: 4,        /* 指明partition_info中定义的分区数目 */
partitions: partition_info, /* 分区信息表*/
};
(4) 建立Nand Flash芯片支持
struct s3c2410_platform_nand superlpplatform={
        tacls:0,
        twrph0:30,
        twrph1:0,
        sets: &nandset,
        nr_sets: 1,
};
sets: 支持的分区集
nr_set:分区集的个数
(6)加入Nand Flash芯片支持到Nand Flash驱动
另外,还要修改此文件中的s3c_device_nand结构体变量,添加对dev成员的赋值
struct platform_device s3c_device_nand = {
                .name = "s3c2410-nand",  /* Device name */
                .id = 1,  /* Device ID */
                .num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_nand_resource),
                .resource = s3c_nand_resource, /* Nand Flash Controller Registers */
                /* Add the Nand Flash device */
                .dev = {
                        .platform_data = &superlpplatform
                }
        };
name: 设备名称
id: 有效设备编号,如果只有唯一的一个设备为1,有多个设备从0开始计数.
num_resource: 有几个寄存器区
resource: 寄存器区数组首地址
dev: 支持的Nand Flash设备

3.2 指定启动时初始化
kernel启动时依据我们对分区的设置进行初始配置.
arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c文件
vi arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c
修改smdk2410_devices[].指明初始化时包括我们在前面所设置的flash分区信息
static struct platform_device *smdk2410_devices[] __initdata = {
        s3c_device_usb,
        s3c_device_lcd,
        s3c_device_wdt,
        s3c_device_i2c,
        s3c_device_iis,
        * 添加如下语句即可 */
        s3c_device_nand,
};
保存,退出。

3.3 禁止Flash ECC校验
我们的内核都是通过UBOOT写到Nand Flash的, UBOOT通过的软件ECC算法产生ECC校验码, 这与内核校验的ECC码不一样, 内核中的ECC码是由S3C2410中Nand Flash控制器产生的. 所以, 我们在这里选择禁止内核ECC校验.
修改drivers/mtd/nand/s3c2410.c 文件:
vi drivers/mtd/nand/s3c2410.c
找到s3c2410_nand_init_chip()函数,在该函数体最后加上一条语句:
chip->eccmode = NAND_ECC_NONE;
保存,退出。
OK.我们的关于flash分区的设置全部完工.

四、支持启动时挂载devfs
为了我们的内核支持devfs以及在启动时并在/sbin/init运行之前能自动挂载/dev为devfs文件系统,修改fs/Kconfig文件
vi fs/Kconfig
找到menu "seudo filesystems"
添加如下语句:
config DEVFS_FS
        bool "/dev file system support (OBSOLETE)"
        default y
config DEVFS_MOUNT
        bool "Automatically mount at boot"
        default y
        depends on DEVFS_FS

五、配置编译内核
cp arch/arm/configs/smdk2410_defconfig .config
make menuconfig
在smdk2410_defconfig基础上,我所增删的内核配置项如下:
这里约定“#”后面的是注释部分。
Loadable module support -->
       
Enable loadable module support
               
Automatic kernel module loading
System Type -->
S3C2410 DMA support
Boot options --> Default kernel command string:
                noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200
                #说明:mtdblock2代表我的第3个flash分区,它是我的rootfs       
                # console=ttySAC0,115200使kernel启动期间的信息全部输出到串口0上.
                # 2.6内核对于串口的命名改为ttySAC0,但这不影响用户空间的串口编程。
                # 用户空间的串口编程针对的仍是/dev/ttyS0等
Floating point emulation -->
       
NWFPE math emulation
        This is necessary to run most binaries!!!
#接下来要做的是对内核MTD子系统的设置
Device Drivers -->
        Memory Technology Devices (MTD) -->
               
MTD partitioning support
                #支持MTD分区,这样我们在前面设置的分区才有意义
               
Command line partition table parsing
                #支持从命令行设置flash分区信息,灵活
                        RAM/ROM/Flash chip drivers -->
                                <*> Detect flash chips by Common Flash
                                        Interface (CFI) probe
                                <*> Detect nonCFI
                                AMD/JEDECcompatible
                                        flash chips
                                <*> Support for Intel/Sharp flash chips
                                <*> Support for AMD/Fujitsu flash chips
                                <*> Support for ROM chips in bus mapping
                        NAND Flash Device Drivers -->
                                <*> NAND Device Support
                                <*> NAND Flash support for S3C2410/S3C2440 SoC
        Character devices >
               
Nonstandard serial port support
               
S3C2410 RTC Driver
#接下来做的是针对文件系统的设置,本人实验时目标板上要上的文件系统是cramfs,故做如下配置
File systems -->
        <> Second extended fs support
#去除对ext2的支持
        Pseudo filesystems -->
               
/proc file system support
               
Virtual memory file system support (former shm fs)
               
/dev file system support (OBSOLETE)
               
Automatically mount at boot (NEW)
                #这里会看到我们前先修改fs/Kconfig的成果,devfs已经被支持上了
        Miscellaneous filesystems -->
                <*> Compressed ROM file system support (cramfs)
                #支持cramfs
        Network File Systems -->
                <*> NFS file system support
保存退出,产生.config文件.

编译内核
make zImage
注意:若编译内核出现如下情况
LD .tmp_vmlinux1
armlinuxld:
arch/arm/kernel/vmlinux.lds:1439: parse error
make: *** [.tmp_vmlinux1] Error 1
解决方法:修改arch/arm/kernel/vmlinux.lds
vi arch/arm/kernel/vmlinux.lds
将文件尾2条的ASSERT注释掉;
/* ASSERT((__proc_info_end __proc_info_begin), "missing CPU support") */
/* ASSERT((__arch_info_end __arch_info_begin), "no machine record defined") */
然后重新make zImage即可。
 
  编译完成后会在arch/arm/boot/目录下生产zImage内核映象。zImage映象是可引导的,压缩的内核映象,就是我们要移植到开发板上的内核映象文件。

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duguowei
经理



 

发短消息 加为好友 当前离线  3# 大 中 小 发表于 2008-1-3 10:20  只看该作者
根文件系统实验 1

一 实验目标:
用busybox定制一个很小的文件系统,并且运行用户编译的hello(动态链接)。

二 软件包:
Busybox: http://www.busybox.net/downloads/busybox-1.5.0.tar.bz2

三 实验步骤:

1 建立工作目录
设定工作目录为/root/build_rootfs/, 下载busybox到该目录
mkdir /root/build_rootfs

2 建立根目录, 该目录就是我们要移植到目标板上的目录,对于嵌入式的文件系统,根目录下必要的目录包括bin,dev,etc,usr,lib,sbin。
cd /root/build_rootfs
mkdir rootfs
cd rootfs
mkdir bin dev etc usr lib sbin
mkdir usr/bin usr/sbin usr/lib

3 交叉编译busybox,
busybox的源码可以从 http://www.busybox.net/downloads/ 下载,这里我们下载一个1.5.0版本的源码。
我们在配置busybox的时候是基于默认配置之上来配置的;先make defconfig就是把busybox配置成默认,然后再make menuconfig来配置busybox。
说明:我们在配置一个源代码包之前,可以先阅读源码包目录下的README和INSTALL文件以及Makefile的注释部分,也可以到 http://www.busybox.net 网站以获取帮助。
http://www.busybox.net/FAQ.html#configure 的第二个问题2 How do I configure busybox?有介绍怎么去配置。

#解压
tar jxvf busybox-1.5.0.tar.ba2
mv busybox-1.5.0 busybox
cd busybox
#添加交叉工具链
export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/binPATH

make defconfig
make menuconfig
#配置时,我们基于默认配置,再配置它为静态编译,安装时不要/usr路径,把Miscellaneous Utilities #下的“taskset”选项去掉,不然会出错。
#如下:
Busybox setting
                ->builds options
                        ->
build busybox as a static binary
                ->installitation options
                        ->
don’t use /usr
Miscellaneous Utilities ―>
                [  ] taskset
保存退出。

#编译安装
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- CONFIG_PREFIX=/root/build_rootfs/rootfs all install
ARCH指定平台
CROSS_COMPILE指定交叉编译
CONFIG_PRRFIX指定安装的路径

#把安装的linuxrc删除
cd /root/build_rootfs/rootfs
rm linuxrc

3 copy C库
交 叉应用程序的开发需要用到交叉编译的链接库,交叉编译的链接库是在交叉工具链的lib目录下;我们在移植应用程序到我们的目标板的时候,需要把交叉编译的 链接库也一起移植到目标板上,这里我们用到的交叉工具链的路径是/usr/local/arm/3.3.2/,所以链接库的目录是/usr/local /arm/3.3.2/lib(本来跟目标板相关的目录是/usr/local/arm/3.3.2/arm-linux, 因此要拷贝的链接库应该在/usr/local/arm/3.3.2/arm-linux/lib下,但是此目录的很多链接都是链接到/usr /local/arm/3.3.2/lib目录下的库文件,所以我们从/usr/local/arm/3.3.2/lib目录拷贝库),此目录下有四种类 型的文件。
实际的共享链接库
        如:libc-2.3.2.so
主修订版本的符合链接
        如:libc.so.6
与版本无关的符合链接(链接到主修订版本的符合链接)
        如:libc.so
静态链接库包文件
        如:libc.a

以上四种类型的文件,我们只需要两种:实际的共享链接库;主修订版本的符合链接,还有动态连接器及其符号链接。

#进入链接库目录
cd /usr/local/arm/3.3.2/lib
#编写一个shell文件,用于copy实际的共享链接库;主修订版本的符合链接;动态连接器及其符号链接到目标板根目录下的lib(在这里是/root/)。
vi cp.sh
#内容如下:
for file in libc libcrypt libdl libm libpthread libresolv libutil
do
cp $file-*.so /root/build_rootfs/rootfs/lib
cp -d $file.so.[*0-9] /root/build_rootfs/rootfs/lib
done
cp -d ld*.so* /root/build_rootfs/rootfs/lib
#保存退出
#第一个cp命令会复制实际的共享库
#第二个cp命令会复制符合链接本身
#第三个cp命令会复制动态连接器及其符合链接

#执行刚编写的shell。
source cp.sh
#这样就把链接库复制过来了。

#接着我们还要缩小复制过来的链接库的体积,如下:
arm-linux-strip –s /root/build_rootfs/rootfs/lib/lib*


5 建立配置文件
        这里我们没有添加inittab等文件,我们只是添加了一个c shell初始化时读取的文件。
        内核启动的最后,会执行sbin/init程序,init程序在启动的最后会执行/bin/sh,sh在启动的时候会读取/etc/profile文件。关于linux启动流程可以参考:
http://www.ibm.com/developerwork ... /startup/index.html

我们在/etc/profile文件里设定PATH,LD_RARYLIB_PATH环境变量,目的是配置用户程序运行的环境。
cd /root/build_rootfs/rootfs/etc
vi profile
内容如下
#!/bin/sh
echo "Set seaech library in /etc/profile"
export LD_LIBRARY_PATH=/lib
echo "Set user path in /etc/profile"
export PATH=/bin:/sbin:/usr/bin
保存退出

6 添加一个用户程序
进入工作目录
cd /root/build_rootfs/
编辑源文件
vi hello.c
内容如下
#include <stdio.h>
main()
{
        printf(“welcome to my rootfs/n”);
}
保存退出

交叉编译
arm-linux-gcc hello.c –o hello
复制到目标板的根目录
mv hello /root/build_rootfs/rootfs/usr/bin

7 制作cramfs映像
我们在光盘资料盘下的“Linux内核源码包和工具/toolchain”可以找到mkcramfs工具,把它复制到“/root/build_rootfs”目录下。
cd /root/build_rootfs/
./mkcramfs rootfs rootfs.cramfs
rootfs.cramfs就是我们要烧写到目标板的映像文件

8 烧写rootfs.cramfs到2分区,启动开发板,运行hello程序。



根文件系统实验2-移植bash

实验要求:
在上一个实验的基础上,更换内核第一个启动的进程为bash。
关于bash的介绍参考: http://www.xiaowang.net/bgb-cn/ch01s06.html

实验原理:
根据启动流程,linux内核启动的最后要启动一个用户进程,这个进程一般是“init程序”,我们也可以自己指定一个进程来作为系统启动的第一个程序。

实验步骤:
1修改bootloader传递的初始化参数,指定linux系统启动的第一个进程:
在bootloader传递给内核的初始化参数里有个“commandine”参数,我们把其中的 “init=/linuxrc”改为”init=/bin/bash”
如果我们使用的是u-boot作为开发板的bootloader,就在u-boot的提示符下输入:
    setenv bootargs root=/dev/mtdblock2 init=/bin/bash console=ttySAC0,115200
        如果使用GEC2410开发板自带的bois程序作为bootloader,就修改bois程序源码中的“/src/nand.c” 文件的commandline参数。

2 交叉编译bash
Bash的源码可以从 ftp://ftp.gnu.org/gnu/bash/ 上下载
步骤如下:
mkdir /root/build_bash
cd /root/build_bash
tar zxvf bash-3.2.tar.gz
mv bash-3.2 bash
cd bash
export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/binBATH
./configure - -host=arm-linux –enable-static-link
Make

然后把编译生成的bash程序拷贝的目标板根文件系统的/bin目录下。
cp bash /root/build_rootfs/rootfs

在根目录下编译一个”.bashre”文件
cd /root/build_rootfs/rootfs
vi .bashrc
内容如下:
#!/bin/sh
echo "Set seaech library in /etc/profile"
export LD_LIBRARY_PATH=/lib
echo "Set user path in /etc/profile"
export PATH=/bin:/sbin:/usr/bin

制作映象文件。把映象文件烧写到开发板上。

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