uClinux的编译与运行详解-转

uClinux的编译与运行详解

按常规编译完成后应该生成 image.bin   linux   linux.data   linux.text romfs.img这5个文件，不过我只有linux/boot.rom(=romfs.img)，今天上网查了查它们的定义。

romfs.img：这个文件是通过tools/romfs-inst.sh脚本，生成romfs目录及其下面的文 件，然后通过genromfs程序打包成一个文件romfs.img。romfs.img既可以放在Flash中，也可以放在RAM中，但需要在编译内核 时在driver/block/blkmem.c里指定地址，以便内核找到。
linux.text：编译后的内核中text段，一般放在Flash中，只读。
linux.data：编译后的内核中data、init段，一般放在SDRAM中，读写。
image.rom：通常image.rom的文件大小要比image.ram小很多，这是因为image.rom是 一个压缩过的内核，前面加上一个小的解压程序负责把内核解压后搬到指定位置。这个文件可以直接烧进Flash中，当然也可以在RAM中运行。这个文件实际 上就是通常Linux生成的zImage文件。
image.ram：这个内核没有压缩过，而且必须在RAM里运行。所以需要通过板子上的Bootloader将它下 载到指定位置后开始执行。相对image.rom而言，从RAM里启动内核，则代码段和数据段都在RAM里面。这个文件是编译生成的ELF格式的 Linux内核，通过arm-elf-objcopy工具生成的二进制映像文件。可以这样形象的说：image.rom = gunzipprogram + gzipped(image.ram)。
boot.rom：其实就是uClinux编译完成后的文件images/romfs.img，可以看一下它就是一个连接。
image.bin：上面三个文件顺序连接而生成的，image.bin = linux.text + linux.data + romfs.img。

1．创建开发环境
    首先需要编译的环境。建议最好使用Linux 作为开发平台，因为Linux 以及uClinux 的开发者们基本都是在Linux 下完成的开发。为了能够编译uClinux，我们需要下载uClinux 的编译器。这个文件可以在uClinux 的官方网站得到，也可以在论坛的客服中心下载。
官方的下载地址是：
http://www.uclinux.org/pub/uClinux/arm-elf-tools/arm-elf-tools-20040427.sh

    虽然同为gcc 和binutils 工具，但是必须使用uClinux 发布的版本，因为这个gcc 和binutils 都是为了能够编译FLAT 格式的文件而订制的，另外也加入了ARM 对PIC（Position Independent Code，位置无关代码）的支持。PIC 的支持是用来编译动态库或者XIP 模式的可执行文件。关于XIP 的介绍有一篇文章： http://www.ucdot.org/article.pl?sid=02/08/28/0434210

    大家可以了解一下XIP。但是由于XIP 并不是很稳定，所以在我们发布的uClinux 版本中并没有使用这个技术。然后，将下载得到的文件，是一个sh 文件。这是一个自解压的文件（就好比Windows下面的自解压zip 或者rar 一样）。为了能够运行，我们需要：
./arm-elf-tools-20040427.sh
这样如果不能运行的话，那应该使用下面的命令：
chmod u+x arm-elf-tools-20040427.sh（使之可执行）

./arm-elf-tools-20040427.sh
得到了编译环境，就可以编译源代码了。当然，首先要把代码解压缩到你的目录下面：
tar xjvf uClinux-dist-20060803.tar.bz2
它会把全部的文件解压缩到uClinux-dist 的目录下。然后进入目录
cd uClinux-dist

2．编译uClinux

    对uClinux 进行配置。那是通过 make　menuconfig 或者make xconfig 来实现的。对于编译uClinux，不能简单地通过make 来实现。我们需要有一些特定的步骤才能保证编译的正确。这是因为uClinux 所需要支持的硬件平台太多了，不能考虑的很周到。为了编译最后得到的镜像文件，我们需要linux 的内核以及romfs。对于 GDB/ARMulator的移植来说，romfs 是被编译到内核里面去的。因此，在编译内核前需要一个romfs。为了得到romfs 的image，我们又需要编译用户的应用程序。而为了编译用户的应用程序，我们又需要编译C 运行库，这里我们用的C 运行库是 uClibc。根据上面的分析，我们编译uClinux 的步骤如下： make dep
    这个仅仅是在第一次编译的时候需要，以后就不用了，为的是在编译的时候知道文件之间的依赖关系，在进行了多次得编译后，make 会根据这个依赖关系来确定哪些文件需要重新编译、哪些文件可以跳过）。
make lib_only
编译uClibc。以后我们编译用户程序的时候需要这个运行库,在运行这步时，采用uC-libc出错，但发现有些人却用的是这个，没问题，不知为何。
make user_only
编译用户的应用程序，包括初始化进程init，和用户交互的bash，以及集成了很多程序的busybox（这样对一个嵌入式系统来说可以减少存放的空 间，因为不同的程序共用了一套C 运行库），还有一些服务，如boa（一个在嵌入式领域用的很多的Web 服务器）和telnetd（telnet 服务器，我们可以通过网络来登录我们的uClinux 而不一定使用串口）。
make romfs(容易出错，见UC移植)
在用户程序编译结束后，因为我们用到的是romfs（一种轻量的、只读的文件系统）作为uClinux 的根文件系统，所以首先需要把上一步编译的很多应用程序以uClinux 所需要的目录格式存放起来。原来的程序是分散在user 目录下，现在例如可执行文件需要放到bin目录、配置文件放在etc 目录下..这些事就是make romfs 所做的。它会在uClinux 的目录下生成一个romfs 目录并且把user 目录下的文件、以及vendors 目录下特定系统所需要的文件（我们的vendors 目录是vendors/ARMlator/ARMulator组织起来，以便下面生成romfs 的单个镜像所用。
make image（容易出错）
它的作用有2 个，一个是生成romfs 的镜像文件，另一个是生成Linux 的镜像。因为原来的Linux 编译出来是elf 格式的，不能直接用于下载或者编译（不过那个文件也是需要的，因为如果你需要，那个elf 格式的内核文件里面可以包含调试的信息）。因此在这个时候由于还没有编译过Linux，因此在执行这一步的时候会报错。但是没有关系，因为我们在这里需要 的仅仅是romfs 的镜像，以便在下面编译Linxu 内核的时候使用。
make linux

（可能会出现error:cannot open romfs.o，其实这个文件已经有了，在linux-2.4.x/romfs/下，copy到uC下就可以了）
有了romfs 的镜像我们就可以编译Linux 了。因为我们的romfs 是嵌入到linux 内核中去了，所以在编译Linux 内核的时候就要一个romfs.o 文件。这个文件是由上面的make image生成的。
make image

（可能images/下只有一个boot.rom，我就是，其实这个文件就是romfs.img啦，链接一下，ln -s boot.rom romfs.img）
这里再一次make image 就是为了得到uClinux 的可执行文件的镜像了。执行了这一步之后，就会在images 目录下找到3 个文件：image.ram，image.rom，romfs.img。其中，image.ram和image.rom 就是我们需要的镜像文件。这个在下面“使用uClinux”会提到。为了方便起见，在uClinux-dist 目录下有两个文件：build_first.sh 和build_final.sh　先执行build_first.sh 再执行build_final.sh 就可以得到所需的镜像文件。之所以没有把两个合并，是因为第一次使用make image 会出错。

3．使用uClinux

    上面我们提到了两个文件：image.ram 和image.rom。其中，image.ram 是直接下载到RAM 执行的文件。如果你还处于调试阶段，那么就没有必要把文件烧写到FLASH 里面。这个时候我们可以使用image.ram。在开发板运行BIOS 的情况下，使用：
netrun
将文件下载到RAM 并且自动执行。具体可以参考BIOS 的教程。
对于image.rom 来说，它是一个zImage 文件，也就是自解压的内核。由于它使用了gzip将内核压缩过，所以可以减小文件的大小。这个image 应该烧写到FLASH 的0x10000 的位置，而不能直接下载到RAM 并执行。在开发板运行了uClinux 之后，我们可以通过串口看到很多输出，但是最后可以看到
Welcome to
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| |
|_|
Execution Finished, Exiting
Sash command shell (version 1.1.1)
/>
这样就表明你的uClinux 正常启动了。这时候可以输入一些命令，例如：
/> ls -l
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 bin
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 dev
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 etc
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 home
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 lib
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 mnt
dr-xr-xr-x 16 0 0 0 Jan 1 00:00 proc
lrwxrwxrwx 1 0 0 97 Jan 1 00:00 sbin -> /bin
lrwxrwxrwx 1 0 0 105 Jan 1 00:00 tmp -> /var/tmp
drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 usr
drwxr-xr-x 8 0 0 1024 Jan 1 00:00 var
/>
ls 命令可以列出当前目录下的文件，-l 参数可以列出更详细的信息。
/> cat /proc/meminfo
total: used: free: shared: buffers: cached:
Mem: 14630912 2199552 12431360 0 499712 507904
Swap: 0 0 0
MemTotal: 14288 kB
MemFree: 12140 kB
MemShared: 0 kB
Buffers: 488 kB
Cached: 496 kB
SwapCached: 0 kB
Active: 744 kB
Inactive: 240 kB
HighTotal: 0 kB
HighFree: 0 kB
LowTotal: 14288 kB
LowFree: 12140 kB
SwapTotal: 0 kB
SwapFree: 0 kB
/>
cat 可以将一个文件显示出来，这里的/proc/meminfo 表示内存的信息。您还可以看看
proc 目录下有些什么文件并且把他们显示出来看看
/> ps
PID PORT STAT SIZE SHARED %CPU COMMAND
1 S 134K 0K 0.1 init
2 S 0K 0K 0.0 keventd
3 S 0K 0K 0.0 ksoftirqd_CPU0
4 S 0K 0K 0.0 kswapd
5 S 0K 0K 0.0 bdflush
6 S 0K 0K 0.0 kupdated
15 S0 R 136K 0K 0.0 /bin/sh
16 S 70K 0K 0.0 /bin/inetd
17 S 264K 0K 0.0 /bin/boa
/>
ps 命令列出当前的进程的情况
在上面ps 的输出结果我们可以但到里面有boa，这就是我们的Web 服务器。另外，telnetd
是通过inetd 来启动的。
先来看一下boa。我们在主机的浏览器输入 http://192.168.111.100
就应该看见一个默认的页面：
然后我们也可以通过telnet 来访问我们的uClinux 机器：
在主机使用Telnet 工具登录到uClinux（IP 地址上面有了，是192.168.111.100）
它会要你登录，选择用户名root，密码为空，就可以进去了。
就如下图所示：
如果这时候用ps 查看的话，就会发现多出来了2 个进程：
PID PORT STAT SIZE SHARED %CPU COMMAND
1 S 134K 0K 0.0 init
2 S 0K 0K 0.0 keventd
3 S 0K 0K 0.0 ksoftirqd_CPU0
4 S 0K 0K 0.0 kswapd
5 S 0K 0K 0.0 bdflush
6 S 0K 0K 0.0 kupdated
15 S0 R 140K 0K 0.0 /bin/sh
16 S 70K 0K 0.0 /bin/inetd
17 S 268K 0K 0.0 /bin/boa
19 S 74K 0K 0.0 /bin/telnetd
20 p0 S 134K 0K 0.0 sh
下面的第19、20 号进程就是新的。也就是和telnet 有关的两个进程