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。

帖子167 精华2 联盟积分281 联盟币 阅读权限150 注册时间2007-12-31 最后登录2008-3-24 查看详细资料

TOP

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。