linux2.6移植+根文件系统实验手册(转)

来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 16:19:48

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
#include
#include
...
（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。
  • 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
    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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