构建嵌入式linux系统项目-内核移植.ppt
linux内核移植,教学回顾,u-boot的启动流程用户输入命令后，u-boot的执行过程添加一个u-boot命令,教学内容,linux内核的配置系统Kconfig文件Makefile文件Linux内核的生成过程Linux内核启动的条件,教学要求,理解linux内核的配置系统，能够添加内核功能菜单；了解内核的生成过程；了解内核启动的条件；,linux配置系统,Linux内核源代码支持二十多种体系结构的处理器，还有各种各样的驱动程序；因此，linux内核有上千条配置选项，配置相当复杂；所以，linux内核源码组织了一个配置系统；配置系统包括三部分：Makefile：负责整体的配置编译Kconfig：配置选项的来源配置工具：生成配置菜单,linux配置系统,将内核配置成默认在配置内核前，一般先将内核配置成默认的内核自带的默认配置：内核本身提供的很多平台的默认配置文件，这些配置文件保存在arch/arm/configs目录下：,我们看到了s3c2410_defconfig文件，这个文件就是内核提供的S3C2410平台的默认配置文件；可以通过下面的方式来将其作为内核默认配置：cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig.config或：make s3c2410_defconfig,Linux内核的生成,配置好内核后，通过make来编译内核，如果想要查看详细的编译过程，了解内核的生成过程，可以通过下面的命令：$make V=1编译的过程：现将各个目录下的文件编译成.o目标文件然后将这些目标文件链接到一块去我们来分析这个链接的过程,Linux内核的生成,简化内核最后链接的信息如下：内核生产的简化步骤：arm-linux-ld-o vmlinux-T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o*/built-in.oarm-linux-objcopy-O binary vmlinux arch/arm/boot/Imagearm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/head.Scat arch/arm/boot/compressed/./Image|gzip-f-9 arch/arm/boot/compressed/piggy.gziparm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.Sarm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/misc.o arch/arm/boot/compressed/misc.c,Linux内核的生成,arm-linux-ld-T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o arch/arm/boot/compressed/misc.o-o arch/arm/boot/compressed/vmlinux arm-linux-objcopy-O binary arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImagemkuboot.sh-A arm-O linux-T kernel-C none-a 0 x30008000-e 0 x30008000-n Linux-2.6.32.2bt-d arch/arm/boot/zImage arch/arm/boot/uImage,内核生成过程详解,从上面的信息总结内核生成的过程：将各个目录下的.o文件链接到内核源码顶层目录下的vmlinux文件；arm-linux-ld-o vmlinux-T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o*/built-in.o然后将vmlinux内核进行二进制格式转换，转换成arch/arm/boot/Image文件；arm-linux-objcopy-O binary vmlinux arch/arm/boot/Image将arch/arm/boot/Image进行zip压缩压缩成arm/arm/boot/piggy.gzip文件;cat arch/arm/boot/compressed/./Image|gzip-f-9 arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip,内核生成过程详解,将piggy.gz编译成 piggy.o 目标文件arm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/上面的过程，看不出piggy.gzip.o与piggy.gzip有什么关系，piggy.gzip.o由piggy.gzip.S编译而来这里内核使用了一个技巧，就是piggy.gzip.S这个汇编文件中，没有代码，只包含piggy.gzip这个数据文件,内核生成过程详解,然之后，编译两个文件head.s和misc.c，这两个文件就是引导并，进行zip解压的代码文件。arm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/misc.o arch/arm/boot/compressed/misc.carm-linux-gcc-c-o arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/head.S将head.o、misc.o、piggy.gzip.o三个文件链接成vmlinux文件；arm-linux-ld-T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o arch/arm/boot/compressed/misc.o-o arch/arm/boot/compressed/vmlinux,内核生成过程详解,再将vmlinux进行二进制转换，转换成zImage文件arm-linux-objcopy-O binary arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImagezImage是linux中的经典内核映像文件，是压缩的、具有自引导能力的内核映像文件。对于一般的bootloader来说，启动linux内核就是启动zImage文件，而对于u-boot来说，u-boot要求启动的内核是uImage。uImage文件只是在zImage头部添加64bytes的数据。,内核生成过程详解,uImage是在zImage前面添加64bytes的头部信息struct image_header uint32_tih_magic;/*Image Header Magic Number*/uint32_tih_hcrc;/*Image Header CRC Checksum*/uint32_tih_time;/*Image Creation Timestamp*/uint32_tih_size;/*Image Data Size*/uint32_tih_load;/*Data Load Address*/uint32_tih_ep;/*Entry Point Address*/uint32_tih_dcrc;/*Image Data CRC Checksum*/uint8_tih_os;/*Operating System*/uint8_tih_arch;/*CPU architecture*/uint8_tih_type;/*Image Type*/uint8_tih_comp;/*Compression Type*/uint8_tih_nameIH_NMLEN;/*Image Name*/,Linux内核的生成示意图,zImage 压缩内核映像的生成,启动linux内核,启动linux内核,先了解Linux的内核启动的条件zImage是linux的标准内核映像；uImage是u-boot特有的内核映像，是使用mkimage工具在zImage头部加入64bytes数据生成。,启动linux内核,u-boot启动uImage的过程就是分析uImage的64bytes头部，然后启动uImage除去64bytes头部的zImage；而启动zImage需要一些条件：设计启动参数设置CPU的状态,设置启动参数,设置启动参数启动参数的起始地址一般是（内存起始地址0 x100）处，如s3c2410的的启动参数的起始地址是（0 x30000000+0 x100）。也就是说，bootloader在0 x30000100这个地址上设置参数，而内核在启动时，就会到这个地址去读取参数。设置启动参数早期的方法是设置参数结构体，新版本的内不再使用参数结构体来设置启动参数，而是用标签（tag)：,参数结构体,参数结构体的定义如右图：定义中必须设置的成员如下：s.page_size页面大小-4ks.nr_pages内存中的页面数commandline命令行参数,命令行参数解析,commandline字符的格式如：root=/dev/nfs init=/sbin/bin console=ttySAC0,115200root指定根文件系统ro/rw指定挂在的文件系统的属性 只读/可写init指定内核初始化完成后调用的用户空间程序缺省:/sbin/init，见内核启动代码console指定打印信息的终端mem指定内存的大型Initrd指定ramdisk引导时根文件系统所在的内存位置和大小参见文档：Documentation/kernel-parameters.txt,设置CPU状态,启动参数设置好后，在启动zImage前，还要设置CPU的状态如下：CPU 寄存器的设置：R00；R1机器类型 ID；R2启动参数在 RAM 中起始基地址；CPU 模式：必须禁止中断（IRQs和FIQs）；CPU 必须 SVC 模式；Cache 和 MMU 的设置：MMU 必须关闭；指令 Cache 可以打开也可以关闭；数据 Cache 必须关闭；,bootloader启动内核zImage时的示例代码如下：,linu内核移植,平台结构体arch/$ARCH/mach-/驱动,课堂小结,内核的配置系统Kconfig文件提供菜单Makefile负责编译.config文件 配置结果内核的生成过程vmlinuxarch/arm/boot/Imagearch/arm/boot/piggy.gziparch/arm/boot/compressed/vmlinuxarm/arm/boot/zImagezImage启动条件,思考题,作业题,作业：（1）说明linux内核的生成过程。（2）说明内核zImage启动时的条件。,
