Linux内核移植.ppt

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1、第20章 Linux内核移植,软件移植的概念简单的说就是让一套软件在指定的硬件平台上正常运行。移植至少包括了两个不同的硬件或者软件平台。对于应用软件来说，移植主要考虑操作系统的差异，重点在修改系统调用。本章的重点是Linux内核移植，需要考虑的硬件平台的差异，涉及较多知识。主要内容如下：Linux内核移植要点内核体系结构框架从现有代码移植内核,20.1 Linux内核移植要点,Linux本身对内存管理（MMU）有很好的支持。因此，在移植的时候首先要考虑到目标硬件平台是否支持MMU。以ARM平台为例，ARM7内核的CPU不支持MMU，无法直接把Linux内核代码移植到ARM7核的硬件平台。cLi

2、nux是专门针对ARM7这类没有MMU的硬件平台设计的，它精简了MMU部分代码。本书的目标平台是S3C2440A，该处理器基于ARM9核，支持MMU，可以直接移植Linux 2.6版本的内核代码。1目标平台2内存管理单元（MMU）3内存映射4存储器,20.2 平台相关代码结构,Linux内核代码目录基本是安装功能块划分的，每个功能块的代码存放在一个目录下。如mm目录存放内存管理单元相关代码；ipc存放了进程间通信相关的代码；kernel存放进程调度相关代码等。arch目录下每个平台的代码都采用了与内核代码相同的目录结构。以arch/arm目录为例，该目录下mm、lib、kernel、boot目

3、录与内核目录下对应目录的功能相同。此外，还有一些以字符串mach开头的目录，对应不同处理器特定的代码。从arch目录结构可以看出，平台相关的代码都存放到arch目录下，并且使用与内核目录相同的结构。使用SourceInsight工具可以看到许多的同名称函数，原因就是内核代码调用的函数是平台相关的，每个平台都有自己的实现方法。对于内核来说，使用相同的名字调用，通过编译选项选择对应平台的代码。,20.3 建立目标平台工程框架,Linux内核2.6版本已经对ARM处理器有很好的支持，并且对三星公司的S3C2440提供一定支持。但是，嵌入式硬件系统的差别很大，移植Linux内核到新的开发板仍然需要修改

4、或者增加针对特定硬件的代码。,20.3.1 加入编译菜单项,修改arch/arm/mach-s3c2410/Kconfig文件，在“endmenu”之前加入下面的内容：87 config ARCH_MINI2440 88 bool mini2440 89 select CPU_S3C2440 90 help 91 Say Y here if you are using the mini2440.,20.3.2 设置宏与代码文件的对应关系,在设置宏与代码文件对应关系之前，首先建立一个空的代码文件。在arch/arm/mach-s3c2410目录下建立mach-mini2440.c文件，用于存放与

5、mini2440开发板相关的代码。建立mach-mini2440.c文件后，修改arch/arm/mach-s3c2410/Makefile文件，在文件最后加入mach-mini2440.c文件的编译信息：43 obj-$(CONFIG_ARCH_MINI2440)+=mach-mini2440.o,20.3.3 测试工程框架,工程框架配置修改完毕后，需要进行简单的测试，根据测试结果判断框架是否搭建成功。回到内核代码顶层目录，输入“make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-menuconfig”命令，出现内核设置图形界面。加载默认配置文件后，可以开始配置新增加

6、的菜单。进入“System Types”菜单项，打开“S3C24XX Implementations”菜单，出现一个目标开发板的列表：Simtec Electronics BAST(EB2410ITX)IPAQ H1940 Acer N30 SMDK2410/A9M2410 SMDK2440 AESOP2440 QQ2440/mini2440 Thorcom VR1000 HP iPAQ rx3715 NexVision OTOM Board NexVision NEXCODER 2440 Light Board mini2440,20.4 建立目标平台代码框架,在节编译的内核代码最后出现了链

7、接错误，提示vmlinux.lds文件链接失败。lds文件是GNU ld工具使用的一种脚本文件，该文件描述了如何分配链接后的内存区域和地址等信息，通过lds文件报的错误可以顺藤摸瓜分析问题所在。,20.4.1 ARM处理器相关结构,首先打开arch/arm/kernel/vmlinux.lds文件，找到815行，代码如下：815 ASSERT(_proc_info_end-_proc_info_begin),missing CPU support),20.4.2 建立machine_desc结构,Linux内核提供了MACHINE_START和MACHINE_END宏供建立machine_de

8、sc结构使用，建议使用宏建立结构。打开arch/arm/mach-s3c2410/mach-mini2440.c文件，加入下面的代码：53 MACHINE_START(MINI2440,MINI2440)54.phys_ram=S3C2410_SDRAM_PA,55.phys_io=S3C2410_PA_UART,56.io_pg_offst=(u32)S3C24XX_VA_UART)18)&0 xfffc,57.boot_params=S3C2410_SDRAM_PA+0 x100,58.init_irq=mini2440_init_irq,59.map_io=mini2440_map_io

9、,60.init_machine=mini2440_init,61.timer=&s3c24xx_timer,63 MACHINE_END,20.4.3 加入处理函数,在mach-mini2440.c文件加入MINI2440结构中指定的几个函数定义如下：52 void _init mini2440_init_irq(void)53 54 55 56 void _init mini2440_init(void)57 58 59 60 void _init mini2440_map_io(void)61 62,20.4.4 加入定时器结构,在MINI2440结构定义中，使用了一个名为s3c24xx

10、_timer的sys_timer结构变量，该变量定义在arch/arm/mach-s3c2410/timer.c文件定义如下：252 struct sys_timer s3c24xx_timer=253.init=s3c2410_timer_init,/定时器初始化函数 254.offset=s3c2410_gettimeoffset,/读取定时器延时 255.resume=s3c2410_timer_setup/恢复定时器 256;,20.4.5 测试代码结构,回到内核源代码根目录，执行“make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-bzImage”开始编译内核

11、。这次编译没有出错信息，会得到正确的编译结果，查看arch/arm/boot目录已经有目标文件Image.gz，表示已经编译生成运行于ARM处理器的内核。到目前为止，已经可以编译工作在ARM处理器上的代码，但是内核代码还不能启动，因为还没有加入实际的代码，在下节介绍如何加入目标平台相关的代码。,20.5 构建目标板代码,Linux内核已经为ARM处理器设计好了代码框架，只要按照这个框架加入针对某种开发板和处理器的代码即可工作。加入代码还是按照前面提到的原则，能使用已有的通用代码尽量使用，并且尽可能的参考现有开发板代码的处理方法。,20.5.1 处理器初始化,首先在mach-mini2440.c

12、文件加入处理器初始化代码如下：56 void _init mini2440_init(void)57 58 set_s3c2410ts_info(/注册LCD结构 61,20.5.2 端口映射,端口映射函数设置S3C2440处理器的I/O端口描述结构、时钟频率、串口等，代码如下：150 void _init mini2440_map_io(void)151 152 s3c24xx_init_io(mini2440_iodesc,ARRAY_SIZE(mini2440_iodesc);153 s3c24xx_init_clocks(12000000);154 s3c24xx_init_uarts

13、(mini2440_uartcfgs,ARRAY_SIZE(mini2440_uartcfgs);155 s3c24xx_set_board(157,20.5.3 中断处理,内核提供了一个s3c24xx_init_irq()处理函数，因此中断处理函数直接引用即可：186 void _init mini2440_init_irq(void)187 188 s3c24xx_init_irq();/调用系统提供的中断处理函数 189,20.5.4 定时器处理,内核提供了一个定时器处理函数结构如下：struct sys_timer s3c24xx_timer=.init=s3c2410_timer_i

14、nit,/定时器初始化函数.offset=s3c2410_gettimeoffset,/获取定时器值.resume=s3c2410_timer_setup/恢复定时器设置;,20.5.5 编译最终代码,到目前为止，已经添加了所有与mini2440开发板有关的代码，保存文件后，可以开始编译内核。回到内核代码根目录，执行“make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-bzImage”重新编译代码，最终在arch/arm/boot目录下生成bzImage文件，针对开发板的内核代码编译成功。通过U-Boot或者其他的Bootloader工具可以把代码烧写到开发板的Flash存储器，然后重新启动开发板，可以从液晶屏看到启动过程打印的提示信息。提示：由于没有设置USB控制器和声音控制器，因此开发板上USB和声音相关的功能都无法使用。,20.6 小结,本章介绍了如何移植Linux内核代码到新的开发板。移植内核到新的硬件平台是一件繁琐的事情，读者在移植过程中需要有耐心。移植内核代码要涉及到软件和硬件相关的知识，读者应该结合硬件提供的电路图纸和手册，利用现有的软件工具和代码，构建符合需求的内核代码。第21章讲解Linux内核和应用程序的调试技术。,