LINUX内核在arm平台上的移植

• /drivers目录，保存了内核中所有设备驱动程序。 • /fs目录，列出了Linux支持的所有文件系统的代码，如ntfs ext3和yaffs等 • /include目录，包括编译核心所需要的大部分头文件，例 如与平台无关的头文件在include/linux子目录下。不同的 平台需要的头文件会有所不同，因此该目录和arch目录一 样，按平台划分多个子目录，如asm-arm是arm平台的。
• 了解bootloader及其作用，了解Linux内核结构。 • 掌握配置和编译Linux系统内核的方法以及移植嵌入式 Linux的基本步骤。
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实验内容
• 在Linux系统的宿主PC下，修改裁减内核源码，编译生成 bootloader、内核映像和根文件系统。 • 在Windows系统的宿主PC下，烧写bootloader、内核映像 和根文件系统。（带U盘）
@ get first tag @ ok, we have a tag list
r4, [r8, #4] r4, #8 r4, [r8, #0] r4, #0 r4, [r8, #8]
/* * find the end of the tag list, and then add an INITRD tag on the end. * If there is already an INITRD tag, then we ignore it; the last INITRD * tag takes rd tag @ end of tag list terminator @ call kernel
/* * We found a param struct. Modify the param struct for the initrd */ param_struct: add r8, r8, #16*4 stmia r8, {r6,r7} mov pc, r12 move: ldmia stmia ldmia stmia subs bcs mov .word .word .word .word .word .word .word .word .word .word .word .type .type r4!, {r7 - r10} r5!, {r7 - r10} r4!, {r7 - r10} r5!, {r7 - r10} r6, r6, #8 * 4 move pc, lr initrd_start initrd_addr initrd_len kernel_start kernel_addr kernel_len 0x54410001 0x54420005 initrd_addr initrd_len params kernel_start,#object initrd_start,#object
◆定义数据、代码段、bbs(未初始化数据段)起始地址变量并对bbs段初始化 ◆设置寄存器以初始化系统硬件 ◆关闭中断 ◆初始化LCD显示 ◆将数据段复制到内存 ◆跳转到内核起始函数start_kernel继续执行 ◆对主寄存器的修改 © 2006 Embedded
Init.S
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • /* * linux/arch/arm/boot/bootp/init.S * * Copyright (C) 2000 Russell King * * This program is free software; you can redistribute it and/or modify * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as * published by the Free Software Foundation. * * Header file for splitting kernel + initrd. Note that we pass * r0 through to r3 straight through. */ .section .start,#alloc,#execinstr .type _entry, #function _entry: adr r10, initdata ldr r11, initdata sub r11, r10, r11 b splitify .size _entry,. - _entry .type initdata .size .text r13, data ldmia add bl ldmia mov add bl initdata, #object @ compiled address of this initdata,. - initdata
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嵌入式Linux系统构成 嵌入式Linux系统构成 Linux
• 引导加载程序(armboot, blob, redboot, vivi, U-Boot)
– 启动加载模式（正常工作模式），下载模式
• 内核 • 文件系统 • 用户应用程序（有时还包括嵌入式图形用户界面）
@ get size and addr of initrd @ r5 = ATAG_INITRD @ r6 = initrd start @ r7 = initrd end @ r8 = param_struct address @ no param struct? @ 4K? @ 16K? @ 32K?
启动参数
内核
根文件系统
Bootloader
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Bootloader介绍 Bootloader介绍
• 引导加载程序bootloader是系统加电后运行的第一段代码， 它完成整个系统的加载启动任务。 • 在基于ARM的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都 从地址0x00000000处开始执行，而在这个地址处放的通 常就是系统的bootloader。 • 通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的 映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态， 以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
@ then the kernel @ correction
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• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
/* * Setup the initrd parameters to pass to the kernel. This can either be * passed in via a param_struct or a tag list. We spot the param_struct * method by looking at the first word; this should either indicate a page * size of 4K, 16K or 32K. */ {r4ldmia r13, {r4-r8}
ldr teq teqne teqne beq ldr teq bne /* * We didn't find a valid tag list - create one. */ str mov str mov str
r9, [r8, #0] r9, #0x1000 r9, #0x4000 r9, #0x8000 param_struct r9, [r8, #4] r9, r4 taglist
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Linux内核结构（ Linux内核结构（续） 内核结构
• /init目录，包含了内核的初始化代码，有main.c version.c 两个文件。 • /ipc目录，包含了核心进程间的通信代码。 • /kernel目录，内核管理的核心代码在此，与处理器结构相 关的代码都在arch/*/kernel目录下。 • /lib目录，包括与平台无关的通用函数。 • /mm目录，包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系 结构相关的内存管理代码位于arch/*/kernel目录下。 • /net目录，里面是核心的网络部分代码，其每个子目录对 应于网络的一个方面。 • 其他目录，Documentation目录存放了许多文档。scripts 目录存放配置内核的一些脚本文件。
嵌入式系统课程——实验三 实验三 嵌入式系统课程
LINUX内核在arm平台上的移植 LINUX内核在arm平台上的移植 内核在arm
牛建伟 邹 琪
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• 实验目的 • 实验内容 • Bootloader • Linux内核 • 实验步骤
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实验目的
• 第二个阶段通常用C语言完成，以便实现更复杂的功能， 也使程序有更好的可读性和移植性。这个阶段的任务有：
◆初始化本阶段要使用到的硬件设备 ◆检测系统内存映射 ◆将内核映像和根文件系统映像从flash读到RAM ◆为内核设置启动参数 ◆启动内核（将控制交给内核） © 2006 Embedded
Linux内核介绍 Linux内核介绍
• 目前专门针对嵌入式设备的Linux改版有针对无MMU的 uClinux和针对有MMU的标准Linux在各硬件体系结构上的 移植版本。 • uClinux是通过对标准Linux内核裁减，去除虚拟内存管理 部分的代码，并对内存分配进行优化，从而达到提高系统 运行效率的目的。 • 因此uClinux的应用程序开发要求用户自己正确的处理内存 管理，一旦错误地修改了其他进程的内存，将可能造成系 统死机。基于像ARM2410这样的ARM9内核的ARM-Linux 使用了MMU的内存管理，对进程有保护，提高了嵌入式系 统中多进程的保护能力。使用户应用程序的可靠性得以提 高，降低了用户的开发难度。
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Linux内核结构 Linux内核结构