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1、,Linux系统移植 Linux系统移植序该文档的目的是总结我们在工作中的一些经验，并把它们分享给喜欢 ARM和Linux的朋友, 如有错误之处,请大家多多指点. 同样, 我们也希望更多人能把自己的工作经验和体会加入该文档,让大家共同进步. 该文档是一份交流性文档, 只供个人学习与交流,不允许公司和企业用于商业行为.第一部分前言 1硬件环境 1.1主机硬件环境开发机：Pentium-4 CPU内存: 512MB硬盘: 60GB 1.2目标板硬件环境 CPU: S3C2410 SDRAM: HY57V561620 Nand flash: K9F1208U0B（64MB）以太网芯片：CS8900A
2、 （10M/100MB） 1.3工具介绍仿真器：Dragon-ICE电缆：串口线，并口线 2软件环境 2.1主机软件环境 2.1.1 Windows操作系统 ADS编译工具：ADS1.2仿真器软件: Dragon-ICE daemon程序 2.1.2 Linux操作系统 GNU交叉编译工具： 2.95.3: 作用：编译u-boot 3.3.2, 3.4.4: 作用：编译内核和应用程序其它工作：tree工具：作用：查看文件目录树下载：从 ftp:/mama.indstate.edu/linux/tree/下载编译 2.1.3目标板最后运行的环境启动程序: u-boot-1.1.4内核: linu
3、x-2.6.14.1应用程序: 1. busybox-1.1.3 2. TinyLogin-1.4 3. Thttpd-2.25 2.2 Linux下工作用户及环境 2.2.1交叉工具的安装工具链的编译过程请参考第三部分. 1. 下载交叉工具 2.95.3 下载地址：ftp:/ftp.arm.linux.org.uk/pub/armlinux/toolchain/cross2.95.3.tar.bz2 3.3.4 下载地址： 2. 编译交叉工具 rootlocalhost mkdir /usr/local/arm rootlocalhost cd /usr/local/arm把cross-2.
4、95.2.tar.bz2, cross-3.4.4.tar.gz 拷贝到/usr/local/arm目录中。解压这两个包。 rootlocalhost tar -xjvf cross-2.95.2.tar.bz2 rootlocalhost tar -xzvf cross-3.4.4.tar.gz 2.2.2 u-boot移植工作目录 1. 添加工作用户 rootlocalhost #useradd -G root -g root -d/home/uboot uboot 2. 建立工作目录 ubootlocalhost $mkdir dev_home ubootlocalhost $cd de
5、v_home ubootlocalhost dev_home$mkdir doc mybootloader uboot . |- doc |- mybootloader - uboot 3. 建立环境变量 ubootlocalhost vi /.bashrc export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH 2.2.3内核及应用程序移植工作 1. 添加工作用户 rootlocalhost #useradd -G root -g root -d/home/arm arm 2. 建立工作目录armlocalhost arm$mkdir dev_home arm
6、localhost arm$cd dev_home armlocalhost arm$mkdir bootldr btools debug doc images kernel localapps rootfs sysapps tmp tools armlocalhost arm$tree -L 1 . |- bootldr |- btools |- debug |- doc |- images |- kernel |- localapps |- rootfs |- sysapps |- tmp - tools可以看到如上树形结构。注：tree命令 3. 建立环境变量设置脚本 armlocalh
7、ost arm$vi env_sh #!/bin/bash PRJROOT=/dev_home KERNEL=$PRJROOT/kernel ROOTFS=$PRJROOT/rootfs LAPP=$PRJROOT/localapps DOC=$PRJROOT/doc TMP=$PRJROOT/tmp export PRJROOT KERNEL LAPP ROOTFS export PATH=/usr/local/arm/3.4.4/bin:$PATH 4. 登陆时启动环境变量 armlocalhost arm$vi /.bashrc . /dev_home/env_sh重新登陆 arm用户，
8、环境变量生效 armlocalhost arm$su arm 2.3配置系统服务 2.3.1 tftp服务器的配置如果用下面一条命令能够看到服务已经启动, 则不用安装, 否则需要按 1或 2点安装tftp-server服务器. armlocalhost arm#netstat -a | grep tftp udp 0 0 *:tftp *:* 1. 从 RPM包安装tftp-server从对应Linux操作系统版本的安装光盘上找到tftp-server的安装包.下面 tftp-server-0.32-4.i386.rpm包为例,把rpm包拷贝到dev_home/btools/下. armloc
9、alhost arm#cp tftp-server-0.32-4.i386.rpm /home/arm/dev_home/btools/ armlocalhost arm#su root rootlocalhost arm#rpm -q tftp-server如果没有安装tftp-server,就要用下面命令安装,否则,直接进入第2步配置服务. rootlocalhost arm#cd /home/arm/dev_home/btools/ rootlocalhost btools#rpm -ivh tftp-server-0.32-4.i386.rpm 建立tftp的主工作目录 rootloc
10、alhost btools#mkdir /tftpboot 2. 修改配置文件并启动服务备份配置文件 rootlocalhost btools#if -f /etc/xinetd.d/tftp then cp /etc/xinetd.d/tftp /etc/xinetd.d/tftp.old fi修改配置文件 rootlocalhost btools#vi /etc/xinetd.d/tftp service tftp disable = no socket_type = dgram protocol = udp wait = yes user = root server = /usr/sbi
11、n/in.tftpd server_args = -s /tftpboot per_source = 11 cps = 100 2 flags = IPv4 检查 tftp服务是否打开 rootlocalhost btools#chkconfig -list如果 tftp的服务没有打开,则用下面命令打开tftp服务开关 rootlocalhost btools#chkconfig tftp on重启服务 #/etc/init.d/xinetd restart #netstat -a | grep tftp udp 0 0 *:tftp *:* 2.3.2 NFS服务器的配置 1. 安装NFS服
12、务器 rootlocalhost btools#rpm -q nfs-utils如果没有安装,从对应Linux操作系统版本的安装光盘上找到nfs-utils的安装包.Fedora 5中的安装包名称为nfs-utils-1.0.8.rc2-4.FC5.2.i386.rpm。下面以该安装包为例说明： rootlocalhost btools#rpm -ivh nfs-utils-1.0.8.rc2-4.FC5.2.i386.rpm 2. 配置NFS服务器 rootlocalhost btools#vi /etc/exports #加入要允许被另外计算机mount的目录: #/home/arm/de
13、v_home/tmp 为被另外计算机mount的目录 #192.168.1.134 允许另外计算机mount的IP #rw,sync,no_root_squash表示访问限制,更详细说明见相关手册. /home/arm/dev_home/tmp 192.168.1.134(rw,sync,no_root_squash) 3. 启动NFS服务器第一启动NFS服务器时用下面命令. rootlocalhost btools#/etc/init.d/nfs start如果你已经启动了 NFS服务器时,并且重新修改了/etc/exports文件,用如下命令使新加入的目录生效： rootlocalhost
14、 btools#/etc/init.d/nfs reload 4. 测试NFS服务器 rootlocalhost btools#netstat -a | grep nfs 5. 显示被 export出的目录列表 rootlocalhost btools#exportfs 2.4工具使用 2.4.1 minicom的使用 1.切换到root用户. rootlocalhost btools#su 2. 查找有效的串设备. rootlocalhost #cat /proc/devices . 4 ttyS . 188 ttyUSB .如果是普通串口设备, 设备名前缀为ttyS, 第一串口为ttyS0
15、, 第二串口为ttyS1,依次类推.如果是 USB转串口的设备, 设备名前缀为ttyUSB, 第一串口为ttyUSB0. 3. 配置ttyUSB设备 rootlocalhost #minicom -s ttyUSB0会出现一个configuration窗口, configuration Filenames and paths File transfer protocols Serial port setup Modem and dialing Screen and keyboard Save setup as ttyUSB0 Save setup as. Exit Exit from Mini
16、com 选择Serial port setup配置. 会出现如下窗口: A -Serial Device : /dev/ttyUSB0 B -Lockfile Location : /var/lock C -Callin Program : D -Callout Program : E -Bps/Par/Bits : 115200 8N1 F -Hardware Flow Control : No G -Software Flow Control : No Change which setting? 我的设置如上所示, 设置完成后, Change which setting?项上按回车退出当前
17、窗口, 回到第一个窗口.按 Save setup as ttyUSB0保存设置. 再按 Exit from Minicom退出 Minicom. 4. 启动minicom rootlocalhost #minicom 3作者介绍 3.1策划,组织,指导,发布者刘勇 email: littlegenius2008如果您有新的内容,请发到这个电子邮件,我们会把您的内容加入文档,并在作者列表中加入您的名字. 3.2 ADS bootloader部分作者：刘勇 email: littlegenius2008 3.3交叉工具部分作者：孙贺 email: msunhe 3.4 uboot部分作者：聂强 e
18、mail: wolfwind9779作者：孙贺 email: msunhe 3.5内核部分作者：聂大鹏 email：dozec作者:牛须乐(8900a网卡移植部分) email：clizniu 3.6应用程序部分作者：聂大鹏 email：dozec 3.7 Nand Flash 驱动部分作者：孙磊,刘勇 email：sunlei3448 第部分系统启动 bootloader的编写(ADS) 1工具介绍 1.1 ADS命令行命令介绍 1.1.1 armasm 1. 命令：armasm 选项 -o 目标文件源文件 2. 选项说明 -Errors 错误文件名 ;指定一个错误输出文件 -I 目录,目录
19、 ;指定源文件搜索目录 -PreDefine 预定义宏 ;指定预定义的宏 -NOCache ;编译源代码时禁止使用Cache进行优化 -MaxCache ;编译源代码时使用Cache进行优化 -NOWarn ;关闭所有的警告信息 -G ;输出调试表 -keep ;在目标文件中保存本地符号表 -LIttleend ;生成小端(Little-endian) ARM代码 -BIgend ;生成大端(Big-endian) ARM代码 -CPU ;设立目标板ARM核类型,如: arm920t. -16 ;建立16位的thumb指令. -32 ;建立32位的ARM指令. 3. 编译一个汇编文件 c:ad
20、sloaderarmasm -LIttleend -cpu ARM920T -32 bdinit.s把汇编语言编译成小端, 32位, ARM920T CPU. 1.1.2 armcc, armcpp 1. 命令：armcc 选项 源文件1 源文件2 . 源文件n 2. 选项说明 -c ;编译但是不连接 -D ;指定一个编译时使用的预定义宏常量 -E ;仅仅对 C源文件做预处理 -g ;产生调试信息表 -I ;指头文件的搜索路径 -o ;指定一个输出的目标文件 -O0/1/2 ;指定源代码的优化级别 -S ;输出汇编代码来代替目标文件 -CPU ;设立目标板ARM核类型,如: arm920t.
21、3.编译一个C程序 c:adsloaderarmcc -c -O1 -cpu ARM920T bdisr.c编译不连接, 二级优化, ARM920T CPU. 1.1.3 armlink 1. 命令：armlink 选项 输入文件 2. 选项说明 -partial ;合并目标文件-Output 文件 ;指定输出文件名 -scatter 文件 ;按照指定的文件为可执行文件建立内存映射 -ro-base 地址值 ;只读代码段的起始地址 -rw-base 地址值 ;RW/ZI段的起始地址 3. 把多个目标文件合并成一个目标文件 c:adsloaderarmlink -partial bdmain.o
22、 bdport.o bdserial.o bdmmu.o bdisr.o -o bd.o 4. 把几个目标文件编译一个可执地文件 c:adsloaderarmlink bd.o bdinit.o -scatter bdscf.scf -o bd.axf 1.1.4 fromelf 1. 命令：fromelf 选项 输入文件 2. 选项说明 -bin 二进制文件名 ;产生的二进制文件 -elf elf文件名 ;产生一个elf文件 -text text文件名 ;产生text文件 3. 产生一个可执行的二进制代码 c:adsloaderfromelf.bd.axf.bin.o.bd.bin 2基本原
23、理 2.1可执行文件组成及内存映射 2.1.1可执行文件的组成在ADS下,可执行文件有两种,一种是.axf文件,带有调试信息,可供AXD调试工具使用.另一种是.bin文件,可执行的二进制代码文件。我们重点是讲描.bin文件的组成。我们把可执行文件分为两种情况：分别为存放态和运行态。 1. 存放态存放态是指可执行文件通过fromelf产生后,在存储介质(flash或磁盘)上的分布. 此时可执行文件一般由两部分组成：分别是代码段和数据段。代码段又分为可执行代码段(.text)和只读数据段(.rodata),数据段又分为初始化数据段(.data)和未初始化数据段(.bss)。可执行文件的存放态如下：
24、 +-+-| .bss | +-+-数据段 | .data | +-+-| .rodata | |_| 代码段 | .text | +-+-2. 运行态可执行文件通过装载过程, 搬入到RAM中运行, 这时候可执行文件就变成运行态。在ADS下对可执行代码各段有另一个名称： | . | +-+-| .bss | ZI 段 +-+-数据段| .data | RW 段 +-+-| .rodata | |_| 代码段(RO 段) | .text | +-+-| . |装载前当可执行文件装载后, 在RAM中的分布如下： | . | +-+- ZI段结束地址 | ZI 段 | +-+- ZI段起始地址 |
25、保留区2 | +-+- RW段结束地址 | RW 段 | +-+- RW段起始地址 | 保留区1 | +-+- RO段结束地址 | RO 段 | +-+- RO段起始地址 | . |装载后所以装载过程必须完成把执行文件的各个段从存储介质上搬到RAM指定的位置。而这个装载过程由谁来完成呢？由我们的启动程序来完成. 2.1.2装载过程在ADS中,可以通过两种方式来指定可执行代码各段在RAM中的位置,一个是用armlink来指定,一种是用scatter文件来指定.RAM区的起始地址:0x30000000. 1. armlink指定代码段地址我们通常的代码,只用指定两个段开始地址, RO段的起始地址和
26、RW段的起始地址, ZI段紧接在RW段之后.示例见该部分的1.1.3. 2. scatter指定代码段地址我们也可以通过scatter文件指定可执行文件各段的详细地址. Scatter文件如下: MYLOADER.0x30000000 ;MYLOADER:为可执行文件的名称,.可自定义 ;0x3000000:起始地址 RO.0x30000000 ;RO只读代码段的名称 ;0x30000000:只读代码段的起始地址 init.o.(Init,.+First).;.Init代码段为可执行文件的第一部分. *.(+RO).;所有其它的代码段和只读数据段放在该部分 RW.+0 ;RW:.RW段的名称
27、;+0:表示 RW段紧接着 RO段 *.(+RW).;所有RW段放在该部分 ZI.+0 ;ZI:.ZI段的名称 ;+0:表示 ZI段紧接着 RW段 *(+ZI).;所有ZI段放在该部分 3.ADS产生的各代码段宏 |Image$RO$Base|./*.RO代码段起始地址 */ |Image$RO$Limit|./*.RO代码段结束地址 */ |Image$RW$Base|./*.RW代码段起始地址 */ |Image$RW$Limit|./*.RW代码段结束地址 */ |Image$ZI$Base|./*.ZI代码段起始地址 */ |Image$ZI$Limit|./*.ZI代码段结束地址 *
28、/注意:在两个$之间的名称,.与scatter中指定的段的名称相同.4.装载过程说明当从 NorFlash启动时,.要把flash芯片的首地址映射到0x00000000位置,.系统启动后,.启动程序本身把自己从 flash中搬到RAM中运行.搬移后的各段起始地址,.由以上宏来确定.当从 NandFlash启动时,.S3C2410会自动把前NandFlash的前4k搬到S3C2410的内部RAM中,并把内部 RAM的首地址设为0x00000000，CPU从 0x00000000开始执行.所以,.在nandFlash的前4k程序中,必须包含从 NandFlash把BootLoader的其余部分装入
29、RAM的程序. 2.1.3启动过程的汇编部分当系统启动时,.ARM.CPU会跳到0x00000000去执行。一般 BootLoader都包括如下几个部分： 1.建立中断向量异常表 2.显示的切换到SVC且 32指令模式 3.关闭S3C2410的内部看门狗 4.禁止所有的中断 5.配置系统时钟频率和总线频率 6.设置内存区的控制寄存器 7.初始化中断 8.安装中断向表量 9.把可执行文件的各个段搬到运行态的各个位置 10.跳到C代码部分执行 2.1.4启动过程的C部分 1.初始化MMU 2.初始化外部端口 3.中断处理程序表初始化 4.串口初始化5.其它部分初始化(可选) 6.主程序循环 3 A
30、XD的使用以及源代码说明 3.1源代码说明 3.1.1汇编源代码说明 ;= ;引用头文件 ;= get bdinit.h ;= ;引用标准变量 ;= IMPORT |Image$RO$Base| ; Base address of RO section IMPORT |Image$RO$Limit| ; End address of RO section IMPORT |Image$RW$Base| ; Base address of RW section IMPORT |Image$RW$Limit| ; End address of RW section IMPORT |Image$ZI$
31、Base| ; Base address of ZI section IMPORT |Image$ZI$Limit| ; End addresss of ZI section IMPORT bdmain ; The entry function of C program ;= ;宏定义 ;= ; macro HANDLER MACRO $HandlerLabel HANDLER $HandleLabel $HandlerLabel sub sp,sp,#4 ;Decrement sp (to store jump address) stmfd sp!,r0 ;PUSH the work reg
32、ister to stack ldr r0,=$HandleLabel;Load the address of HandleXXX to r0 ldr r0,r0 ;Load the contents(service routine start address) of HandleXXX str r0,sp,#4 ;Store the contents(ISR) of HandleXXX to stack ldmfd sp!,r0,pc ;POP the work register and pc(jump to ISR) MEND ;= ;汇编语言的入口代码 ;= AREA Init,CODE
33、,READONLY CODE32 ENTRY ;= ; 建立中断向量表 ;= b reset_handler ;0x00000000: Reset (SVC) b undef_handler ;0x00000004: Undefined instruction (Undef) b swi_handler ;0x00000008: Software Interrupt (SVC) b iabr_handler ;0x0000000C: Instruction Abort (Abort) b dabr_handler ;0x00000010: Data Abort (Abort) b no_han
34、dler ;0x00000014: b irq_handler ;0x00000018: IRQ (IRQ) b fiq_handler ;0x0000001C: FIQ (FIQ) LTORG undef_handler HANDLER HandleUndef swi_handler HANDLER HandleSWI iabr_handler HANDLER HandlePabort dabr_handler HANDLER HandleDabort no_handler HANDLER HandleReserved irq_handler HANDLER HandleIRQ fiq_ha
35、ndler HANDLER HandleFIQ ;= ;复位时运行的主程序 ;= reset_handler ;Set the cpu to SVC32 mode mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr_cxsf,r0 ;Turn off watchdog ldr r0,=WTCON ldr r1,=0x0 str r1,r0 ;Disable all the first level interrupts ldr r0,=INTMSK ldr r1,=0xffffffff str r1,r0 ;Disable all the s
36、econd level interrupts ldr r0,=INTSUBMSK ldr r1,=0x7ff str r1,r0 ;Configure MPLL ldr r0,=MPLLCON ldr r1,=(M_MDIV12)+(M_PDIV LDRCC r2, r0 + ADD r0, r0, #4 strcc r2, r1, #4 ;- STRCC r2, r1 + ADD r1, r1, #4 bcc %B1 2 ldr r1, =|Image$ZI$Limit| ; Top of zero init segment mov r2, #0 3 cmp r3, r1 ; Zero init strcc r2, r3, #4 bcc %B3 bl bdmain ;Jump to the main function ;Dead loop 1 nop b %B1 ;= ;初始中断处理程序 ;= IsrIRQ sub sp,sp,#4 ;reserved for PC stmfd sp!,r8-r9 ldr r9,=INTOFFSET ldr r9,r9 ldr r8,=HandleEINT0 add r8,r8,r9,lsl #2 ldr r8,r8 str r8,sp,#8 ldmfd sp!,r8-r9,pc ;= ;初始化各个模式下堆栈 ;=