uboot最主要的功能就是能夠引導內核啟動。本文就介紹如何實現(xiàn)該功能,并組成一個最簡單的系統(tǒng),這不僅要移植uboot,還要移植linux內核及創(chuàng)建一個根文件系統(tǒng)。
首先我們對nandflash進行分區(qū),規(guī)劃好每個文件存放在nandflash的位置。下面是nandflash的分區(qū):
第0分區(qū):0x000000000000-0x000000080000為uboot區(qū)
第1分區(qū):0x000000080000-0x000000100000為參數(shù)區(qū)
第2分區(qū):0x000000200000-0x000000600000為linux內核區(qū)
第3分區(qū):0x000000800000-0x000001000000為根文件系統(tǒng)區(qū)
規(guī)劃好分區(qū)后,我們就可以依次完成uboot的移植,linux內核的移植,及創(chuàng)建一個根文件系統(tǒng)。我們選擇cramfs作為根文件系統(tǒng)。
一、uboot移植
1.修改機器碼,要保證uboot與linux內核的機器碼一致,這樣才能啟動內核。
修改board/samsung/zhaocj2440/zhaocj2440.c文件中的第116行內容,把SMDK2410改為SMDK2440,即:
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2440;
因為我們的uboot移植是以uboot自帶的SMDK2440開發(fā)板為模板的,所以我們還是按照SMDK2440的機器碼來移植,MACH_TYPE_SMDK2440的具體數(shù)值在arch/arm/include/asm/mach-types.h文件的第1013行已有定義:
#define MACH_TYPE_SMDK2440 1008
2.添加bootcmd和bootargs參數(shù)。其中bootcmd是為了引導內核,而bootargs是為了在加載根文件系統(tǒng)時,給根文件系統(tǒng)傳遞必要的參數(shù)。
可以有兩種方法來設置這兩個參數(shù):
第一種方法是在uboot的提示符下直接設置bootcmd和bootargs這兩個參數(shù):
ZHAOCJ2440 # setenv bootcmd ' nand read 31000000 200000 400000; bootm 31000000 '
ZHAOCJ2440 # setenv bootargs ' root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC , 115200 rootfstype=cramfs mem=64M'
ZHAOCJ2440 # saveenv
在這里bootcmd的含義是從nandflash中讀取kernel,然后利用命令bootm啟動。bootargs的含義是在nandflash中的第3個分區(qū)內存放著根文件系統(tǒng),它的格式是cramfs。最后還要應用saveenv命令來保存這兩個變量。這時,如果你在提示符下敲入printenv命令,則會看到uboot的環(huán)境參數(shù)多了兩項,如:
bootargs=root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC,115200 rootfstype=cramfs mem=64M
bootcmd=nand read 31000000 200000 400000 ; bootm 31000000
第二種方法是在include/configs/zhaocj2440.h內定義CONFIG_BOOTARGS和CONFIG_BOOTCOMMAND這兩個宏定義:
#define CONFIG_BOOTARGS ' root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC , 115200 rootfstype=cramfs mem=64M'
#define CONFIG_BOOTCOMMAND ' nand read 31000000 200000 400000 ; bootm 31000000'
3.把移植好的uboot燒寫到nandflash中的0x00000000至0x000000080000內。
二、linux內核移植
這里我們實現(xiàn)的是最簡單的移植,即能夠啟動即可。
1.在下列網(wǎng)址下載linux內核,linux-3.4.6.tar.bz2
www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/
解壓到當前目錄:
tar -xvjf linux-3.4.6.tar.bz2
2.修改主目錄下的Makefile文件,第195行和第196行改寫為:
ARCH ?=arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
3.添加機器碼,使uboot與linux機器碼一致,并改變內核時鐘
在arch/arm/tools/mach-types文件的第207行添加下列代碼:
smdk2440 MACH_SMDK2440 SMDK2440 1008
在arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c文件內
第165行中的16934400改為12000000,即
s3c24xx_init_clocks(12000000);
第178行中的S3C2440改為SMDK2440,即
MACHINE_START(SMDK2440,'SMDK2440')
4.修改內核中的分區(qū),使其與我們事先定義的分區(qū)一致
在arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c文件內
第111行中的smdk_default_nand_part結構體改為:
static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[ ] = {
[0]= {
.name = 'UBoot',
.size = SZ_512K,
.offset = 0,
},
[1]= {
.name = 'Para',
.offset= SZ_512K,
.size = SZ_512K,
},
[2]= {
.name = 'Kernel',
.offset= SZ_2M,
.size = SZ_4M,
},
[3]= {
.name = 'rootfs',
.offset = SZ_8M,
.size = SZ_8M,
}
};
5.改變內核的ECC類型
在drivers/mtd/nand/s3c2410.c文件內
第846行中的NAND_ECC_SOFT改為NAND_ECC_NONE,即:
chip->ecc.mode = NAND_ECC_NONE;
此處如果不改,雖然能夠啟動linux內核,但無法加載根文件系統(tǒng)。
6.編譯內核
退回到linux-3.4.6的根目錄下,復制配置文件:
cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig .config
使用menuconfig來配置內核:
make menuconfig
在KernelFeatures下選上兩項內容,即
Kernel Features --->
[*]Use the ARM EABI to compile the kernel
[*]Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTAL)
如果不選擇這兩項,則在內核啟動完,掛載根文件系統(tǒng)時會出現(xiàn)kernel panic:attempted to kill init的錯誤。
menuconfig的其他內容可以不需要改變,選擇默認即可。
最后執(zhí)行下面兩個命令:
make clean
make zImage
等待一段時間后,在arch/arm/boot/目錄下會生成zImage文件。
7.制作內核鏡像
在上一步雖然我們已經(jīng)生成了zImage文件,但它還不能被uboot正確引導,我們還需要給zImage文件加上64個字節(jié)的數(shù)據(jù)頭,這部分內容包括CPU架構(A)、操作系統(tǒng)(O)、鏡像類型(T)、壓縮類型(C)、鏡像名稱(n)、鏡像加載地址(a)、鏡像入口(e)、源文件(d)。只有加上這些內容uboot才能正確引導內核。
mkimage工具就是uboot用來制作完成上述內容的工具。編譯過uboot后,會在tools目錄下生成mkimage。為了更方便地應用該工具,我們需要完成下列操作,進入tools目錄,以根用戶的身份執(zhí)行下列命令:
cp mkimage /usr/bin
chmod 777 /usr/bin/mkimage
進入linux-3.4.6目錄下的arch/arm/boot/目錄,執(zhí)行下列命令:
mkimage -n 'linux' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x31000000 -e 0x31000040 -d zImage uImage.img
uImage.img為最終我們需要燒寫到nandflash中的文件。在這里,我們是把鏡像加載到內存0x31000000地址內的。
8.最后,我們把uImage.img文件燒寫到nandflash中的0x200000至0x600000中。
三、根文件系統(tǒng)的制作
我們利用busybox來制作根文件系統(tǒng)
1.在下列網(wǎng)站下載busybox-1.15.0.tar.bz2
http://www.linuxidc.com/linux/2011-08/40704.htm
在當前目錄下解壓busybox
tar -jxvf busybox-1.15.0.tar.bz2
2.配置編譯busybox
使用menuconfig來配置busybox:
make menuconfig
修改下列內容:
Busybox Settings --->
Build Options --->
[*] Build BusyBox as a staticbinary (no shared libs) (編譯成靜態(tài)庫)
Busybox Library Tuning --->
[*] Tabcompletion (tab縮進功能)
[*] Usernamecompletion
[*] Fancy shellprompts (這兩項在創(chuàng)建/etc/profile文件時要用,這樣可以命令行有提示符顯示)
只需修改上述幾個選項,其他配置可以不去改動。
修改Makefile
emacsMakefile
在第164行,改為:
CROSS_COMPILE?=arm-linux-
在第190行,改為:
ARCH ?=arm
執(zhí)行make命令編譯busybox
3.利用下面命令安裝busybox:
Make CONFIG_PREFIX=/home/zhaocj/rootfs install
其中/home/zhaocj/rootfs為指定的安裝目錄,如果還沒有該目錄,則需先要用mkdir命令創(chuàng)建該目錄。之所以要指定目錄,就是為了改變系統(tǒng)默認生成的_stall目錄。
安裝完畢后,會在/home/zhaocj/rootfs目錄下生成bin、linuxrc、sbin、usr這四個目錄和文件。
4.進入rootfs目錄,自行添加其他目錄和文件
首先要創(chuàng)建etc目錄,以及在該目錄下生成四個文件:etc/inittab、etc/fstab、etc/profile、etc/init.d/rcS
mkdir etc
cd etc
emacs inittab
內容為:
::sysinit:/etc/init.d/rcS
::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:umount-a -r
emacs fstab
內容為:
#device mount-point type options dump fsck order
proc /proc proc defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /temp tmpfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
emacs profile
內容為:
#!/bin/sh
exportHOSTNAME=zhaocj
exportUSER=root
exportHOME=root
exportPS1='[$USER@$HOSTNAME W]#'
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
exportPATH LD_LIBRARY_PAT
mkdir init.d
emacs init.d/rcS
內容為:
mount -a
mkdir/dev/pts
mount -tdevpts devpts /dev/pts
echo/sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
在根用戶下增加該文件的執(zhí)行權限
chmod +xrcS
回到主目錄下,創(chuàng)建其他目錄:
mkdir dev home temp proc sys
進入dev目錄,并用根用戶創(chuàng)建兩個基本的設備文件:
mknod console c 5 1
mknod null c 1 3
至此,根文件系統(tǒng)創(chuàng)建完畢。
5.生成cramfs根文件系統(tǒng)
在這里我們要使用cramfs根文件系統(tǒng),并把它燒寫到nandflash中,因此要有編譯cramfs的制作工具。在下列網(wǎng)站下載cramfs-1.1.tar.gz。
http://sourceforge.net/projects/cramfs/
在當前目錄下解壓cramfs-1.1.tar.gz,并編譯:
tar zxvfcramfs-1.1.tar.gz
make
編譯完成后,會生成mkcramfs和cramfsck兩個可執(zhí)行文件,其中mkcramfs工具是用來創(chuàng)建cramfs文件系統(tǒng)的。
利用mkcramfs壓縮根文件系統(tǒng),生成cramfs:
mkcramfs rootfs root-cramfs
rootfs為剛剛制作的根文件系統(tǒng)的目錄,root-cramfs為最終生成的cramfs根文件系統(tǒng)。
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