uClinux內(nèi)核在ARM開(kāi)發(fā)板中的移植
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1．Bootloader
1．1Bootloader概述
Boot Loader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段程序。通過(guò)這段程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。因此，正確建立uClinux的移植的前提條件是具備一個(gè)與uClinux配套、易于使用的Bootloader。
ARMSYS開(kāi)發(fā)板提供了這樣一個(gè)uClinux專用的Bootloader，該Bootloader程序燒錄在系統(tǒng)的地址0x0處，每次上電即運(yùn)行，能夠正確完成硬件系統(tǒng)的初始化和uClinux的引導(dǎo)。
理論上，uClinux引導(dǎo)時(shí)并非一定需要一個(gè)獨(dú)立于內(nèi)核的Bootloader。然而，將Bootloader與內(nèi)核分開(kāi)設(shè)計(jì)能夠使軟件架構(gòu)更加清晰，也有助于靈活地支持多種引導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)一些有用的輔助功能。
ARMSYS提供的Bootloader的主要任務(wù)可以概括如下：
1．硬件初始化；
2．從主機(jī)下載新的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)映像；
3．燒寫NorFlash和Nandflash；
4．加載uClinux 內(nèi)核映像并啟動(dòng)運(yùn)行；
5．提供串行超級(jí)終端上的人機(jī)操作界面。
1．2存儲(chǔ)空間分布
Bootloader采用默認(rèn)的存儲(chǔ)空間分布地址來(lái)加載uClinux內(nèi)核、文件系統(tǒng)，并按照正確引導(dǎo)uClinux的運(yùn)行。在ARMSYS的Bootloader中，默認(rèn)的存儲(chǔ)空間分布如下表：
內(nèi)容 起始地址
存儲(chǔ)介質(zhì)
Bootloader程序空間 0x00000000
Flash
壓縮內(nèi)核映像 0x00010000
Flash
ROM文件系統(tǒng)映像 0x000e0000
Flash
內(nèi)核運(yùn)行地址 0x0c008000
SDRAM
壓縮內(nèi)核解壓地址 0x0c100000
SDRAM
文件系統(tǒng)加載 0x0c700000 SDRAM
這個(gè)存儲(chǔ)空間的分配方式也不是固定不變的，可以通過(guò)修改Bootloader中的相關(guān)代碼來(lái)改變。
1．3Bootloader的工作
完整的Bootloader引導(dǎo)流程可描述如下：
硬件初始化階段一
◎ 硬件初始化
◎ 復(fù)制二級(jí)中斷異常矢量表
◎ 初始化各種處理器模式
◎ 復(fù)制RO和RW，清零ZI
(跳轉(zhuǎn)到C代碼入口函數(shù))
硬件初始化階段二
◎ 初始化本階段使用到的硬件設(shè)備；
◎ 建立人機(jī)界面
◎
實(shí)現(xiàn)映像文件的下載和燒錄工具
◎ 實(shí)現(xiàn)映像文件的加載和運(yùn)行工具
下面對(duì)上述各步驟進(jìn)行逐一說(shuō)明，并對(duì)與uClinux相關(guān)的內(nèi)容詳細(xì)加以說(shuō)明。
1．3．1 硬件初始化
板子上電或復(fù)位后，程序從位于地址0x0的Reset Exception
Vector處開(kāi)始執(zhí)行，因此需要在這里放置Bootloader的第一條指令：b
ResetHandler，跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)為ResetHandler處進(jìn)行第一階段的硬件初始化，主要內(nèi)容為：關(guān)Watchdog
Timer，關(guān)中斷，初始化PLL和時(shí)鐘，初始化存儲(chǔ)器控制器。比較重要的是PLL的輸出頻率要計(jì)算正確，ARMSYS中把它設(shè)置為64MHz；這實(shí)際上就是處理器的工作主頻，這個(gè)時(shí)間參數(shù)在第二階段計(jì)算SDRAM的刷新計(jì)數(shù)值和UART的波特率等參數(shù)時(shí)還要用到。
1．3．2建立二級(jí)異常中斷矢量表
異常中斷矢量表（Exception VectorTable）是Bootloader與uClinux內(nèi)核發(fā)生聯(lián)系關(guān)鍵的地方之一。即使uClinux內(nèi)核已經(jīng)得到處理器的控制權(quán)運(yùn)行，一旦發(fā)生中斷，處理器還是會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到從0x0地址開(kāi)始的第一級(jí)異常中斷矢量表中的某個(gè)表項(xiàng)（依據(jù)于中斷類型）處讀取指令運(yùn)行。
在編寫 Bootloader時(shí)，地址0x0處的一級(jí)異常中斷矢量表只需簡(jiǎn)單地包含向二級(jí)異常中斷矢量表的跳轉(zhuǎn)指令就可以。這樣，就能夠正確地將發(fā)生的事件交給uClinux的中斷處理程序來(lái)處理。對(duì)于uClinux內(nèi)核，它在RAM空間中基地址為0xc000000處建立了自己的二級(jí)異常中斷矢量表，因此，
Bootloader的第一級(jí)異常中斷矢量表如下所示：
b ResetHandler ;Reset Handler
ldr
pc,=0x0c000004 ;Undefined Instruction Handler
ldr pc,=0x0c000008 ;Software
Interrupt Handler
ldr pc,=0x0c00000c ;Prefetch Abort Handler
ldr
pc,=0x0c000010 ;Data Abort Handler
b .
ldr pc,=0x0c000018 ;IRQ
Handler
ldr pc,=0x0c00001c ;FIQ Handler
LTORG
如果在Bootloader執(zhí)行的全過(guò)程中都不必響應(yīng)中斷，那么上面的設(shè)置已能滿足要求。但在我們的
ARMSYS上提供了USB下載器，需要用到中斷，那么Bootloader必須在同樣的地址（0xc000000）處配置自己的二級(jí)異常中斷矢量表，以便同uClinux兼容。這張表事先存放在Flash Memory里，引導(dǎo)過(guò)程中由Bootloader將其復(fù)制到RAM地址0x0C000000：
存放矢量表：
;IRQ ==the program put this phrase to 0xc000000
ExceptionHanlderBegin
b .
ldr pc, MyHandleUndef ; HandlerUndef
ldr
pc, MyHandleSWI ; HandlerSWI
ldr pc, MyHandlePabort ; HandlerPabort
ldr
pc, MyHandleDabort ; HandlerDAbort
b . ; HandlerReserved
ldr pc,
MyHandleIRQ ; HandlerIRQ
ldr pc, MyHandleFIQ ; HandlerFIQ
MyHandleUndef DCD HandleUndef ;reserve a word(32bit)
MyHandleSWI DCD
HandleSWI
MyHandlePabort DCD HandlePabort
MyHandleDabort DCD
HandleDabort
MyHandleIRQ DCD HandleIRQ
MyHandleFIQ DCD HandleFIQ
ExceptionHanlderEnd
建立二級(jí)矢量表：
;****************************************************
;* Setup IRQ handler
*
;****************************************************
ldr
r0,=(_IRQ_BASEADDRESS + 0x100)
ldr r2,=_IRQ_BASEADDRESS
add r3,r0,
#0x100
0
CMP r0, r3
STRCC r2, [r0], #4;cc:Carry clear;save R2 to R0
address, R0 =R0+ 4。
BCC %B0
ldr r1,=_IRQ_BASEADDRESS
ldr r0,=ExceptionHanlderBegin ;if there isn't
'subs pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c
ldr r3,=ExceptionHanlderEnd
0
CMP r0, r3
;put the vector table at _IRQ_BASEADDRESS(0xc000000)
LDRCC r2, [r0],
#4
STRCC r2, [r1], #4
BCC %B0
ldr r1,=DIsrIRQ;put the IRQ judge program at
_IRQ_BASEADDRESS+0x80(0xc000080)
ldr r0,=IsrIRQ ;if there isn't 'subs
pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c
ldr r3,=IsrIRQEnd
0
CMP r0, r3
LDRCC r2,
[r0], #4
STRCC r2, [r1], #4
BCC %B0
ldr r1, =MyHandleIRQ ;MyHandleIRQ point to DIsrIRQ
ldr r0,
=ExceptionHanlderBegin
ldr r4, =_IRQ_BASEADDRESS;
sub r0, r1, r0
add
r0, r0,r4
ldr r1, =DIsrIRQ
str r1, [r0]
定義Handlexxx：
^ (_IRQ_BASEADDRESS)
HandleReset # 4
HandleUndef # 4
HandleSWI #
4
HandlePabort # 4
HandleDabort # 4
HandleReserved # 4
HandleIRQ #
4
HandleFIQ # 4
^ (_IRQ_BASEADDRESS+0x80)
DIsrIRQ # 4
;IntVectorTable
^
(_IRQ_BASEADDRESS+0x100)
HandleADC # 4
HandleRTC # 4
HandleUTXD1 #
4
HandleUTXD0 # 4
HandleSIO # 4
HandleIIC # 4
HandleURXD1 #
4
HandleURXD0 # 4
HandleTIMER5 # 4
HandleTIMER4 # 4
HandleTIMER3 #
4
HandleTIMER2 # 4
HandleTIMER1 # 4
HandleTIMER0 # 4
HandleUERR01 #
4
HandleWDT # 4
HandleBDMA1 # 4
HandleBDMA0 # 4
HandleZDMA1 #
4
HandleZDMA0 # 4
HandleTICK # 4
HandleEINT4567 # 4
HandleEINT3 #
4
HandleEINT2 # 4
HandleEINT1 # 4
HandleEINT0 # 4
將異常中斷矢量重構(gòu)到SDRAM，這樣的好處就是可以在其它的功能程序內(nèi)對(duì)中斷處理程序的地址任意賦值。為此，我們?cè)?4b.h文件中定義：
/* ISR */
#define pISR_RESET (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x0))
#define pISR_UNDEF (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x4))
#define pISR_SWI (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x8))
#define pISR_PABORT (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0xc))
#define pISR_DABORT (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x10))
#define pISR_RESERVED (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x14))
#define pISR_IRQ (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x18))
#define pISR_FIQ (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x1c))
#define pISR_ADC (*(unsigned *)(_IRQ_BASEADDRESS+0x100))//0x20))
#define
pISR_RTC (*(unsigned *)(_IRQ_BASEADDRESS+0x104))//0x24))
#define pISR_UTXD1
(*(unsigned *)(_IRQ_BASEADDRESS+0x108))//0x28))
#define pISR_UTXD0
(*(unsigned *)(_IRQ_BASEADDRESS+0x10c))//0x2c))
#define pISR_SIO (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x110))//0x30))
#define pISR_IIC (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x114))//0x34))
#define pISR_URXD1 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x118))//0x38))
#define pISR_URXD0 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x11c))//0x3c))
#define pISR_TIMER5 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x120))//0x40))
#define pISR_TIMER4 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x124))//0x44))
#define pISR_TIMER3 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x128))//0x48))
#define pISR_TIMER2 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x12c))//0x4c))
#define pISR_TIMER1 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x130))//0x50))
#define pISR_TIMER0 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x134))//0x54))
#define pISR_UERR01 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x138))//0x58))
#define pISR_WDT (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x13c))//0x5c))
#define pISR_BDMA1 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x140))//0x60))
#define pISR_BDMA0 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x144))//0x64))
#define pISR_ZDMA1 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x148))//0x68))
#define pISR_ZDMA0 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x14c))//0x6c))
#define pISR_TICK (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x150))//0x70))
#define pISR_EINT4567 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x154))//0x74))
#define pISR_EINT3 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x158))//0x78))
#define pISR_EINT2 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x15c))//0x7c))
#define pISR_EINT1 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x160))//0x80))
#define pISR_EINT0 (*(unsigned
*)(_IRQ_BASEADDRESS+0x164))//0x84))
例如，我們要使用到Exint4567中斷，定義好中斷處理程序Meint4567Isr()后，僅需要一條語(yǔ)句：
pISR_EINT4567=(int)MEint4567Isr;
就能使中斷發(fā)生后正確跳轉(zhuǎn)到我們編寫的處理程序上。
1．3．3 初始化各種處理器模式
ARM7TDMI支持7種Operation
Mode：User，F(xiàn)IQ，IRQ，Supervisor，Abort，System和Undefined。Bootloader需要依次切換到每種模式，初始化其程序狀態(tài)寄存器(SPSR)和堆棧指針(SP)。
1．3．4 復(fù)制RO和RW，清零ZI
一個(gè)ARM由RO，RW和ZI三個(gè)段組成，其中RO為代碼段，RW是已初始化的全局變量，ZI是未初始化的全局變量(對(duì)于GNU工具，對(duì)應(yīng)的概念是TEXT，DATA和BSS)。Bootloader要將RW段復(fù)制到RAM中，并將ZI段清零。編譯器使用下列符號(hào)來(lái)記錄各段的起始和結(jié)束地址：
|Image$$RO$$Base| ：RO段起始地址
|Image$$RO$$Limit|
：RO段結(jié)束地址加1
|Image$$RW$$Base| ：RW段起始地址
|Image$$RW$$Limit|
：ZI段結(jié)束地址加1
|Image$$ZI$$Base| ：ZI段起始地址
|Image$$ZI$$Limit| ：ZI段結(jié)束地址加1
需要注意的是，這些標(biāo)號(hào)的值是根據(jù)鏈接器中設(shè)置的中ro-base和rw-base的設(shè)置來(lái)計(jì)算的，我們的Bootloader的對(duì)應(yīng)設(shè)置是：ro-base =
0xc000000, rw-base = 0xc5f0000。
完成這個(gè)步驟后，第一階段的硬件初始化就完成了。
BL Main
跳轉(zhuǎn)到C語(yǔ)言程序，開(kāi)始第二階段的初始化和系統(tǒng)引導(dǎo)。
1．3．5 C語(yǔ)言中的硬件初始化
繼續(xù)對(duì)硬件進(jìn)行初始化，主要包括對(duì)以下設(shè)備的初始化：GPIO，Cache，Interrupt Controller，Watchdog
Timer和UARTs。S3C44B0X處理器內(nèi)置data/instruction合一的8KBCache，且允許按地址范圍設(shè)置兩個(gè)Non-Cacheable區(qū)間。合理的配置是打開(kāi)對(duì)RAM區(qū)間的Cache，關(guān)閉對(duì)其它地址區(qū)間(非存儲(chǔ)器設(shè)備， I/O設(shè)備
)的Cache。所有硬件初始化完畢之后，開(kāi)中斷。
1．3．6 建立人機(jī)界面
引導(dǎo)過(guò)程的最后一步是在串行終端上建立人機(jī)界面，并等待用戶輸入命令。若接收到用戶輸入，則顯示菜單模式或命令行模式的交互界面，等待用戶進(jìn)一步的命令。這里就不對(duì)此詳細(xì)討論了。
1．4加載uClinux內(nèi)核
ARMSYS提供的Bootloader支持兩種uClinux啟動(dòng)運(yùn)行方式：直接從SDRAM中的內(nèi)核映像中運(yùn)行；從flash將壓縮格式的內(nèi)核映像加載到SDRAM，再?gòu)腟DRAM運(yùn)行。前者需要利用Bootloader提供的對(duì)映像文件下載的工具；后者則需要利用Bootloader提供的flash燒錄工具進(jìn)行燒錄，然后再加載運(yùn)行。
壓縮格式的uClinux內(nèi)核映像文件都是由開(kāi)頭的一段自解壓代碼和后面的壓縮數(shù)據(jù)部分組成。對(duì)于Kernel而言，由于是以壓縮格式存放，因次只能以非XIP方式執(zhí)行。自解壓類型的uClinux內(nèi)核映像文件首先存放在Flash Memory中，由Bootloader加載到SDRAM中的0xc100000地址處，然后將控制權(quán)交給它?？蓤?zhí)行的uClinux
Kernel將被解壓到最終的執(zhí)行空間，然后開(kāi)始運(yùn)行。壓縮格式Image所占據(jù)的臨時(shí)SDRAM空間可在隨后由uClinux回收利用。
可以從flash拷貝到SDRAM解壓運(yùn)行，自然同樣也可以直接下載到SDRAM運(yùn)行。這對(duì)于調(diào)試內(nèi)核都是非常方便的。對(duì)于壓縮格式的內(nèi)核映像文件（image.rom和image.ram）都可以直接下載到SDRAM的特定地址處，并從該地址開(kāi)始運(yùn)行（參考2.2節(jié)）。
1．5調(diào)用Kernel
Bootloader調(diào)用uClinux 內(nèi)核的方法是直接跳轉(zhuǎn)到Kernel的第一條指令處。
采用C語(yǔ)句：((void
(*)(void))ram_addr)();
1．6工具
ARMSYS
的Bootloader在人機(jī)界面上提供了8個(gè)功能項(xiàng)目，其中包括支持從主機(jī)通過(guò)USB口下載文件到目標(biāo)板的SDRAM和Nandflash上；用
SDRAM中的數(shù)據(jù)燒寫Flash
Memory。由于USB口下載速度快，利用這些功能項(xiàng)能夠輕松地調(diào)試uClinux的內(nèi)核（具體使用方法參考《uClinux移植包在ARMSYS上的使用說(shuō)明》一文）。
對(duì)uClinux專用Bootloader的介紹到此，下面開(kāi)始對(duì)uClinux的內(nèi)核部分的移植進(jìn)行說(shuō)明。
2．uClinux2.4.24內(nèi)核組成
◎arch：
arch目錄下有多個(gè)子目錄，它的每一個(gè)子目錄都代表內(nèi)核支持的一種CPU體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)子目錄中又進(jìn)一步分解為boot、mm、kernel等子目錄，分別包含與系統(tǒng)引導(dǎo)、內(nèi)存管理、系統(tǒng)調(diào)用的進(jìn)入和返回、終端處理以及其它內(nèi)核中依賴于CPU和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的底層代碼。與ARM處理器（不帶有MMU）相關(guān)的代碼放在目錄arch/armnommu下，與S3C44B0X相關(guān)的代碼則放在目錄arch/armnommu/match-
S3C44B0X。
◎ include：include子目錄包括編譯核心所需要的大部分頭文件。與平臺(tái)無(wú)關(guān)的頭文件在
include/linux子目錄下，與ARM處理器（不帶MMU）相關(guān)的頭文件在include/asm-armnommu子目錄下，與
S3C44B0X相關(guān)的代碼在include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X目錄下；
◎
init：這個(gè)目錄包含核心的初始化代碼(注意：不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼)，包含兩個(gè)文件main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個(gè)非常好的起點(diǎn)。
◎
kernel：主要的核心代碼，此目錄下的文件實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)linux系統(tǒng)的內(nèi)核函數(shù)，其中最重要的文件當(dāng)屬sched.c；同樣，和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼在arch/*/kernel中；
◎drivers： 放置系統(tǒng)所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；每種驅(qū)動(dòng)程序又各占用一個(gè)子目錄：如，/block 下為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，比如ide（ide.c）。
◎
其他：例如mm ，這個(gè)目錄包括所有獨(dú)立于處理器體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)存管理代碼，如頁(yè)式存儲(chǔ)管理內(nèi)存的分配和釋放等；lib放置核心的庫(kù)代碼；net，核心與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼；
ipc，這個(gè)目錄包含核心的進(jìn)程間通訊的代碼；fs，所有的文件系統(tǒng)代碼和各種類型的文件操作代碼，它的每一個(gè)子目錄支持一個(gè)文件系統(tǒng)，例如fat和ext2；Scripts，此目錄包含用于配置核心的腳本文件等。
Linux Kernel Tree List一般在每個(gè)目錄下，都有一個(gè).depend 文件和一個(gè) Makefile文件，這兩個(gè)文件都是編譯時(shí)使用的輔助文件，仔細(xì)閱讀這兩個(gè)文件對(duì)弄清各個(gè)文件這間的聯(lián)系和依托關(guān)系很有幫助；而且，在有的目錄下還有Readme文件，它是對(duì)該目錄下的文件的一些說(shuō)明，同樣有利于我們對(duì)內(nèi)核源碼的理解。
uClinux-dist-20040408發(fā)行包中的內(nèi)核對(duì)S3C44B0X處理器的支持是不完整的，因此，我們不能夠希望在makeconfig配置選項(xiàng)中選中44B0X目標(biāo)板后，直接編譯它來(lái)得到一個(gè)很好地支持44B0X開(kāi)發(fā)板的內(nèi)核映像，我們必須為內(nèi)核打上補(bǔ)丁。針對(duì)ARMSYS的補(bǔ)丁文件可以在http://www.hzlitai.com.cn/download/default.asp地址處下載得到。這款補(bǔ)丁是眾多愛(ài)好uClinux和44B0X處理器的網(wǎng)友們共同完成的。下一節(jié)我們就對(duì)這個(gè)補(bǔ)丁中的主要修改項(xiàng)目進(jìn)行介紹和分析，從中了解uClinux移植中的要點(diǎn)。
3．移植項(xiàng)目及說(shuō)明
3．1壓縮內(nèi)核代碼起始地址修改
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/boot/Makefile
修改內(nèi)容：
ifeq
($(CONFIG_BOARD_MBA44),y)
ZTEXTADDR = 0x0c100000
ZRELADDR =
0x0c008000
endif
說(shuō)明：
ZTEXTADDR：自解壓代碼的起始地址。
ZRELADDR：內(nèi)核解壓后代碼輸出起始地址。
3．2處理器配置選項(xiàng)的修改
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/config.in
修改內(nèi)容：
define_bool
CONFIG_NO_PGT_CACHE y
define_bool CONFIG_CPU_WITH_CACHE y
define_bool
CONFIG_CPU_WITH_MCR_INSTRUCTION n
- define_int CONFIG_ARM_CLK 60000000
-
define_bool CONFIG_SERIAL_S3C44B0X y
- define_int CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
5
+ define_int CONFIG_ARM_CLK 64000000 #72000000
+# define_bool
CONFIG_SERIAL_S3C44B0X y
+# define_int CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER 5
if [
$CONFIG_SET_MEM_PARAM = n ]; then
- define_hex DRAM_BASE 0x00000000
+
define_hex DRAM_BASE 0x0C000000
define_hex DRAM_SIZE 0x00800000
-
define_hex FLASH_MEM_BASE 0x01000000
+ define_hex FLASH_MEM_BASE
0x00000000
define_hex FLASH_SIZE
0x00200000
fi
fi
……
說(shuō)明：
修改了對(duì)ARM處理器主頻的定義：
define_int
CONFIG_ARM_CLK 64000000
修改了存儲(chǔ)器大小和起始地址的定義：
define_hex DRAM_BASE
0x0C000000；SDRAM的起始地址
define_hex DRAM_SIZE 0x00800000；SDRAM的大小
define_hex
FLASH_MEM_BASE 0x00000000；flash的起始地址
define_hex FLASH_SIZE
0x00200000；flash的大小
3．3內(nèi)核起始地址的修改
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/Makefile
修改內(nèi)容：
ifeq
($(CONFIG_BOARD_MBA44),y)
-TEXTADDR = 0x0c000000
+TEXTADDR =
0x0c008000
MACHINE = S3C44B0X
INCDIR = $(MACHINE)
-CORE_FILES :=
$(CORE_FILES) romfs.o
+CORE_FILES := $(CORE_FILES)
#romfs.o
endif
說(shuō)明：
TEXTADDR:內(nèi)核的起始地址，通常取值：DRAM_BASE＋0x8000。
3．4ROM文件系統(tǒng)的定位修改
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/drivers/block/blkmem.c
修改內(nèi)容：
+#ifdef
CONFIG_BOARD_MBA44
+ {0, 0xc700000, -1},/*{0, 0x100000,
-1},*/
#endif
說(shuō)明：將ROM file system在SDRAM中的地址定位在0xc700000。
3．5修改存儲(chǔ)空間配置
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/memory.h
修改內(nèi)容：
-#define
PHYS_OFFSET (DRAM_BASE + 2*1024*1024)
+#define PHYS_OFFSET
(DRAM_BASE)//(DRAM_BASE + 2*1024*1024)
#define PAGE_OFFSET
(PHYS_OFFSET)
-#define END_MEM (DRAM_BASE + DRAM_SIZE -
2*1024*1024)
+#define END_MEM (DRAM_BASE+DRAM_SIZE)//(DRAM_BASE + DRAM_SIZE -
2*1024*1024)
說(shuō)明：PHYS_OFFSET：RAM第一個(gè)bank的起始地址。
3．6初始化節(jié)拍定時(shí)器
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/time.h
修改內(nèi)容：
-extern
void s3c44b0x_timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs
*regs);
+//extern void s3c44b0x_timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct
pt_regs *regs);
+static inline void s3c44b0x_timer_interrupt(int irq, void
*dev_id, struct pt_regs *regs)
+{
+ do_leds();
+
do_timer(regs);
+}//modified by hzh
/* TODO: THE, 2003-08-13, do timer setup like in eCos */
-#define
S3C44B0X_TIMER5_PRESCALER 16
+#define S3C44B0X_TIMER5_PRESCALER 32
extern __inline__ void setup_timer (void)
{
u_int32_t
tmod;
u_int32_t period;
+ __u32 rw_tmp;
period = (CONFIG_ARM_CLK/S3C44B0X_TIMER5_PRESCALER)/HZ;
outl(period,
S3C44B0X_TCNTB5);
@@ -36,8 +42,14 @@
outl(tmod, S3C44B0X_TCON);
/* initialize the timer period and prescaler */
- outl((5-1) 16,
S3C44B0X_TCFG0);
- outl( (0x3 20), S3C44B0X_TCFG1); /* prescaler
*/
+ rw_tmp = inl(S3C44B0X_TCFG0);
+ rw_tmp = ~(0xff16);
+
rw_tmp |= (16-1)16;
+ outl(rw_tmp, S3C44B0X_TCFG0); // prescaler =
1/16
+ rw_tmp = inl(S3C44B0X_TCFG1);
+ rw_tmp =
~(0xf20);
+ rw_tmp |= 020;
+ outl(rw_tmp, S3C44B0X_TCFG1);
// mux = 1/2
說(shuō)明：這里，uClinux使用了S3C44B0X的內(nèi)部定時(shí)器5，并利用定時(shí)器5的中斷來(lái)產(chǎn)生節(jié)拍。
3．7定義二級(jí)異常中斷矢量表的起始地址
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/proc/system.h
修改內(nèi)容：
+#ifdef
CONFIG_BOARD_MBA44
+#undef vectors_base()
+#define vectors_base()
(DRAM_BASE)
+#endif
說(shuō)明：vectors_base()定義了二級(jí)異常中斷矢量表的起始地址，這個(gè)地址與Bootloader中的_IRQ_BASEADDRESS相對(duì)應(yīng)。
3．8定義CPU體系結(jié)構(gòu)和交叉編譯器
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/Makefile
修改內(nèi)容：
-# ARCH :=
armnommu
+ARCH := armnommu
# ARCH := m68knommu
# ARCH := h8300
#
ARCH := niosnommu
……
HOSTCFLAGS = -Wall -Wstrict-prototypes -O2
-fomit-frame-pointer
# CROSS_COMPILE = m68k-elf-
-# CROSS_COMPILE = arm-elf-
+CROSS_COMPILE
= arm-elf-
# CROSS_COMPILE = h8300-elf-
# CROSS_COMPILE = nios-elf-
#
CROSS_COMPILE = e1-coff-
說(shuō)明：這里定義了CPU體系結(jié)構(gòu)：ARCH :=
armnommu和對(duì)應(yīng)的交叉編譯器名稱：CROSS_COMPILE = arm-elf-。
3．9以太網(wǎng)卡寄存器地址的偏移量修改
這里針對(duì)ARMSYS的硬件結(jié)構(gòu)，要做兩處特殊的修改：
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/driver/net/8390.h
修改內(nèi)容：#define
ETH_ADDR_SFT 8
說(shuō)明：訪問(wèn)RTL8019內(nèi)部寄存器地址的偏移量。
3．10以太網(wǎng)設(shè)備基地址修改
修改文件：uClinux-dist/linux-2.4.x/driver/net/ne.c
修改內(nèi)容：dev->base_addr =
base_addr = 0x08000000;
說(shuō)明：修改了以太網(wǎng)設(shè)備的基地址。
4．移植的步驟
4．1解壓uClinux-dist發(fā)行包
到以下地址下載uClinux-dist-20040408.tar.gz源代碼包：
http://www.uclinux.org/pub/uClinux/dist/uClinux-dist-20040408.tar.gz
該版本在很多方面比早先的20030522版本要完善很多，這也使我們的移植工作變得方便很多。其中使用的內(nèi)核版本是Linux2.4.24。
以下工作在裝有Linux操作系統(tǒng)（例如RedHat9.0）的PC機(jī)上進(jìn)行。
將uClinux-dist-20040408.tar.gz拷貝到/home/下（或者其它目錄都可以），運(yùn)行解壓命令：
tar xvzf uClinux-ARMSYS-20040801.tar.gz
解壓結(jié)束后會(huì)在/home/下生成uClinux-dist目錄。
4．2安裝補(bǔ)丁
到以下地址下載補(bǔ)丁文件：
http://www.hzlitai.com.cn/download/uClinux-20040408-ARMSYS.rar
解壓后產(chǎn)生patch文件，安裝patch文件：
patch –p1 uClinux-20040408-ARMSYS.patch
安裝過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤信息，可以手動(dòng)地按照patch文件的內(nèi)容在指定的文件處進(jìn)行修改一下。
5．配置與編譯
5．1安裝編譯環(huán)境
到以下地址下載arm-elf工具鏈：
http://www.uclinux.org/pub/uClinux/m68k-elf-tools/arm-elf-tools-20030314.sh
將arm-elf-tools-20030314.sh拷貝到根目錄，運(yùn)行安裝：
sh arm-elf-tools-20030314.sh
5．2內(nèi)核配置
下面就可以開(kāi)始配置uClinux的內(nèi)核和用戶選項(xiàng)了。打開(kāi)終端。
# cd /home/uClinux-dist
# make
menuconfig
進(jìn)入uClinux配置(uClinux v3.1.0 Configuration)，選中“Kernel/Library/Defaults
Selectionà”敲空格進(jìn)入。其中有兩個(gè)選項(xiàng)：定制內(nèi)核設(shè)置和定制用戶選項(xiàng)設(shè)置：
[*] Customize Kernel Settings
[
] Customize Vendor/User Settings
選中定制內(nèi)核設(shè)置選項(xiàng)，按下ESC鍵退出，在詢問(wèn)是否保存時(shí)，選擇Yes并回車。
終端將首先進(jìn)入內(nèi)核配置選單。我們?cè)谂渲胾Clinux內(nèi)核時(shí)，就可以通過(guò)對(duì)這些選項(xiàng)的選擇和取消選擇來(lái)設(shè)定內(nèi)核所具有的功能項(xiàng)。這也是裁減uClinux內(nèi)核的基本方法。
每個(gè)選項(xiàng)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)宏定義，makemenuconfig執(zhí)行結(jié)束后，自動(dòng)將配置結(jié)果保存為.config文件，將前一次的配置結(jié)果備份為.config.old文件。
讀者可到http://www.hzlitai.com.cn/download/linux/8019/kernelconfig_eth
處下載內(nèi)核配置文件（其中包括對(duì)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的配置），讀者可對(duì)照進(jìn)行配置。
5．3交叉編譯
按下面的步驟對(duì)uClinux源碼包進(jìn)行編譯：
# make dep
# make clean (非必要)
# make
lib_only
# make user_only
# make romfs
# make image
#
make
初次移植時(shí)，在makelib_only到make這5步編譯過(guò)程中很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，無(wú)法繼續(xù)下去。如果產(chǎn)生了錯(cuò)誤，可以嘗試根據(jù)報(bào)告的錯(cuò)誤內(nèi)容修改一下源程序，這一過(guò)程將有助于你熟悉uClinux內(nèi)核源程序的結(jié)構(gòu)，或者可以跟我們聯(lián)系Support@hzlitai.com.cn。
交叉編譯成功后，在 uClinux-dist/目錄下產(chǎn)生images目錄，其中包含的3個(gè)文件：image.ram,
image.rom和romfs.img就是我們可以使用的二進(jìn)制文件。參考《uClinux的移植包在ARMSYS上的使用說(shuō)明》的方法，下載或燒錄這些二進(jìn)制文件，并啟動(dòng)運(yùn)行uClinux。
6．啟動(dòng)信息
正確啟動(dòng)信息的例子如下：
Linux version 2.4.24-uc0 (root@localhost) (gcc
version 2.95.3 20010315
(release)(ColdFire patches - 20010318 from http://fiddes
.net/coldfire/)(uClinux XIP and shared
lib patches from http://www.snapgear.com/
)) #165 五 10月 8
20:04:10 CST 2004
Processor: Samsung S3C44B0X revision 0
Architecture:
S3C44B0X
On node 0 totalpages: 2048
zone(0): 0 pages.
zone(1): 2048
pages.
zone(2): 0 pages.
Kernel command line: root=/dev/rom0
init=/linuxrc
Calibrating delay loop... 31.84 BogoMIPS
Memory: 8MB = 8MB
total
Memory: 6592KB available (1270K code, 155K data, 40K init)
Dentry
cache hash table entries: 1024 (order: 1, 8192 bytes)
Inode cache hash table
entries: 512 (order: 0, 4096 bytes)
Mount cache hash table entries: 512
(order: 0, 4096 bytes)
Buffer cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096
bytes)
Page-cache hash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes)
POSIX
conformance testing by UNIFIX
Linux NET4.0 for Linux 2.4
Based upon
Swansea University Computer Society NET3.039
Initializing RT netlink
socket
Starting kswapd
ttyS0 at I/O 0x1d00000 (irq = 3) is a
S3C44B0
ttyS1 at I/O 0x1d04000 (irq = 2) is a S3C44B0
ne.c:v1.10 9/23/94
Donald Becker (becker@scyld.com)
Last
modified Nov 1, 2000 by Paul Gortmaker
NE*000 ethercard probe at 0x8000000:
00 00 e8 12 34 56
eth0: NE1000 found at 0x8000000, using IRQ 22
Blkmem
copyright 1998,1999 D. Jeff Dionne
Blkmem copyright 1998 Kenneth
Albanowski
Blkmem 1 disk images:
0: C400000-C47CBFF [VIRTUAL
C400000-C47CBFF] (RO)
RAMDISK driver initialized: 16 RAM disks of 1024K size
1024 blocksize
NET4: Linux TCP/IP 1.0 for NET4.0
IP Protocols: IC
IP:
routing cache hash table of 512 buckets, 4Kbytes
TCP: Hash tables configured
(established 512 bind 512)
VFS: Mounted root (romfs filesystem)
readonly.
Freeing init memory: 40K
Shell invoked to run file:
/etc/rc
Command: hostname Samsung
Command: /bin/expand /etc/ramfs.img
/dev/ram0
Command: mount -t proc proc /proc
Command: mount -t ext2
/dev/ram0 /var
Command: mkdir /var/config
Command: mkdir
/var/tmp
Command: mkdir /var/log
Command: mkdir /var/run
Command: mkdir
/var/lock
Command: cat /etc/motd
Welcome to
____ _ _
/ __| ||_|
_
_| | | | _ ____ _ _ _ _
| | | | | | || | _ | | | | / /
| |_| | |__| ||
| | | | |_| |/
| _______|_||_|_| |_|____|_/_/
| |
|_|
For further information check:
http://www.uclinux.org/
Command: ifconfig lo 127.0.0.1
Command: route add -net 127.0.0.0 netmask
255.255.255.0 lo
Command: ifconfig eth0 192.168.253.2 netmask 255.255.255.0
up
Execution Finished, Exiting
Sash command shell (version
1.1.1)
/>
出現(xiàn)以上信息后，可以嘗試從鍵盤輸入ls、ping命令，來(lái)查看系統(tǒng)的運(yùn)行情況。我們還建議讀者按照uClinux-distDocumentation下的Adding-User-Apps-HOWTO文檔編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Helloworld應(yīng)用程序，看是否能夠正確運(yùn)行。
linux操作系統(tǒng)文章專題：linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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評(píng)論