1、linux内核移植,教学回顾,u-boot的启动流程 用户输入命令后，u-boot的执行过程 添加一个u-boot命令,教学内容,linux内核的配置系统 Kconfig文件 Makefile文件 Linux内核的生成过程 Linux内核启动的条件,教学要求,理解linux内核的配置系统，能够添加内核功能菜单； 了解内核的生成过程； 了解内核启动的条件；,linux配置系统,Linux内核源代码支持二十多种体系结构的处理器，还有各种各样的驱动程序； 因此，linux内核有上千条配置选项，配置相当复杂； 所以，linux内核源码组织了一个配置系统； 配置系统包括三部分： Makefile：负责整
2、体的配置编译 Kconfig： 配置选项的来源 配置工具：生成配置菜单,linux配置系统,将内核配置成默认 在配置内核前，一般先将内核配置成默认的 内核自带的默认配置： 内核本身提供的很多平台的默认配置文件，这些配置文件保存在arch/arm/configs目录下：,我们看到了s3c2410_defconfig文件，这个文件就是内核提供的S3C2410平台的默认配置文件； 可以通过下面的方式来将其作为内核默认配置： cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig .config 或： make s3c2410_defconfig,Linux内核的生成,配置好内核后
3、，通过make来编译内核，如果想要查看详细的编译过程，了解内核的生成过程，可以通过下面的命令： $ make V=1 编译的过程： 现将各个目录下的文件编译成 .o目标文件 然后将这些目标文件链接到一块去 我们来分析这个链接的过程,Linux内核的生成,简化内核最后链接的信息如下：内核生产的简化步骤： arm-linux-ld -o vmlinux -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o */built-in.o arm-linux-objcopy -O binary vmlinux arch/arm/boot/Image a
4、rm-linux-gcc -c -o arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/head.S cat arch/arm/boot/compressed/Image | gzip -f -9 arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip arm-linux-gcc -c -o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.S arm-linux-gcc -c -o arch/arm/boot/compress
5、ed/misc.o arch/arm/boot/compressed/misc.c,Linux内核的生成,arm-linux-ld -T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o arch/arm/boot/compressed/misc.o -o arch/arm/boot/compressed/vmlinux arm-linux-objcopy -O binary arch/arm/boot/compressed/vml
6、inux arch/arm/boot/zImage mkuboot.sh -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -n Linux-2.6.32.2bt -d arch/arm/boot/zImage arch/arm/boot/uImage,内核生成过程详解,从上面的信息总结内核生成的过程： 将各个目录下的.o文件链接到内核源码顶层目录下的vmlinux文件；arm-linux-ld -o vmlinux -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.
7、o */built-in.o 然后将vmlinux内核进行二进制格式转换，转换成arch/arm/boot/Image文件；arm-linux-objcopy -O binary vmlinux arch/arm/boot/Image 将arch/arm/boot/Image进行zip压缩压缩成arm/arm/boot/piggy.gzip文件;cat arch/arm/boot/compressed/Image | gzip -f -9 arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip,内核生成过程详解,将piggy.gz编译成 piggy.o 目标文件arm-linu
8、x-gcc -c -o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.S 上面的过程，看不出piggy.gzip.o与piggy.gzip有什么关系，piggy.gzip.o由piggy.gzip.S编译而来 这里内核使用了一个技巧，就是 piggy.gzip.S这个汇编文件中，没有代码，只包含piggy.gzip这个数据文件,内核生成过程详解,然之后，编译两个文件head.s和misc.c，这两个文件就是引导并，进行zip解压的代码文件。arm-linux-gcc -c -o arch/ar
9、m/boot/compressed/misc.o arch/arm/boot/compressed/misc.carm-linux-gcc -c -o arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/head.S 将head.o、misc.o、piggy.gzip.o三个文件链接成vmlinux文件；arm-linux-ld -T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.
10、gzip.o arch/arm/boot/compressed/misc.o -o arch/arm/boot/compressed/vmlinux,内核生成过程详解,再将vmlinux进行二进制转换，转换成zImage文件arm-linux-objcopy -O binary arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImage zImage是linux中的经典内核映像文件，是压缩的、具有自引导能力的内核映像文件。 对于一般的bootloader来说，启动linux内核就是启动zImage文件，而对于u-boot来说，u-boot要求启动
11、的内核是uImage。 uImage文件只是在zImage头部添加64bytes的数据。,内核生成过程详解,uImage是在zImage前面添加64bytes的头部信息 struct image_header uint32_t ih_magic; /* Image Header Magic Number */uint32_t ih_hcrc; /* Image Header CRC Checksum */uint32_t ih_time; /* Image Creation Timestamp */uint32_t ih_size; /* Image Data Size */uint32_t
12、ih_load; /* Data Load Address */uint32_t ih_ep; /* Entry Point Address */uint32_t ih_dcrc; /* Image Data CRC Checksum */uint8_t ih_os; /* Operating System */uint8_t ih_arch; /* CPU architecture */uint8_t ih_type; /* Image Type */uint8_t ih_comp; /* Compression Type */uint8_t ih_nameIH_NMLEN; /* Imag
13、e Name */ ,Linux内核的生成示意图,zImage 压缩内核映像的生成,启动linux内核,启动linux内核,先了解Linux的内核启动的条件 zImage是linux的标准内核映像； uImage是u-boot特有的内核映像，是使用mkimage工具在zImage头部加入64bytes数据生成。,启动linux内核,u-boot启动uImage的过程就是分析uImage的64bytes头部，然后启动uImage除去64bytes头部的zImage； 而启动zImage需要一些条件： 设计启动参数 设置CPU的状态,设置启动参数,设置启动参数 启动参数的起始地址一般是（内存起始地
14、址0x100）处，如s3c2410的的启动参数的起始地址是（0x30000000+0x100）。 也就是说，bootloader在0x30000100这个地址上设置参数，而内核在启动时，就会到这个地址去读取参数。 设置启动参数早期的方法是设置参数结构体，新版本的内不再使用参数结构体来设置启动参数，而是用标签（tag)：,参数结构体,参数结构体的定义如右图：定义中必须设置的成员如下： s.page_size 页面大小-4k s.nr_pages 内存中的页面数 commandline 命令行参数,命令行参数解析,commandline字符的格式如： “root=/dev/nfs init=/sb
15、in/bin console=ttySAC0,115200“ root 指定根文件系统 ro / rw 指定挂在的文件系统的属性 只读/可写 init 指定内核初始化完成后调用的用户空间程序 缺省: /sbin/init，见内核启动代码 console 指定打印信息的终端 mem 指定内存的大型 Initrd 指定ramdisk引导时根文件系统所在的内存位置和大小 参见文档：Documentation/kernel-parameters.txt,设置CPU状态,启动参数设置好后，在启动zImage前，还要设置CPU的状态如下： CPU 寄存器的设置： R00； R1机器类型 ID； R2启动参
16、数在 RAM 中起始基地址； CPU 模式： 必须禁止中断（IRQs和FIQs）； CPU 必须 SVC 模式； Cache 和 MMU 的设置： MMU 必须关闭； 指令 Cache 可以打开也可以关闭； 数据 Cache 必须关闭；,bootloader启动内核zImage时的示例代码如下：,linu内核移植,平台结构体 arch/$ARCH/mach-/ 驱动,课堂小结,内核的配置系统 Kconfig文件提供菜单 Makefile负责编译 .config文件 配置结果 内核的生成过程 vmlinux arch/arm/boot/Image arch/arm/boot/piggy.gzip arch/arm/boot/compressed/vmlinux arm/arm/boot/zImage zImage启动条件,思考题,作业题,作业： （1）说明linux内核的生成过程。 （2）说明内核zImage启动时的条件。,
