嵌入式Linux系统应用及项目实践-教学课件-丰海-第5章嵌入式Linux启动程序内核根文件系统

在线教务辅导网：教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187或者直接输入下面地址：1在线教务辅导网：http://www.shangfuwang第五章嵌入式Linux启动引导程序、内核、文件系统丰海2第五章嵌入式Linux启动引导程序、内核、文件系统丰海2BootLoader的基本概念BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段引导系统启动的程序。通过这段小程序的作用是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，并将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式世界，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，没有Bootloader，嵌入式系统就不能启动。由于作者在这方面的功力还不够，所以无法向读者介绍针对TQ2440开发板的u-boot移植，只介绍一下u-boot的使用基础和概念。Bootloader完成的主要功能就是将操作系统调进内存中执行，然后将控制权交给操作系统，嵌入式系统中常见的Bootloader有Vivi、Blob、Redboot、U-Boot等。3BootLoader的基本概念3内核移植的平台

1.

首先验证所下载内核的完整性2.安装编译内核时所需要的工具：3.编译前的准备4.内核源代码的修改修改平台输入时钟\Makefile文件、机器代码加入NANDFLASH的分区信息、添加内核对yaffs2的支持、修改看门狗驱动

5.输入make进行编译4内核移植的平台1.首先验证所下载内核的完整性2.安装编fh@fh:~$gpg--verifylinux-.tar.bz2.signgpg:于2009年07月31日星期五07时13分44秒CST创建的签名，使用DSA，钥匙号517D0F0Egpg:完好的签名，来自于“LinuxKernelArchivesVerificationKey<ftpadmin@>”gpg:警告：这把密钥已经被它的持有者吊销了！gpg:这表明这个签名有可能是伪造的。gpg:吊销原因：密钥已泄漏gpg:吊销注释：Keywasusedtoautosigning;autosigningserverwascompromised.gpg:警告：这把密钥未经受信任的签名认证！gpg:没有证据表明这个签名属于它所声称的持有者。主钥指纹：C75DC40A11D7AF889981ED5BC86BA06A517D0F0E如果主钥指纹和ftpadmin@邮箱与/signature.html网站的信息一样如图5-1所示，则表示这个包是完整的。5fh@fh:~$gpg--verifylinux-2.66安装编译内核时所需要的工具：fh@fh:~$sudoapt-getinstalllibncurses5-devfh@fh:~$sudoapt-getinstallncurses-docfh@fh:~$sudoapt-getinstallkernel-packagefh@fh:~$mkdir/home/fh/kernel(建立放置内核的目录)fh@fh:~$cplinux-.tar.bz2/home/fh/kernel（复制内核）fh@fh:~$cd/home/fh/kernel、fh@fh:~/kernel$tarjxvflinux-.tar.bz2(解压内核)fh@fh:~/kernel$cd/home/fh/kernel/linux-(进入内核目录，实际上源代码是需要根据具体的硬件修改的，只是TQ2440的配套光盘中给的内核源代码已经修改好了。)fh@fh:~/kernel/linux-$makeclean（清除以前的旧数据）fh@fh:~/kernel/linux-$makemrproper（清理以前编译时留下的临时文件）7安装编译内核时所需要的工具：fh@fh:~$mkdir/内核源代码的修改1.修改根目录下的Makefile文件Linux内核源码目录下的Makefile文件控制内核的编译，虽然我们在x86平台上进行编译，但是我们的目标平台是ARM，故必须进行交叉编译，将编译器改为arm-linux-，处理器的架构改为arm。tq2440的配套光盘中给的内核源代码中的命令：viMakefile修改：（193行）ARCH=arm（194行）CROSS_COMPILE=arm-linux-原因：指明体系结构为arm，采用的交叉编译器为arm-linux-，一定要改完Makefile文件再执行makemenuconfig，否则，默认的配置平台就是针对x86架构的PC普通电脑。8内核源代码的修改1.修改根目录下的Makefile文件82.修改平台输入时钟命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c修改：（163行）smdk2440_map_io()中的s3c24xx_init_clocks(16934400)修为s3c24xx_init_clocks(12000000)原因：TQ2440开发板使用的是12MHz的外部时钟。3.修改机器代码命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/tools/mach-types修改：（379行）s3c2440这一行最后的数字改为168原因：在内核文件arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中的MACHINE_START(S3C2440,”SMDK2440”)中要使用该机器码，同时它还应该与uboot中的机器码一致，因为uboot源码中为168，所以要改成与uboot一致；92.修改平台输入时钟3.修改机器代码94.修改common-smdk.c文件，加入NANDFLASH的分区信息命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c1)修改内容如下：（109行开始）staticstructmtd_partitionsmdk_default_nand_part[]={

[0]={

.name

="uboot",

.offset=0x00000000,

.size

=0x00040000,

},

[1]={

.name

="kernel",

.offset=0x00200000,

.size=0x00300000,

},

[2]={

.name

="yaffs2",

.offset=0x00500000,

.size

=MTDPART_SIZ_FULL

}};即将NANDflash分为3个分区，名称分别为uboot，kernel和yaffs2，偏移量分别为0，2M和5M，大小分别为256kb，3M和251M（MTDPART_SIZ_FULL就是剩余的全部空间），注意：大小必须为128KB的整数倍，这是和uboot相关的。104.修改common-smdk.c文件，加入NANDFL

2)

然后，修改同文件的下面代码（140行）staticstructs3c2410_platform_nandsmdk_nand_info={

.tacls

=10,

.twrph0

=25,

.twrph1

=10,

.nr_sets=ARRAY_SIZE(smdk_nand_sets),

.sets

=smdk_nand_sets,}；其中修改的值由NANDflash芯片手册查询得到的，简单的说，这些设置就是要按照NANDFLASH芯片的读写时序而已。11

2)

然后，修改同文件的下面代码113)修改s3c2410.c文件fh@fh:~/kernel/linux-$vidrivers/mtd/nand/s3c2410.c最后，修改drivers/mtd/nand/s3c2410.c中752行s3c2410_nand_init_chip函数的语句改为（752行）chip->ecc.mode

=NAND_ECC_NONE;（原来为NAND_ECC_SOFT）这里不采用NANDflash的软件ECC校验码，因为在初始化的时候，uboot中有校验码，然后在后面yaffs2文件系统内核移植的时候，要选上采用S3C2440硬件校验码。123)修改s3c2410.c文件12添加内核对yaffs2的支持

YAFFS（YetAnotherFlashFileSystem）是专门为NANDFlash存储器设计的嵌入式文件系统，遵循GPL（GeneralPublicLicense）协议。在移植前，首先要为内核添加yaffs2文件系统的支持，首先下载yaffs2文件系统的补丁，可到官方下载页下载，但是现在都用git工具下载了。1）需要使用git工具，如果没有安装，请先输入sudoapt-getinstallgit2）下载yaffs2补丁fh@fh:~/kernel$gitclonegit://www.aleph1.co.uk/yaffs2Cloningintoyaffs2...remote:Countingobjects:6875,done.remote:Compressingobjects:100%(4105/4105),done.remote:Total6875(delta5452),reused3478(delta2700)Receivingobjects:100%(6875/6875),3.40MiB|541KiB/s,done.Resolvingdeltas:100%(5452/5452),done.fh@fh:~/kernel$lslinux-linux-.tar.bz2.signyaffs213添加内核对yaffs2的支持

YAFFS（YetAnoth3）给内核打上yaffs2的补丁，先进入yaffs2目录，fh@fh:~/kernel$cdyaffs2输入下面命令：fh@fh:~/kernel/yaffs2$./patch-ker.shcm/home/fh/kernel/linux-/Updating/home/fh/kernel/linux-//fs/KconfigUpdating/home/fh/kernel/linux-//fs/Makefile再进入内核根目录的fs目录，就可以看到一个yaffs2目录，说明已经为内核打上了支持yaffs2的补丁。注意：以后的操作都是在内核源代码的根目录下执行的。143）给内核打上yaffs2的补丁，146）修改看门狗驱动drivers/watchdog/s3c2410_wdt.c程序修改如下加粗部分（49行）#defineCONFIG_S3C2410_WATCHDOG_ATBOOT(1)//启动看门狗，原来是（0）（50行）#defineCONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME(15)//设置时间默认15秒没喂狗，CPU就重启（55行）staticintsoft_noboot=0;（56行）staticintdebug=0;

156）修改看门狗驱动drivers/watchdog/s3c27.打补丁__gnu_mcount_nc_patch，解决EABI编译器与arms3c2440处理器编译错误有兴趣的读者请参看以下网址，/ml/libc-ports/2008-04/msg00009.html__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz脚本见配书光盘首先将__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz脚本拷贝到内核的根目录下fh@fh:~/my_experiment/5$cp__gnu_mcount_nc_patch.patch.gzlinux-/fh@fh:~/my_experiment/5/linux-$gunzip-dc__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz|patch-p1（注意：__gnu脚本最前面是两个下划线；-p1中的最后一个是数字1）patchingfilearch/arm/include/asm/ftrace.hpatchingfilearch/arm/kernel/armksyms.cpatchingfilearch/arm/kernel/entry-common.S167.打补丁__gnu_mcount_nc_patch，解决8.修改与网卡相关的两个文件1）修改drivers/net/dm9000.c网卡驱动文件①在原文件39行#include<asm/io.h>之后，但在#include"dm9000.h"之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410)#include<mach/regs-mem.h>#endif②加入①的内容后，在文件的1192行u32id_val之后，但在/*Initnetworkdevice*/之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) unsignedintoldval_bwscon=*(volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON; unsignedintoldval_bankcon4=*(volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4;#endif178.修改与网卡相关的两个文件17③在1208行dev_dbg(&pdev->dev,"dm9000_probe()\n");之后但在/*setupboardinfostructure*/之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) *((volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON)=(oldval_bwscon&~(3<<16))|S3C2410_BWSCON_DW4_16|S3C2410_BWSCON_WS4|S3C2410_BWSCON_ST4; *((volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4)=0x1f7c;#endif18③在1208行dev_dbg(&pdev->dev,"④在1376行（注意TQ2440配套的移植手册写成1278行了） db->mii.mdio_write=dm9000_phy_write;之后，但在mac_src="eeprom";之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) printk("NowusethedefaultMACaddress:10:23:45:67:89:ab\n"); mac_src="EmbedSky"; ndev->dev_addr[0]=0x10; ndev->dev_addr[1]=0x23; ndev->dev_addr[2]=0x45; ndev->dev_addr[3]=0x67; ndev->dev_addr[4]=0x89; ndev->dev_addr[5]=0xab;#else19④在1376行（注意TQ2440配套的移植手册写成1278⑤在1410行 "setusingifconfig\n",ndev->name);这一行之后，但在platform_set_drvdata(pdev,ndev);这一行之前，加入以下加粗部分:#endif⑥在1424行out:之后，但在dev_err(db->dev,"notfound(%d).\n",ret);之前加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) *(volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON=oldval_bwscon; *(volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4=oldval_bankcon4;#endif20⑤在1410行 "setusingifconfig\2）编辑arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c文件加入dm9000的网卡信息①在第48行#include<plat/common-smdk.h>之后，但在staticstructmap_descsmdk2440_iodesc[]__initdata={之前，加入以下加粗部分:#include<linux/dm9000.h>②在// .lpcsel =((0xCE6)&~7)|1<<4,和};之后，就是在149,150这两行之后但在staticstructplatform_device*smdk2440_devices[]__initdata={这一行之前，加入以下加粗部分:212）编辑arch/arm/mach-s3c2440/machstaticstructresources3c_dm9k_resource[]={[0]={.start =S3C2410_CS4,.end =S3C2410_CS4+3,.flags =IORESOURCE_MEM,},[1]={.start =S3C2410_CS4+4,.end =S3C2410_CS4+4+3,.flags =IORESOURCE_MEM,},[2]={.start =IRQ_EINT7,.end =IRQ_EINT7,.flags =IORESOURCE_IRQ|IRQF_TRIGGER_RISING,}};staticstructdm9000_plat_datas3c_dm9k_platdata={.flags =DM9000_PLATF_16BITONLY,};structplatform_devices3c_device_dm9000={.name ="dm9000",.id =0,.num_resources =ARRAY_SIZE(s3c_dm9k_resource),.resource =s3c_dm9k_resource,.dev ={.platform_data=&s3c_dm9k_platdata,}};22staticstructresources3c_dm9③在第191行&s3c_device_iis这一行之后，并在};这一行之前，加入以下加粗部分:&s3c_device_rtc,&s3c_device_dm9000,9.串口驱动说明的内核已经支持UART0和UART1这两个串口，不用修改；但是如果要支持UART2的话，请参考TQ2440的移植手册进行UART2串口的移植。23③在第191行&s3c_device_iis这一行之后，内核的配置输入makemenuconfig进行内核的配置，出现如图所示的配置界面24内核的配置输入makemenuconfig进行内核的配置，首先加载内核提供的默认的针对s3c2410处理器的配置25首先加载内核提供的默认的针对s3c2410处理器的配置25BusyBox最初是由BrucePerens在1996年为DebianGNU/Linux安装盘编写的，其目标是在一张软盘上创建一个可引导的GNU/Linux系统，Busybox是一个遵循GPLV2协议的开源项目。Busybox将众多的Linux命令集合进一个很小的可执行程序中，BusyBox是为构建内存有限的嵌入式系统的优秀工具。Busybox在编写过程中对文件大小进行了优化，并考虑了系统资源有限的情况。与一般的GNU工具集动辄几MB的体积相比，动态连接的Busybox只有几百KB，即使静态连接也只有1MB左右，一次有人将Busybox比喻成Linux工具中的瑞士军刀，包括了一个大的工具集，但是有些根文件系统下的文件还是需要用户自己来建立。BusyBox26BusyBox最初是由BrucePerens在19961下载busybox的源代码busybox-1.19.4.tar.bz2及其对应的验证文件2验证文件的完整性3解压源代码fh@fh:~/busybox$tarjxvfbusybox-1.19.4.tar.bz24进入busybox源代码目录fh@fh:~/busybox$cdbusybox-1.19.4/5修改Makefile文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$viMakefile修改164行为CROSS_COMPILE=arm-linux-//指定交叉编译器arm-linux-修改190行为ARCH=arm//指定CPU类型为arm修改完后保存6配置busyboxfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$makemenuconfig271下载busybox的源代码busybox-1.19.4.t1下载busybox的源代码busybox-1.19.4.tar.bz2及其对应的验证文件/downloads/busybox-1.19.4.tar.bz2/downloads/busybox-1.00.tar.bz2.sign2验证文件的完整性busybox-1.19.4.tar.bz2.sign文件中含有MD5值和SHA1值MD5:9c0cae5a0379228e7b55e5b29528df8ebusybox-1.19.4.tar.bz2SHA1:5d7db83d8efbadc19c86ec236e673504bbf43517busybox-1.19.4.tar.bz2fh@fh:~/busybox$md5sumbusybox-1.19.4.tar.bz29c0cae5a0379228e7b55e5b29528df8ebusybox-1.19.4.tar.bz2fh@fh:~/busybox$sha1sumbusybox-1.19.4.tar.bz25d7db83d8efbadc19c86ec236e673504bbf43517busybox-1.19.4.tar.bz2281下载busybox的源代码busybox-1.19.4.t3解压源代码fh@fh:~/busybox$tarjxvfbusybox-1.19.4.tar.bz24进入busybox源代码目录fh@fh:~/busybox$cdbusybox-1.19.4/5修改Makefile文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$viMakefile修改164行为CROSS_COMPILE=arm-linux-//指定交叉编译器arm-linux-修改190行为ARCH=arm//指定CPU类型为arm修改完后保存293解压源代码296配置busyboxfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$makemenuconfig出现如下图所示Busybox的配置界面306配置busybox30创建需要的目录fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$cd_installfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$mkdir-pdevetchome/skylibmntoptprocrootsddisksystmpudiskvarwebusr/libusr/sharefh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$chmod777home/skyopt：附加的软件，空着。proc：用于提供内核与进程信息的虚拟文件系统，空着。root：root用户主目录，空着。tmp：暂时性文件，空着。var：用于存放监控程序和工具程序的可变数据，空着。sys：系统信息与控制的虚拟文件系统，mdev可能会在下面建立某些文件，空着。31创建需要的目录fh@fh:~/busybox/busybo2.拷贝库文件

(交叉编译工具链放在目录

/opt/EmbedSky/目录)到_install/lib目录下fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$cp-rf/opt/EmbedSky/4.3.3/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/*so*lib-a3.将创建

etc/passwd文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/passwd加入以下一行root::0:0:root:/:/bin/sh以root登陆，不需要密码即可登录成功，4.将创建

etc/group文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/group加入以下一行root:*:0:322.拷贝库文件

(交叉编译工具链放在目录

/opt/Emb5.将目录busybox-1.19.4/examples/bootfloppy/etc下的所有文件和目录拷贝到_install/etc目录下。fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$cp-rf../examples/bootfloppy/etc/*etc/6.创建etc/inittab文件这个inittab文件是init的初始化配置文件,是系统启动后第一个访问的脚本文件,后续的启动文件是由它指定。inittab文件中每一行的格式如下所示（Busybox源程序目录下的example目录下有详尽的inittab文件范例）：335.将目录busybox-1.19.4/examples/下面给出一个开发板上的实际/etc/inittab例子:fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/inittab#/etc/inittab::sysinit:/etc/init.d/rcS#(指定系统的启动脚本为/etc/init.d/rcS,字段sysinit表明该脚本在系统启动后最先执行，#并且只执行一次)console::askfirst:-/bin/sh(指定打开一个shell/bin/sh)#（在console上启动shell,askfirst表明先输出"Please

press

Enter

to

actvie

this

console"，#等用户输入回车键之后才启动-/bin/sh。）::once:/usr/sbin/telnetd-l/bin/login（-l中的l是字母）::ctrlaltdel:/sbin/reboot#(表明当按下Ctrl+Alt+Delete组合键时，执行/sbin/reboot。)::shutdown:/bin/umount-a-r#(指定关机时运行umount命令卸载所有的文件系统，如果卸载失败，试图以只读方式重新挂载)然后修改该文件权限：chmod777inittab34下面给出一个开发板上的实际/etc/inittab例子:34创建etc/init.d/rcS脚本#!/bin/shPATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin//shell命令的搜索路径runlevel=S//运行在单用户模式prevlevel=N//前一个级别为n表示没有前一个级别umask022//权限位掩码exportPATHrunlevelprevlevel//将设置的变量导出到环境中mount-a//将文件etc/fstab中指明的文件系统挂载到对应挂载点上//挂载所有在/etc/fstab里面列出的文件系统mkdir-p/dev/ptsmount-tdevptsdevpts/dev/ptsecho/sbin/mdev>/proc/sys/kernel/hotplug//用mdev来处理内核的热插拔事件。mdev-s

//mdev

利用mdev.conf配置文件为插入的设备在/dev下创建设备节点文件。TQ2440_wdg&//执行看门狗应用程序，不让CPU重启ifconfiglo//配置回路为ifconfigeth0netmaskup//配置网卡IProuteadddefaultgw//配置网卡的路由/bin/hostname-F/etc/sysconfig/HOSTNAME//设置主机名

修改权限：chmod777etc/init.d/rcS35创建etc/init.d/rcS脚本#!/bin/sh358.创建etc/sysconfig/HOSTNAME文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$mkdiretc/sysconfigfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/sysconfig/HOSTNAME该文件中的内容只有如下一行：TQ2440368.创建etc/sysconfig/HOSTNAME文件3创建etc/fstab文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/fstab#devicemount-pointtypeoptionsdumpfsckorderproc/procprocdefaults00tmpfs/tmptmpfsdefaults00sysfs/syssysfsdefaults00tmpfs/devtmpfsdefaults00var/devtmpfsdefaults00ramfs/devramfsdefaults0037创建etc/fstab文件fh@fh:~/busybox/b10.创建etc/mdev.conf文件vietc/mdev.confsd[a-z]*[0-9]0:00660@(mount-tvfat-oiocharset=utf8/dev/$MDEV/mnt/udisk)sd[a-z]*[0-9]0:00660*(umount/mnt/udisk)创建U盘的挂接点mkdirmnt/udisk11.创建etc/profile文件Shell启动过程中会根据文件etc/profile配置登陆环境，profile文件是终端登录之后首先运行的脚本,etc/profile配置的实例如下：fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/profileexportsetHOME=/rootUSER="`id-un`"LOGNAME=$USERPS1='[\u@\h\W]#'PATH=$PATHHOSTNAME=`/bin/hostname`exportUSERLOGNAMEPS1PATH3810.创建etc/mdev.conf文件11.创建etc12.创建etc/resolv.conf文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$vietc/resolv.confnameserver66nameserver//我的路由器地址3912.创建etc/resolv.conf文件3913.创建/dev目录下所需要的节点文件目录下建立节点文件/dev/console（终端）,/dev/null（内核“黑洞”）

在linux内核源码文件init/main.c中有打开设备文件dev/console的操作如下：static

noinline

int

init_post(void)__releases(kernel_lock){………………if

(sys_open((const

char

__user

*)

"/dev/console",

O_RDWR,

0)

<

0)printk(KERN_WARNING

"Warning:

unable

to

open

an

initial

console.\n");………………}内核启动执行到这里时，mdev还没有构建dev目录，如果没有创建设备文件dev/console就将会打印警告Warning:

unable

to

open

an

initial

console。在内核启动的过程中要将产生的一些垃圾信息丢弃就需要空设备dev/null。sudomknod-m660dev/consolec51sudomknod-m660dev/nullc134013.创建/dev目录下所需要的节点文件401.编写看门狗应用程序TQ2440_wdg.cfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$viTQ2440_wdg.cTQ2440_wdg.c的完整源代码如下：#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<errno.h>#include<linux/watchdog.h>intmain(intargc,char**argv){intfd=0;fd=open("/dev/watchdog",O_RDONLY);if(fd<0){perror("cannotopenwatchdogdevicefile/dev/watchdog");return-1;} for(;;){ioctl(fd,WDIOC_KEEPALIVE);sleep(3);//每隔3秒钟喂狗一次，不让看门狗重启CPU } close(fd);return0;}411.编写看门狗应用程序TQ2440_wdg.c412.交叉编译看门狗应用程序fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$arm-linux-gccTQ2440_wdg.c-oTQ2440_wdg3.拷贝可执行的看门狗程序到/bin目录下fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$cpTQ2440_wdgbin/4.使用TQ2440配套的yaffs文件系统制作工具将_install目录制作成根文件系统fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4/_install$cd..fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$mkyaffs2image_installroot.binfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$chmod755root.binfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$cproot.bin/home/fh/tftpboot/5.通过tftp将root.bin根文件系统烧写进TQ2440开发板的NANDflash中，烧写过程参考第一章，记得先将启动开关打到NOR.422.交叉编译看门狗应用程序4.使用TQ2440配套的ya将启动开关拨回到NAND，启动TQ2440开发板就能从串口的minicom中看到如图所示的开发板登录界面,回车就直接进入系统。

43将启动开关拨回到NAND，启动TQ2440开发板就能从串口的在线教务辅导网：教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187或者直接输入下面地址：44在线教务辅导网：http://www.shangfuwang第五章嵌入式Linux启动引导程序、内核、文件系统丰海45第五章嵌入式Linux启动引导程序、内核、文件系统丰海2BootLoader的基本概念BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段引导系统启动的程序。通过这段小程序的作用是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，并将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式世界，BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的，没有Bootloader，嵌入式系统就不能启动。由于作者在这方面的功力还不够，所以无法向读者介绍针对TQ2440开发板的u-boot移植，只介绍一下u-boot的使用基础和概念。Bootloader完成的主要功能就是将操作系统调进内存中执行，然后将控制权交给操作系统，嵌入式系统中常见的Bootloader有Vivi、Blob、Redboot、U-Boot等。46BootLoader的基本概念3内核移植的平台

1.

首先验证所下载内核的完整性2.安装编译内核时所需要的工具：3.编译前的准备4.内核源代码的修改修改平台输入时钟\Makefile文件、机器代码加入NANDFLASH的分区信息、添加内核对yaffs2的支持、修改看门狗驱动

5.输入make进行编译47内核移植的平台1.首先验证所下载内核的完整性2.安装编fh@fh:~$gpg--verifylinux-.tar.bz2.signgpg:于2009年07月31日星期五07时13分44秒CST创建的签名，使用DSA，钥匙号517D0F0Egpg:完好的签名，来自于“LinuxKernelArchivesVerificationKey<ftpadmin@>”gpg:警告：这把密钥已经被它的持有者吊销了！gpg:这表明这个签名有可能是伪造的。gpg:吊销原因：密钥已泄漏gpg:吊销注释：Keywasusedtoautosigning;autosigningserverwascompromised.gpg:警告：这把密钥未经受信任的签名认证！gpg:没有证据表明这个签名属于它所声称的持有者。主钥指纹：C75DC40A11D7AF889981ED5BC86BA06A517D0F0E如果主钥指纹和ftpadmin@邮箱与/signature.html网站的信息一样如图5-1所示，则表示这个包是完整的。48fh@fh:~$gpg--verifylinux-2.496安装编译内核时所需要的工具：fh@fh:~$sudoapt-getinstalllibncurses5-devfh@fh:~$sudoapt-getinstallncurses-docfh@fh:~$sudoapt-getinstallkernel-packagefh@fh:~$mkdir/home/fh/kernel(建立放置内核的目录)fh@fh:~$cplinux-.tar.bz2/home/fh/kernel（复制内核）fh@fh:~$cd/home/fh/kernel、fh@fh:~/kernel$tarjxvflinux-.tar.bz2(解压内核)fh@fh:~/kernel$cd/home/fh/kernel/linux-(进入内核目录，实际上源代码是需要根据具体的硬件修改的，只是TQ2440的配套光盘中给的内核源代码已经修改好了。)fh@fh:~/kernel/linux-$makeclean（清除以前的旧数据）fh@fh:~/kernel/linux-$makemrproper（清理以前编译时留下的临时文件）50安装编译内核时所需要的工具：fh@fh:~$mkdir/内核源代码的修改1.修改根目录下的Makefile文件Linux内核源码目录下的Makefile文件控制内核的编译，虽然我们在x86平台上进行编译，但是我们的目标平台是ARM，故必须进行交叉编译，将编译器改为arm-linux-，处理器的架构改为arm。tq2440的配套光盘中给的内核源代码中的命令：viMakefile修改：（193行）ARCH=arm（194行）CROSS_COMPILE=arm-linux-原因：指明体系结构为arm，采用的交叉编译器为arm-linux-，一定要改完Makefile文件再执行makemenuconfig，否则，默认的配置平台就是针对x86架构的PC普通电脑。51内核源代码的修改1.修改根目录下的Makefile文件82.修改平台输入时钟命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c修改：（163行）smdk2440_map_io()中的s3c24xx_init_clocks(16934400)修为s3c24xx_init_clocks(12000000)原因：TQ2440开发板使用的是12MHz的外部时钟。3.修改机器代码命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/tools/mach-types修改：（379行）s3c2440这一行最后的数字改为168原因：在内核文件arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中的MACHINE_START(S3C2440,”SMDK2440”)中要使用该机器码，同时它还应该与uboot中的机器码一致，因为uboot源码中为168，所以要改成与uboot一致；522.修改平台输入时钟3.修改机器代码94.修改common-smdk.c文件，加入NANDFLASH的分区信息命令：fh@fh:~/kernel/linux-$viarch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c1)修改内容如下：（109行开始）staticstructmtd_partitionsmdk_default_nand_part[]={

[0]={

.name

="uboot",

.offset=0x00000000,

.size

=0x00040000,

},

[1]={

.name

="kernel",

.offset=0x00200000,

.size=0x00300000,

},

[2]={

.name

="yaffs2",

.offset=0x00500000,

.size

=MTDPART_SIZ_FULL

}};即将NANDflash分为3个分区，名称分别为uboot，kernel和yaffs2，偏移量分别为0，2M和5M，大小分别为256kb，3M和251M（MTDPART_SIZ_FULL就是剩余的全部空间），注意：大小必须为128KB的整数倍，这是和uboot相关的。534.修改common-smdk.c文件，加入NANDFL

2)

然后，修改同文件的下面代码（140行）staticstructs3c2410_platform_nandsmdk_nand_info={

.tacls

=10,

.twrph0

=25,

.twrph1

=10,

.nr_sets=ARRAY_SIZE(smdk_nand_sets),

.sets

=smdk_nand_sets,}；其中修改的值由NANDflash芯片手册查询得到的，简单的说，这些设置就是要按照NANDFLASH芯片的读写时序而已。54

2)

然后，修改同文件的下面代码113)修改s3c2410.c文件fh@fh:~/kernel/linux-$vidrivers/mtd/nand/s3c2410.c最后，修改drivers/mtd/nand/s3c2410.c中752行s3c2410_nand_init_chip函数的语句改为（752行）chip->ecc.mode

=NAND_ECC_NONE;（原来为NAND_ECC_SOFT）这里不采用NANDflash的软件ECC校验码，因为在初始化的时候，uboot中有校验码，然后在后面yaffs2文件系统内核移植的时候，要选上采用S3C2440硬件校验码。553)修改s3c2410.c文件12添加内核对yaffs2的支持

YAFFS（YetAnotherFlashFileSystem）是专门为NANDFlash存储器设计的嵌入式文件系统，遵循GPL（GeneralPublicLicense）协议。在移植前，首先要为内核添加yaffs2文件系统的支持，首先下载yaffs2文件系统的补丁，可到官方下载页下载，但是现在都用git工具下载了。1）需要使用git工具，如果没有安装，请先输入sudoapt-getinstallgit2）下载yaffs2补丁fh@fh:~/kernel$gitclonegit://www.aleph1.co.uk/yaffs2Cloningintoyaffs2...remote:Countingobjects:6875,done.remote:Compressingobjects:100%(4105/4105),done.remote:Total6875(delta5452),reused3478(delta2700)Receivingobjects:100%(6875/6875),3.40MiB|541KiB/s,done.Resolvingdeltas:100%(5452/5452),done.fh@fh:~/kernel$lslinux-linux-.tar.bz2.signyaffs256添加内核对yaffs2的支持

YAFFS（YetAnoth3）给内核打上yaffs2的补丁，先进入yaffs2目录，fh@fh:~/kernel$cdyaffs2输入下面命令：fh@fh:~/kernel/yaffs2$./patch-ker.shcm/home/fh/kernel/linux-/Updating/home/fh/kernel/linux-//fs/KconfigUpdating/home/fh/kernel/linux-//fs/Makefile再进入内核根目录的fs目录，就可以看到一个yaffs2目录，说明已经为内核打上了支持yaffs2的补丁。注意：以后的操作都是在内核源代码的根目录下执行的。573）给内核打上yaffs2的补丁，146）修改看门狗驱动drivers/watchdog/s3c2410_wdt.c程序修改如下加粗部分（49行）#defineCONFIG_S3C2410_WATCHDOG_ATBOOT(1)//启动看门狗，原来是（0）（50行）#defineCONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME(15)//设置时间默认15秒没喂狗，CPU就重启（55行）staticintsoft_noboot=0;（56行）staticintdebug=0;

586）修改看门狗驱动drivers/watchdog/s3c27.打补丁__gnu_mcount_nc_patch，解决EABI编译器与arms3c2440处理器编译错误有兴趣的读者请参看以下网址，/ml/libc-ports/2008-04/msg00009.html__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz脚本见配书光盘首先将__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz脚本拷贝到内核的根目录下fh@fh:~/my_experiment/5$cp__gnu_mcount_nc_patch.patch.gzlinux-/fh@fh:~/my_experiment/5/linux-$gunzip-dc__gnu_mcount_nc_patch.patch.gz|patch-p1（注意：__gnu脚本最前面是两个下划线；-p1中的最后一个是数字1）patchingfilearch/arm/include/asm/ftrace.hpatchingfilearch/arm/kernel/armksyms.cpatchingfilearch/arm/kernel/entry-common.S597.打补丁__gnu_mcount_nc_patch，解决8.修改与网卡相关的两个文件1）修改drivers/net/dm9000.c网卡驱动文件①在原文件39行#include<asm/io.h>之后，但在#include"dm9000.h"之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410)#include<mach/regs-mem.h>#endif②加入①的内容后，在文件的1192行u32id_val之后，但在/*Initnetworkdevice*/之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) unsignedintoldval_bwscon=*(volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON; unsignedintoldval_bankcon4=*(volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4;#endif608.修改与网卡相关的两个文件17③在1208行dev_dbg(&pdev->dev,"dm9000_probe()\n");之后但在/*setupboardinfostructure*/之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) *((volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON)=(oldval_bwscon&~(3<<16))|S3C2410_BWSCON_DW4_16|S3C2410_BWSCON_WS4|S3C2410_BWSCON_ST4; *((volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4)=0x1f7c;#endif61③在1208行dev_dbg(&pdev->dev,"④在1376行（注意TQ2440配套的移植手册写成1278行了） db->mii.mdio_write=dm9000_phy_write;之后，但在mac_src="eeprom";之前，加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) printk("NowusethedefaultMACaddress:10:23:45:67:89:ab\n"); mac_src="EmbedSky"; ndev->dev_addr[0]=0x10; ndev->dev_addr[1]=0x23; ndev->dev_addr[2]=0x45; ndev->dev_addr[3]=0x67; ndev->dev_addr[4]=0x89; ndev->dev_addr[5]=0xab;#else62④在1376行（注意TQ2440配套的移植手册写成1278⑤在1410行 "setusingifconfig\n",ndev->name);这一行之后，但在platform_set_drvdata(pdev,ndev);这一行之前，加入以下加粗部分:#endif⑥在1424行out:之后，但在dev_err(db->dev,"notfound(%d).\n",ret);之前加入以下加粗部分:#ifdefined(CONFIG_ARCH_S3C2410) *(volatileunsignedint*)S3C2410_BWSCON=oldval_bwscon; *(volatileunsignedint*)S3C2410_BANKCON4=oldval_bankcon4;#endif63⑤在1410行 "setusingifconfig\2）编辑arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c文件加入dm9000的网卡信息①在第48行#include<plat/common-smdk.h>之后，但在staticstructmap_descsmdk2440_iodesc[]__initdata={之前，加入以下加粗部分:#include<linux/dm9000.h>②在// .lpcsel =((0xCE6)&~7)|1<<4,和};之后，就是在149,150这两行之后但在staticstructplatform_device*smdk2440_devices[]__initdata={这一行之前，加入以下加粗部分:642）编辑arch/arm/mach-s3c2440/machstaticstructresources3c_dm9k_resource[]={[0]={.start =S3C2410_CS4,.end =S3C2410_CS4+3,.flags =IORESOURCE_MEM,},[1]={.start =S3C2410_CS4+4,.end =S3C2410_CS4+4+3,.flags =IORESOURCE_MEM,},[2]={.start =IRQ_EINT7,.end =IRQ_EINT7,.flags =IORESOURCE_IRQ|IRQF_TRIGGER_RISING,}};staticstructdm9000_plat_datas3c_dm9k_platdata={.flags =DM9000_PLATF_16BITONLY,};structplatform_devices3c_device_dm9000={.name ="dm9000",.id =0,.num_resources =ARRAY_SIZE(s3c_dm9k_resource),.resource =s3c_dm9k_resource,.dev ={.platform_data=&s3c_dm9k_platdata,}};65staticstructresources3c_dm9③在第191行&s3c_device_iis这一行之后，并在};这一行之前，加入以下加粗部分:&s3c_device_rtc,&s3c_device_dm9000,9.串口驱动说明的内核已经支持UART0和UART1这两个串口，不用修改；但是如果要支持UART2的话，请参考TQ2440的移植手册进行UART2串口的移植。66③在第191行&s3c_device_iis这一行之后，内核的配置输入makemenuconfig进行内核的配置，出现如图所示的配置界面67内核的配置输入makemenuconfig进行内核的配置，首先加载内核提供的默认的针对s3c2410处理器的配置68首先加载内核提供的默认的针对s3c2410处理器的配置25BusyBox最初是由BrucePerens在1996年为DebianGNU/Linux安装盘编写的，其目标是在一张软盘上创建一个可引导的GNU/Linux系统，Busybox是一个遵循GPLV2协议的开源项目。Busybox将众多的Linux命令集合进一个很小的可执行程序中，BusyBox是为构建内存有限的嵌入式系统的优秀工具。Busybox在编写过程中对文件大小进行了优化，并考虑了系统资源有限的情况。与一般的GNU工具集动辄几MB的体积相比，动态连接的Busybox只有几百KB，即使静态连接也只有1MB左右，一次有人将Busybox比喻成Linux工具中的瑞士军刀，包括了一个大的工具集，但是有些根文件系统下的文件还是需要用户自己来建立。BusyBox69BusyBox最初是由BrucePerens在19961下载busybox的源代码busybox-1.19.4.tar.bz2及其对应的验证文件2验证文件的完整性3解压源代码fh@fh:~/busybox$tarjxvfbusybox-1.19.4.tar.bz24进入busybox源代码目录fh@fh:~/busybox$cdbusybox-1.19.4/5修改Makefile文件fh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$viMakefile修改164行为CROSS_COMPILE=arm-linux-//指定交叉编译器arm-linux-修改190行为ARCH=arm//指定CPU类型为arm修改完后保存6配置busyboxfh@fh:~/busybox/busybox-1.19.4$makemenuconfig701下载busybox的源代码busybox-1.19.4.t1下载busybox的源代码busybox-1.19.4.tar.bz2及其对应的验证文件/downloads/busybox-1.19.4.tar.bz2/downloads/busybox-1.00.tar.bz2.sign2验证文件的完整性busybox-1.19.4.tar.bz2.sign文件中含有MD5值和SHA1值MD5:9c0cae5a0379228e7b55e5b29528df8ebusybox-1.19.4.tar.bz2SHA1:5d7db83d8efbadc19c86ec236e673504bbf43517busybox-1.19.4.tar.bz2fh@fh:~/busybox$md5sumbusybox-1.19.4.tar.bz29c0cae5a0379228e7b55e5b29528df8ebusybox-1.19.4.tar.bz2fh@fh:~/busybox$sha1sumbusybox-1.19.4.tar.bz25d7db83d8efbadc19c86ec236e673504bbf43517busybox-1.19.4.tar.bz2711下