ARM開發板上uClinux內核移植

admin @ 2014-03-25 , reply:0

概述
簡述:針對“如何在以S3C44B0X為核心的ARMSYS開發板上建立uClinux內核移植”的一個總結,其內容包括對Bootloader的功能分析和uClinux2.4.24發……

簡述:針對“如何在以S3C44B0X為核心的ARMSYS開發板上建立uClinux內核移植”的一個總結,其內容包括對Bootloader的功能分析和uClinux2.4.24發行版內核基礎上針對S3C44B0X開發板進行修改的重點內容的逐一列舉。

2.Bootloader

2.1Bootloader概述

    Boot Loader 就是在操作系統內核運行之前運行的一段程序。通過這段程序,我們可以初始化硬體設備、建立內存空間的映射圖,從而將系統的軟硬體環境帶到一個合適的狀態,以便為最終調用操作系統內核準備好正確的環境。因此,正確建立uClinux的移植的前提條件是具備一個與uClinux配套、易於使用的 Bootloader。
    ARMSYS開發板提供了這樣一個uClinux專用的Bootloader,該Bootloader程序燒錄在系統的地址0x0處,每次上電即運行,能夠正確完成硬體系統的初始化和uClinux的引導。
   理論上,uClinux引導時並非一定需要一個獨立於內核的Bootloader。然而,將Bootloader與內核分開設計能夠使軟體架構更加清晰,也有助於靈活地支持多種引導方式,實現一些有用的輔助功能。

ARMSYS提供的Bootloader的主要任務可以概括如下:
  1.硬體初始化;
  2.從主機下載新的內核映像和文件系統映像;
  3.燒寫NorFlash和Nandflash;
  4.載入uClinux 內核映像並啟動運行;
  5.提供串列超級終端上的人機操作界面。

2.2存儲空間分佈

    Bootloader採用默認的存儲空間分佈地址來載入uClinux內核、文件系統,並按照正確引導uClinux的運行。在ARMSYS的Bootloader中,默認的存儲空間分佈如下表:

             內容                      起始地址             存儲介質
Bootloader程序空間         0x00000000           Flash
壓縮內核映像                     0x00010000           Flash
ROM文件系統映像               0x000e0000           Flash
內核運行地址                     0x0c008000           SDRAM
壓縮內核解壓地址             0x0c100000           SDRAM
文件系統載入                     0x0c700000           SDRAM

這個存儲空間的分配方式也不是固定不變的,可以通過修改Bootloader中的相關代碼來改變。

2.3Bootloader的工作

完整的Bootloader引導流程可描述如下:

硬體初始化階段一
◎ 硬體初始化
◎ 複製二級中斷異常矢量表
◎ 初始化各種處理器模式
◎ 複製RO和RW,清零ZI (跳轉到C代碼入口函數)
硬體初始化階段二
◎ 初始化本階段使用到的硬體設備;
◎ 建立人機界面
◎ 實現映像文件的下載和燒錄工具
◎ 實現映像文件的載入和運行工具

下面對上述各步驟進行逐一說明,並對與uClinux相關的內容詳細加以說明。

2.3.1 硬體初始化

      板子上電或複位后,程序從位於地址0x0的Reset Exception Vector處開始執行,因此需要在這裡放置Bootloader的第一條指令:b ResetHandler,跳轉到標號為ResetHandler處進行第一階段的硬體初始化,主要內容為:關Watchdog Timer,關中斷,初始化PLL和時鐘,初始化存儲器控制器。比較重要的是PLL的輸出頻率要計算正確,ARMSYS中把它設置為64MHz;這實際上就是處理器的工作主頻,這個時間參數在第二階段計算SDRAM的刷新計數值和UART的波特率等參數時還要用到。

2.3.2建立二級異常中斷矢量表

   異常中斷矢量表(Exception Vector Table)是Bootloader與uClinux內核發生聯繫關鍵的地方之一。即使uClinux內核已經得到處理器的控制權運行,一旦發生中斷,處理器還是會自動跳轉到從0x0地址開始的第一級異常中斷矢量表中的某個表項(依據於中斷類型)處讀取指令運行。
    在編寫 Bootloader時,地址0x0處的一級異常中斷矢量表只需簡單地包含向二級異常中斷矢量表的跳轉指令就可以。這樣,就能夠正確地將發生的事件交給 uClinux的中斷處理程序來處理。對於uClinux內核,它在RAM空間中基地址為0xc000000處建立了自己的二級異常中斷矢量表,因此, Bootloader的第一級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執行的全過程中都不必響應中斷,那麼上面的設置已能滿足要求。但在我們的 ARMSYS上提供了USB下載器,需要用到中斷,那麼Bootloader必須在同樣的地址(0xc000000)處配置自己的二級異常中斷矢量表,以便同uClinux兼容。這張表事先存放在 Flash Memory里,引導過程中由Bootloader將其複製到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到SDRAM,這樣的好處就是可以在其它的功能程序內對中斷處理程序的地址任意賦值。為此,我們在44b.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,僅需要一條語句:
    pISR_EINT4567=(int)MEint4567Isr;
    就能使中斷髮生后正確跳轉到我們編寫的處理程序上。

2.3.3 初始化各種處理器模式

ARM7TDMI支持7種Operation Mode:User,FIQ,IRQ,Supervisor,Abort,System和Undefined。Bootloader需要依次切換到每種模式,初始化其程序狀態寄存器(SPSR)和堆棧指針(SP)。

2.3.4 複製RO和RW,清零ZI

一個ARM由RO,RW和ZI三個段組成,其中RO為代碼段,RW是已初始化的全局變數,ZI是未初始化的全局變數(對於GNU工具,對應的概念是 TEXT,DATA和BSS)。Bootloader要將RW段複製到RAM中,並將ZI段清零。編譯器使用下列符號來記錄各段的起始和結束地址:

|Image$$RO$$Base| :RO段起始地址
|Image$$RO$$Limit| :RO段結束地址加1
|Image$$RW$$Base| :RW段起始地址
|Image$$RW$$Limit| :ZI段結束地址加1
|Image$$ZI$$Base| :ZI段起始地址
|Image$$ZI$$Limit| :ZI段結束地址加1

    需要注意的是,這些標號的值是根據鏈接器中設置的中ro-base和rw-base的設置來計算的,我們的Bootloader的對應設置是:ro-base = 0xc000000, rw-base = 0xc5f0000。
完成這個步驟后,第一階段的硬體初始化就完成了。
    BL Main
    跳轉到C語言程序,開始第二階段的初始化和系統引導。

2.3.5 C語言中的硬體初始化

      繼續對硬體進行初始化,主要包括對以下設備的初始化:GPIO,Cache,Interrupt Controller,Watchdog Timer和UARTs。S3C44B0X處理器內置data/instruction合一的8KB Cache,且允許按地址範圍設置兩個Non-Cacheable區間。合理的配置是打開對RAM區間的Cache,關閉對其它地址區間(非存儲器設備, I/O設備 )的Cache。所有硬體初始化完畢之後,開中斷。

2.3.6 建立人機界面

    引導過程的最後一步是在串列終端上建立人機界面,並等待用戶輸入命令。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,等待用戶進一步的命令。這裡就不對此詳細討論了。

2.4載入uClinux內核

    ARMSYS 提供的Bootloader支持兩種uClinux啟動運行方式:直接從SDRAM中的內核映像中運行;從flash將壓縮格式的內核映像載入到 SDRAM,再從SDRAM運行。前者需要利用Bootloader提供的對映像文件下載的工具;後者則需要利用Bootloader提供的 flash燒錄工具進行燒錄,然後再載入運行。
    壓縮格式的uClinux內核映像文件都是由開頭的一段自解壓代碼和後面的壓縮數據部分組成。對於Kernel而言,由於是以壓縮格式存放,因次只能以非XIP方式執行。自解壓類型的uClinux 內核映像文件首先存放在Flash Memory中,由Bootloader載入到SDRAM中的0xc100000地址處,然後將控制權交給它。可執行的uClinux Kernel將被解壓到最終的執行空間,然後開始運行。壓縮格式Image所佔據的臨時SDRAM空間可在隨後由uClinux回收利用。
     可以從flash拷貝到SDRAM解壓運行,自然同樣也可以直接下載到SDRAM運行。這對於調試內核都是非常方便的。對於壓縮格式的內核映像文件(image.rom和image.ram)都可以直接下載到SDRAM的特定地址處,並從該地址開始運行(參考2.2節)。

2.5調用Kernel

    Bootloader調用uClinux 內核的方法是直接跳轉到Kernel的第一條指令處。
採用C語句:((void (*)(void))ram_addr)();

2.6工具
    ARMSYS 的Bootloader在人機界面上提供了8個功能項目,其中包括支持從主機通過USB口下載文件到目標板的SDRAM和Nandflash上;用 SDRAM中的數據燒寫Flash Memory。由於USB口下載速度快,利用這些功能項能夠輕鬆地調試uClinux的內核(具體使用方法參考《uClinux移植包在ARMSYS上的使用說明》一文)。
    對uClinux專用Bootloader的介紹到此,下面開始對uClinux的內核部分的移植進行說明。

3.uClinux2.4.24內核組成
◎arch: arch目錄下有多個子目錄,它的每一個子目錄都代表內核支持的一種CPU體系結構,每個子目錄中又進一步分解為boot、mm、 kernel等子目錄,分別包含與系統引導、內存管理、系統調用的進入和返回、終端處理以及其它內核中依賴於CPU和系統結構的底層代碼。與ARM處理器(不帶有MMU)相關的代碼放在目錄arch/armnommu下,與S3C44B0X相關的代碼則放在目錄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。與平台無關的頭文件在 include/linux子目錄下,與ARM處理器(不帶MMU)相關的頭文件在include/asm-armnommu子目錄下,與 S3C44B0X相關的代碼在include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X目錄下;
◎ init:這個目錄包含核心的初始化代碼(注意:不是系統的引導代碼),包含兩個文件main.c和Version.c,這是研究核心如何工作的一個非常好的起點。
◎ kernel:主要的核心代碼,此目錄下的文件實現了大多數linux系統的內核函數,其中最重要的文件當屬sched.c;同樣,和體系結構相關的代碼在arch/*/kernel中;
◎ drivers: 放置系統所有的設備驅動程序;每種驅動程序又各佔用一個子目錄:如,/block 下為塊設備驅動程序,比如ide(ide.c)。
◎ 其他:例如mm ,這個目錄包括所有獨立於處理器體系結構的內存管理代碼,如頁式存儲管理內存的分配和釋放等;lib放置核心的庫代碼;net,核心與網路相關的代碼; ipc,這個目錄包含核心的進程間通訊的代碼;fs,所有的文件系統代碼和各種類型的文件操作代碼,它的每一個子目錄支持一個文件系統,例如fat和 ext2;Scripts,此目錄包含用於配置核心的腳本文件等。
Linux Kernel Tree List
     一般在每個目錄下,都有一個.depend 文件和一個 Makefile 文件,這兩個文件都是編譯時使用的輔助文件,仔細閱讀這兩個文件對弄清各個文件這間的聯繫和依託關係很有幫助;而且,在有的目錄下還有Readme 文件,它是對該目錄下的文件的一些說明,同樣有利於我們對內核源碼的理解。
     uClinux-dist-20040408發行包中的內核對S3C44B0X處理器的支持是不完整的,因此,我們不能夠希望在make config配置選項中選中44B0X目標板后,直接編譯它來得到一個很好地支持44B0X開發板的內核映像,我們必須為內核打上補丁。針對ARMSYS 的補丁文件可以在http://www.hzlitai.com.cn/download/default.asp地址處下載得到。這款補丁是眾多愛好 uClinux和44B0X處理器的網友們共同完成的。下一節我們就對這個補丁中的主要修改項目進行介紹和分析,從中了解uClinux移植中的要點。

4.移植項目及說明

4.1壓縮內核代碼起始地址修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/boot/Makefile
修改內容:
ifeq ($(CONFIG_BOARD_MBA44),y)
ZTEXTADDR = 0x0c100000
ZRELADDR = 0x0c008000
endif
說明:
ZTEXTADDR:自解壓代碼的起始地址。
ZRELADDR:內核解壓後代碼輸出起始地址。

4.2處理器配置選項的修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/config.in
修改內容:
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
……
說明:
修改了對ARM處理器主頻的定義:
define_int CONFIG_ARM_CLK 64000000
修改了存儲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

4.3內核起始地址的修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/Makefile
修改內容:
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
說明:
TEXTADDR:內核的起始地址,通常取值:DRAM_BASE+0x8000。

4.4ROM文件系統的定位修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/drivers/block/blkmem.c
修改內容:
+#ifdef CONFIG_BOARD_MBA44
+ {0, 0xc700000, -1},/*{0, 0x100000, -1},*/
#endif
說明:將ROM file system在SDRAM中的地址定位在0xc700000。

4.5修改存儲空間配置

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/memory.h
修改內容:
-#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)
說明:PHYS_OFFSET:RAM第一個bank的起始地址。

4.6初始化節拍定時器

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/time.h
修改內容:
-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 &= ~(0xff<<16);
+ rw_tmp |= (16-1)<<16;
+ outl(rw_tmp, S3C44B0X_TCFG0); // prescaler = 1/16
+ rw_tmp = inl(S3C44B0X_TCFG1);
+ rw_tmp &= ~(0xf<<20);
+ rw_tmp |= 0<<20;
+ outl(rw_tmp, S3C44B0X_TCFG1); // mux = 1/2
說明:這裡,uClinux使用了S3C44B0X的內部定時器5,並利用定時器5的中斷來產生節拍。

4.7定義二級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
修改內容:
+#ifdef CONFIG_BOARD_MBA44
+#undef vectors_base()
+#define vectors_base() (DRAM_BASE)
+#endif
說明:vectors_base()定義了二級異常中斷矢量表的起始地址,這個地址與Bootloader中的_IRQ_BASEADDRESS相對應。

4.8定義CPU體系結構和交叉編譯器

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/Makefile
修改內容:
-# 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-
說明:這裡定義了CPU體系結構:ARCH := armnommu和對應的交叉編譯器名稱:CROSS_COMPILE = arm-elf-。

4.9乙太網卡寄存器地址的偏移量修改

這裡針對ARMSYS的硬體結構,要做兩處特殊的修改:
修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/driver/net/8390.h
修改內容:#define ETH_ADDR_SFT 8
說明:訪問RTL8019內部寄存器地址的偏移量。

4.10乙太網設備基地址修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/driver/net/ne.c
修改內容:dev->base_addr = base_addr = 0x08000000;
說明:修改了乙太網設備的基地址。

5.移植的步驟

5.1解壓uClinux-dist發行包

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。其中使用的內核版本是Linux 2.4.24。
以下工作在裝有Linux操作系統(例如RedHat9.0)的PC機上進行。
將uClinux-dist-20040408.tar.gz拷貝到/home/下(或者其它目錄都可以),運行解壓命令:

tar xvzf uClinux-ARMSYS-20040801.tar.gz

解壓結束後會在/home/下生成uClinux-dist目錄。

5.2安裝補丁

到以下地址下載補丁文件:
http://www.hzlitai.com.cn/download/uClinux-20040408-ARMSYS.rar
解壓后產生patch文件,安裝patch文件:

patch –p1 < uClinux-20040408-ARMSYS.patch

安裝過程中可能會出現一些錯誤信息,可以手動地按照patch文件的內容在指定的文件處進行修改一下。

6.配置與編譯

6.1安裝編譯環境

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,運行安裝:

sh arm-elf-tools-20030314.sh

6.2內核配置

下面就可以開始配置uClinux的內核和用戶選項了。打開終端。
# cd /home/uClinux-dist
# make menuconfig

進入uClinux配置(uClinux v3.1.0 Configuration),選中“Kernel/Library/Defaults Selectionà”敲空格進入。其中有兩個選項:定製內核設置和定製用戶選項設置:
[*] Customize Kernel Settings
[ ] Customize Vendor/User Settings

選中定製內核設置選項,按下ESC鍵退出,在詢問是否保存時,選擇Yes並回車。
終端將首先進入內核配置選單。我們在配置uClinux內核時,就可以通過對這些選項的選擇和取消選擇來設定內核所具有的功能項。這也是裁減uClinux內核的基本方法。
每個選項都對應著一個宏定義,make menuconfig執行結束后,自動將配置結果保存為.config文件,將前一次的配置結果備份為.config.old文件。
讀者可到http://www.hzlitai.com.cn/download/linux/8019/kernelconfig_eth 處下載內核配置文件(其中包括對網卡驅動的配置),讀者可對照進行配置。

6.3交叉編譯

按下面的步驟對uClinux源碼包進行編譯:
# make dep
# make clean (非必要)
# make lib_only
# make user_only
# make romfs
# make image
# make
初次移植時,在make lib_only到make這5步編譯過程中很可能產生錯誤,無法繼續下去。如果產生了錯誤,可以嘗試根據報告的錯誤內容修改一下源程序,這一過程將有助於你熟悉uClinux內核源程序的結構,或者可以跟我們聯繫 Support@hzlitai.com.cn 。
交叉編譯成功后,在 uClinux-dist/目錄下產生images目錄,其中包含的3個文件:image.ram, image.rom和romfs.img就是我們可以使用的二進位文件。參考《uClinux的移植包在ARMSYS上的使用說明》的方法,下載或燒錄這些二進位文件,並啟動運行uClinux。

7.啟動信息

正確啟動信息的例子如下:
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)
/>
出現以上信息后,可以嘗試從鍵盤輸入ls、ping命令,來查看系統的運行情況。我們還建議讀者按照uClinux-dist\ Documentation下的Adding-User-Apps-HOWTO文檔編寫一個簡單的Helloworld應用程序,看是否能夠正確運行。




[admin via 研發互助社區 ] ARM開發板上uClinux內核移植已經有2780次圍觀

http://cocdig.com/docs/show-post-42942.html