u-boot-2011.06在基于s3c2440开发板的移植之引导内核与加载根文件系统
uboot最主要的功能就是能够引导内核启动。本文就介绍如何实现该功能，并组成一个最简单的系统，这不仅要移植uboot，还要移植linux内核及创建一个根文件系统。
首先我们对nandflash进行分区，规划好每个文件存放在nandflash的位置。下面是nandflash的分区： 第0分区：0x000000000000-0x000000080000为uboot区 第1分区：0x000000080000-0x000000100000为参数区 第2分区：0x000000200000-0x000000600000为linux内核区 第3分区：0x000000800000-0x000001000000为根文件系统区
规划好分区后，我们就可以依次完成uboot的移植，linux内核的移植，及创建一个根文件系统。我们选择cramfs作为根文件系统。
一、uboot移植
1．修改机器码，要保证uboot与linux内核的机器码一致，这样才能启动内核。
修改board/samsung/zhaocj2440/zhaocj2440.c文件中的第116行内容，把SMDK2410改为SMDK2440，即： gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2440;
因为我们的uboot移植是以uboot自带的SMDK2440开发板为模板的，所以我们还是按照SMDK2440的机器码来移 植，MACH_TYPE_SMDK2440的具体数值在arch/arm/include/asm/mach-types.h文件的第1013行已有定 义： #define MACH_TYPE_SMDK2440 1008
2．添加bootcmd和bootargs参数。其中bootcmd是为了引导内核，而bootargs是为了在加载根文件系统时，给根文件系统传递必要的参数。
可以有两种方法来设置这两个参数：
第一种方法是在uboot的提示符下直接设置bootcmd和bootargs这两个参数： 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
在这里bootcmd的含义是从nandflash中读取kernel，然后利用命令bootm启动。bootargs的含义是在 nandflash中的第3个分区内存放着根文件系统，它的格式是cramfs。最后还要应用saveenv命令来保存这两个变量。这时，如果你在提示符 下敲入printenv命令，则会看到uboot的环境参数多了两项，如： bootargs=root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC,115200 rootfstype=cramfs mem=64M bootcmd=nand read 31000000 200000 400000 ; bootm 31000000
第二种方法是在include/configs/zhaocj2440.h内定义CONFIG_BOOTARGS和CONFIG_BOOTCOMMAND这两个宏定义： #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烧写到nandflash中的0x00000000至0x000000080000内。
二、linux内核移植
这里我们实现的是最简单的移植，即能够启动即可。
1．在下列网址下载linux内核，linux-3.4.6.tar.bz2
解压到当前目录： tar -xvjf linux-3.4.6.tar.bz2
2．修改主目录下的Makefile文件，第195行和第196行改写为： ARCH ?=arm CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
3．添加机器码，使uboot与linux机器码一致，并改变内核时钟 在arch/arm/tools/mach-types文件的第207行添加下列代码： smdk2440 MACH_SMDK2440 SMDK2440 1008
在arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c文件内 第165行中的16934400改为12000000，即 s3c24xx_init_clocks(12000000); 第178行中的S3C2440改为SMDK2440，即 MACHINE_START(SMDK2440,"SMDK2440")
4．修改内核中的分区，使其与我们事先定义的分区一致 在arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c文件内 第111行中的smdk_default_nand_part结构体改为： 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．改变内核的ECC类型 在drivers/mtd/nand/s3c2410.c文件内 第846行中的NAND_ECC_SOFT改为NAND_ECC_NONE，即： chip->ecc.mode = NAND_ECC_NONE; 此处如果不改，虽然能够启动linux内核，但无法加载根文件系统。
6．编译内核
退回到linux-3.4.6的根目录下，复制配置文件： cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig .config
使用menuconfig来配置内核： make menuconfig 在KernelFeatures下选上两项内容，即 Kernel Features ---> 如果不选择这两项，则在内核启动完，挂载根文件系统时会出现kernel panic:attempted to kill init的错误。 menuconfig的其他内容可以不需要改变，选择默认即可。
最后执行下面两个命令： make clean make zImage 等待一段时间后，在arch/arm/boot/目录下会生成zImage文件。
7．制作内核镜像 在上一步虽然我们已经生成了zImage文件，但它还不能被uboot正确引导，我们还需要给zImage文件加上64个字节的数据头，这部分内容 包括CPU架构（A）、操作系统（O）、镜像类型（T）、压缩类型（C）、镜像名称（n）、镜像加载地址（a）、镜像入口（e）、源文件（d）。只有加上 这些内容uboot才能正确引导内核。
mkimage工具就是uboot用来制作完成上述内容的工具。编译过uboot后，会在tools目录下生成mkimage。为了更方便地应用该工具，我们需要完成下列操作，进入tools目录，以根用户的身份执行下列命令： cp mkimage /usr/bin chmod 777 /usr/bin/mkimage
进入linux-3.4.6目录下的arch/arm/boot/目录，执行下列命令： mkimage -n 'linux' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x31000000 -e 0x31000040 -d zImage uImage.img uImage.img为最终我们需要烧写到nandflash中的文件。在这里，我们是把镜像加载到内存0x31000000地址内的。
8．最后，我们把uImage.img文件烧写到nandflash中的0x200000至0x600000中。
三、根文件系统的制作
我们利用busybox来制作根文件系统
1．在下列网站下载busybox-1.15.0.tar.bz2 在当前目录下解压busybox tar -jxvf busybox-1.15.0.tar.bz2
2．配置编译busybox
使用menuconfig来配置busybox： make menuconfig 修改下列内容： Busybox Settings ---> 只需修改上述几个选项，其他配置可以不去改动。
修改Makefile emacsMakefile 在第164行，改为： CROSS_COMPILE?=arm-linux- 在第190行，改为： ARCH ?=arm
执行make命令编译busybox
3．利用下面命令安装busybox： Make CONFIG_PREFIX=/home/zhaocj/rootfs install 其中/home/zhaocj/rootfs为指定的安装目录，如果还没有该目录，则需先要用mkdir命令创建该目录。之所以要指定目录，就是为了改变系统默认生成的_stall目录。
安装完毕后，会在/home/zhaocj/rootfs目录下生成bin、linuxrc、sbin、usr这四个目录和文件。
4．进入rootfs目录，自行添加其他目录和文件
首先要创建etc目录，以及在该目录下生成四个文件：etc/inittab、etc/fstab、etc/profile、etc/init.d/rcS
mkdir etc cd etc
emacs inittab 内容为： ::sysinit:/etc/init.d/rcS ::askfirst:-/bin/sh ::restart:/sbin/init ::ctrlaltdel:/sbin/reboot ::shutdown:umount-a -r
emacs fstab 内容为： #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 内容为： #!/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 内容为： mount -a mkdir/dev/pts mount -tdevpts devpts /dev/pts echo/sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug mdev -s 在根用户下增加该文件的执行权限 chmod +xrcS
回到主目录下，创建其他目录： mkdir dev home temp proc sys
进入dev目录，并用根用户创建两个基本的设备文件： mknod console c 5 1 mknod null c 1 3
至此，根文件系统创建完毕。
5．生成cramfs根文件系统
在这里我们要使用cramfs根文件系统，并把它烧写到nandflash中，因此要有编译cramfs的制作工具。在下列网站下载cramfs-1.1.tar.gz。
在当前目录下解压cramfs-1.1.tar.gz，并编译： tar zxvfcramfs-1.1.tar.gz make 编译完成后，会生成mkcramfs和cramfsck两个可执行文件，其中mkcramfs工具是用来创建cramfs文件系统的。
利用mkcramfs压缩根文件系统，生成cramfs： mkcramfs rootfs root-cramfs rootfs为刚刚制作的根文件系统的目录，root-cramfs为最终生成的cramfs根文件系统。
6．最后，我们把root-cramfs文件烧写到nandflash中的0x800000至0x1000000中。
当完成以上三个部分内容后，uboot就能够正确引导linux内核以及加载根文件系统了。下面列出了uboot启动后在串口显示的内容：
U-Boot2011.06 (Aug 31 2012 - 15:08:19) DRAM: 64 MiB Flash: ##Unknown flash on Bank 1 - Size = 0x00000000 = 0 MB 2 MiB NAND: 256 MiB ***Warning - bad CRC, using default environment In: serial Out: serial Err: serial Net: dm9000 Hit anykey to stop autoboot: 0 NANDread: device 0 offset 0x200000, size 0x400000 4194304 bytes read: OK ##Booting kernel from Legacy Image at 31000000 ... Image Name: linux Created: 2012-09-01 14:46:43 UTC Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed) Data Size: 2428888 Bytes = 2.3 MiB Load Address: 31000000 Entry Point: 31000040 Verifying Checksum ... OK XIP Kernel Image ... OK OK Startingkernel ... UncompressingLinux... done, booting the kernel. BootingLinux on physical CPU 0 Linuxversion 3.4.6 (zcj@qihao) (gcc version 4.2.2) #3Sat Sep 1 22:44:40 CST 2012 CPU:ARM920T [41129200] revision 0 (ARMv4T), cr=00007177 CPU: VIVTdata cache, VIVT instruction cache Machine:SMDK2440 Memorypolicy: ECC disabled, Data cache writeback CPU S3C2440A(id 0x32440001) S3C24XX Clocks, Copyright 2004 SimtecElectronics S3C244X: core 400.000 MHz, memory 100.000MHz, peripheral 50.000 MHz CLOCK:Slow mode (1.500 MHz), fast, MPLL on, UPLL on Built 1zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 16256 Kernelcommand line: root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrcconsole=ttySAC,115200 rootfstype=cramfs mem=64M PID hashtable entries: 256 (order: -2, 1024 bytes) Dentrycache hash table entries: 8192 (order: 3, 32768 bytes) Inode-cachehash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes) Memory:64MB = 64MB total Memory:59980k/59980k available, 5556k reserved, 0K highmem Virtualkernel memory layout: vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB) fixmap : 0xfff00000 - 0xfffe0000 ( 896kB) vmalloc : 0xc4800000 - 0xff000000 ( 936 MB) lowmem : 0xc0000000 - 0xc4000000 ( 64 MB) modules : 0xbf000000 - 0xc0000000 ( 16MB) .text : 0xc0108000 - 0xc0545868 (4343 kB) .init : 0xc0546000 - 0xc0570000 ( 168 kB) .data : 0xc0570000 - 0xc05a67a0 ( 218 kB) .bss : 0xc05a67c4- 0xc05cf1dc ( 163 kB) NR_IRQS:99 irq:clearing subpending status 00000002 sched_clock:32 bits at 200 Hz, resolution 5000000ns, wraps every 4294967291ms Console:colour dummy device 80x30 Calibratingdelay loop... 49.56 BogoMIPS (lpj=123904) pid_max:default: 32768 minimum: 301 Mount-cachehash table entries: 512 CPU:Testing write buffer coherency: ok Settingup static identity map for 0x304355a0- 0x3043561c gpiochip_add:registered GPIOs 0 to 23 on device: GPIOA gpiochip_add:registered GPIOs 32 to 47 on device: GPIOB gpiochip_add:registered GPIOs 64 to 79 on device: GPIOC gpiochip_add:registered GPIOs 96 to 111 on device: GPIOD gpiochip_add:registered GPIOs 128 to 143 on device: GPIOE gpiochip_add:registered GPIOs 160 to 167 on device: GPIOF gpiochip_add:registered GPIOs 192 to 207 on device: GPIOG gpiochip_add:registered GPIOs 224 to 234 on device: GPIOH gpiochip_add:registered GPIOs 256 to 271 on device: GPIOJ NET:Registered protocol family 16 S3C Power Management, Copyright 2004Simtec Electronics S3C2440: Initialising architecture S3C2440: IRQ Support S3C244X: Clock Support, DVS off bio:create slab <bio-0> at 0 SCSIsubsystem initialized usbcore:registered new interface driver usbfs usbcore:registered new interface driver hub usbcore:registered new device driver usb s3c-i2cs3c2440-i2c: slave address 0x10 s3c-i2cs3c2440-i2c: bus frequency set to 97 KHz s3c-i2cs3c2440-i2c: i2c-0:S3C I2C adapter AdvancedLinux Sound Architecture Driver Version 1.0.25. NET:Registered protocol family 2 IP routecache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) TCPestablished hash table entries: 2048 (order: 2, 16384 bytes) TCP bindhash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes) TCP: Hashtables configured (established 2048 bind 2048) TCP: reno registered UDP hashtable entries: 256 (order: 0, 4096 bytes) UDP-Litehash table entries: 256 (order: 0, 4096 bytes) NET:Registered protocol family 1 RPC:Registered named UNIX socket transport module. RPC:Registered udp transport module. RPC:Registered tcp transport module. RPC:Registered tcp NFSv4.1 backchannel transport module. NetWinderFloating Point Emulator V0.97 (extended precision) jffs2:version 2.2. (NAND) (SUMMARY) ?2001-2006 Red Hat, Inc. ROMFS MTD(C) 2007 Red Hat, Inc. msgmnihas been set to 117 ioscheduler noop registered ioscheduler deadline registered ioscheduler cfq registered (default) Console:switching to colour frame buffer device 30x40 fb0: s3c2410fb frame buffer device Serial:8250/16550 driver, 4 ports, IRQ sharing enabled s3c2440-uart.0: ttySAC0 at MMIO 0x50000000(irq = 70) is a S3C2440 console[ttySAC0] enabled s3c2440-uart.1: ttySAC1 at MMIO 0x50004000(irq = 73) is a S3C2440 s3c2440-uart.2: ttySAC2 at MMIO 0x50008000(irq = 76) is a S3C2440 lp:driver loaded but no devices found ppdev:user-space parallel port driver brd:module loaded loop:module loaded UniformMulti-Platform E-IDE driver ide-gddriver 1.18 ide-cddriver 5.00 S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 SimtecElectronics s3c24xx-nand s3c2440-nand: Tacls=2, 20ns Twrph0=6 60ns, Twrph1=220ns s3c24xx-nand s3c2440-nand: NAND ECC disabled NANDdevice: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xda (Samsung NAND 256MiB 3,3V 8-bit) NAND_ECC_NONEselected by board driver. This is not recommended! Scanningdevice for bad blocks Baderaseblock 615 at 0x000004ce0000 Baderaseblock 807 at 0x0000064e0000 Creating4 MTD partitions on "NAND": 0x000000000000-0x000000080000: "UBoot" 0x000000080000-0x000000100000: "Para" 0x000000200000-0x000000600000: "Kernel" 0x000000800000-0x000001000000: "rootfs" dm9000Ethernet Driver, V1.31 ohci_hcd:USB 1.1 'Open' Host Controller (OHCI) Driver s3c2410-ohci s3c2410-ohci: S3C24XXOHCI s3c2410-ohci s3c2410-ohci: new USB bus registered, assigned busnumber 1 s3c2410-ohci s3c2410-ohci: irq 42, io mem 0x49000000 hub1-0:1.0: USB hub found hub1-0:1.0: 2 ports detected usbcore:registered new interface driver libusual usbcore:registered new interface driver usbserial usbcore:registered new interface driver usbserial_generic USBSerial support registered for generic usbserial:USB Serial Driver core usbcore:registered new interface driver ftdi_sio USB Serialsupport registered for FTDI USB Serial Device ftdi_sio:v1.6.0:USB FTDI Serial Converters Driver usbcore:registered new interface driver pl2303 USBSerial support registered for pl2303 mousedev:PS/2 mouse device common for all mice s3c2410_wdt: S3C2410 Watchdog Timer, (c) 2004 Simtec Electronics s3c2410-wdt s3c2410-wdt: watchdog inactive, reset disabled, irqdisabled TCP:cubic registered NET:Registered protocol family 17 drivers/rtc/hctosys.c:unable to open rtc device (rtc0) ALSAdevice list: No soundcards found. VFS:Mounted root (cramfs filesystem) readonly on device 31:3. Freeinginit memory: 168K Pleasepress Enter to activate this console. 当我们按下回车键后，会看到linux的提示符： [root@zhaocj /]#
在该提示符下就可以运行一些linux命令了，如： [root@zhaocj /]#ls bin etc lib proc sys usr dev home linuxrc sbin temp |
|
|
