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KVM在嵌入式Linux上的移植
摘要: 本文以uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)為例討論了KVM的移植過程,若讀者希望在其他體系結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux(比如PPC Linux, MIPS Linux)系統(tǒng)上移植KVM,可以根據(jù)其編譯環(huán)境修改KVM的Makefile進行編譯。如果為讓系統(tǒng)支持更多的功能,如MIDP等,則需要作進一步的研究與探索。
Abstract:
Key words :

本文以uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)為例,介紹移植KVM的過程。分以下部分進行介紹:

  uCLinux及KVM簡介

  獲取并安裝交叉開發(fā)工具

  獲取KVM源代碼

  修改KVM的Makefile

  編譯uCLinux版本的KVM

  測試KVM

  小結(jié)

  1 uCLinux及KVM簡介

  uCLinux是一款優(yōu)秀的嵌入式Linux操作系統(tǒng),是micro-Conrol-Linux的縮寫,同時也是開放源碼的嵌入式Linux的典范之作。uCLinux主要是針對目標處理器沒有存儲管理單元MMU(Memory Management Unit) 的嵌入式系統(tǒng)而設計的,它已經(jīng)被成功地移植到了很多平臺上。它秉承了標準Linux的優(yōu)良特性,經(jīng)過各方面的小型化改造,形成了一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux。雖然它的體積很小,卻仍然保留了Linux的大多數(shù)優(yōu)點:穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡功能、對各種文件系統(tǒng)完備的支持和標準豐富的API。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作,目前已支持多款CPU。其編譯后的目標文件可控制在幾百KB數(shù)量級,并已被成功地移植到很多平臺上。

  KVM是一種專門為嵌入式設備使用的JAVA虛擬機,它主要為J2ME CLDC使用。KVM可以理解為K Virtual Machine或者是 KJava Virtual Machine。是一種精簡,可移植的,專門為小設備,有內(nèi)存,CPU等資源限制(例如:手機,PDA,POS機等嵌入式設備)設計的JAVA虛擬機。

  KVM的目的是創(chuàng)造一個盡可能小的且盡可能完整的JAVA虛擬機,使開發(fā)者不用像開發(fā)C語言一樣關心硬件,而通過JAVA語言來進行開發(fā),達到一次編譯,各種平臺使用的目的。

  2 獲取并安裝交叉開發(fā)工具

  從http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=58162&package_id=54041獲取arm-elf-tools交叉編譯安裝包。這里筆者曾經(jīng)使用arm-elf-tools-20030314.sh編譯KVM,但遇到編譯錯誤。所以建議各位讀者下載arm-elf-gcc3.0以上的版本進行編譯。

  3. 獲取KVM源代碼

  從http://www.sun.com/software/communitysource/j2me/cldc/download.xml獲取KVM的源代碼文件。

  4. 修改KVM的Makefile

下載并且解壓CLDC后,下面講述KVM具體的移植過程:

 

  修改j2me_cldc/kvm/VmUnix/build/Makefile文件

  該Makefile是編譯KVM所用到的,因為KVM是用C語言實現(xiàn)的,所以從理論上來講,也只要使用針對不同體系結(jié)構(gòu)CPU的編譯器編譯KVM即可,這樣也就是如何實現(xiàn)交叉編譯KVM的問題了。

  修改Makefile文件需要熟悉makefile的語法規(guī)則,這里不對該語言規(guī)則詳細講述,只對修改Makefile過程中涉及的內(nèi)容做解釋,請讀者參閱關于makefile語法規(guī)則方面的相關資料。所涉及的Makefile修改部分如下:

  ifeq ($(PLATFORM), linux)

  # 注釋掉原有LIBS = -lm -lnsl

  # LIBS = -lm –lnsl

  # 添加如下一行

  LIBS =

  # 注釋掉原有CPPFLAGS = -DUNIX -DLINUX -D$(ARCH)

  # CPPFLAGS = -DUNIX -DLINUX -D$(ARCH)

  # 修改CPPFLAGS 定義如下:

  CPPFLAGS = -D$(ARCH)

  -I$(TOP)/kvm/VmCommon/h -I$(TOP)/kvm/VmUnix/h

  -I$(TOP)/kvm/VmExtra/h -I$(TOP)/jam/h -I$(TOP)/kvm/VmCommon/src

  endif

  BUILD_ROOT=/usr/local

  lib1=${BUILD_ROOT}/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0

  lib=${BUILD_ROOT}/arm-elf/lib

  include=${BUILD_ROOT}/arm-elf/include/

  # 用arm-elf-gcc定義CC,并指明包括的頭文件路徑和編譯選項

  CC=arm-elf-gcc -I$(include) -D__uClinux__ -D__USE_BSD=1

  # 用arm-elf-ld定義LD,連接目標文件時使用

  LD=arm-elf-ld

  WEC_LDFLAGS=-L./ -L${lib} -L${lib}/lib -L${lib}/libc -L${lib1} -T${lib}/elf2flt.ld

  EXTLIBS= -lc -lgcc -lc

  LDFLAGS =

  ifeq ($(GCC), true)

  # 注釋掉CC = gcc, 事實上由于ifeq ($(GCC), true) 不成立,該處不會執(zhí)行到。

  # CC = gcc

  CFLAGS = -Wall $(CPPFLAGS) $(ROMFLAGS) $(OTHER_FLAGS)

  DEBUG_FLAG = -g

  OPTIMIZE_FLAG = -O2

  else

  # 注釋掉CC = cc 一行,這樣,系統(tǒng)采用CC=arm-elf-gcc 編譯KVM

  # CC = cc

  CFLAGS = -Xa $(CPPFLAGS) $(ROMFLAGS) $(OTHER_FLAGS)

  DEBUG_FLAG = -g -xsb

  OPTIMIZE_FLAG = -xO2

  endif

  DEBUG_FLAG += -DINCLUDEDEBUGCODE=1

  $(TOP)/tools/jcc/ROMjavaUnix.c $(TOP)/tools/jcc/nativeFunctionTableUnix.c: jcc

  Unix

  .PHONY: jccUnix

  jccUnix:

  @(cd $(TOP)/tools/jcc; $(MAKE) unix)

  kvm$(j)$(g): obj$j$g/ $(CLEANUPXPM) $(OBJFILES)

  @echo "Linking ... $@"

  # 注釋掉@$(CC) $(OBJFILES) -o $@ $(LIBS) $(EXTLIBS) 一行

  # @$(CC) $(OBJFILES) -o $@ $(LIBS) $(EXTLIBS)

  # 用arm-elf-ld連接目標文件

  $(LD) -o kvm.x $(WEC_LDFLAGS) -r -d $(OBJFILES) $(LIBS) $(EXTLIBS) -Map kvm.map

  5. 編譯uCLinux版本的KVM

  修改Makefile后,切換到j2me_cldc/build/linux目錄,執(zhí)行make命令編譯kvm。如果不能通過編譯,建議用arm-elf-gcc3.0以上版本的交叉編譯工具進行編譯。編譯完成后,將在j2me_cldc/kvm/VmUnix/build目錄下生成kvm.x文件,因為uClinux操作系統(tǒng)上可執(zhí)行文件都必須為Flat格式,需用elf2flt工具對kvm.x進行轉(zhuǎn)換。在終端提示符下執(zhí)行如下命令:

  elf2lft –o kvm kvm.x

  生成kvm可執(zhí)行文件,至此,整個kvm編譯過程完成。

  6. 測試KVM

  這樣編譯出來的kvm是針對ARM體系結(jié)構(gòu)的,所以在Red Hat Linux 7.3系統(tǒng)上無法運行,讀者可以編輯“Hello World”程序。然后在終端提示符下做如下測試:

  ./kvm –classpath j2me_cldc/samples/classes HelloWorld

  程序報錯,這說明當前編譯出來的KVM不是針對X86體系結(jié)構(gòu)。接下來下載kvm到運行uClinux操作系統(tǒng)的嵌入式設備上,再測試kvm。

  拷貝kvm以及HelloWorld.class到 uClinux-dist/romfs/bin目錄下執(zhí)行make image,生成包含kvm及HelloWorld.class的romfs.img

  下載image.ram和romfs.img到板子上uClinux系統(tǒng)啟動后,輸入如下命令測試

  ./kvm –classpath /bin HelloWorld

  7. 小結(jié)

  本文以uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)為例討論了KVM的移植過程,若讀者希望在其他體系結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux(比如PPC Linux, MIPS Linux)系統(tǒng)上移植KVM,可以根據(jù)其編譯環(huán)境修改KVM的Makefile進行編譯。如果為讓系統(tǒng)支持更多的功能,如MIDP等,則需要作進一步的研究與探索。

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