《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于uClinux內(nèi)核移植ARM開發(fā)板應(yīng)用
摘要: 基于uClinux內(nèi)核移植ARM開發(fā)板應(yīng)用,針對(duì)“如何在以S3C44B0X為核心的ARMSYS開發(fā)板上建立uClinux內(nèi)核移植”的一個(gè)總結(jié),其內(nèi)容包括對(duì)Bootloader的功能分析和uClinux2.4.24發(fā)行版內(nèi)核基礎(chǔ)上針對(duì)S3C44B0X開發(fā)板進(jìn)行修改的重點(diǎn)內(nèi)容的逐一列舉。
Abstract:
Key words :

1.Bootloader

1.1Bootloader概述

Boot Loader

就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段程序。通過這段程序,我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖,從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài),以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。因此,正確建立uClinux的移植的前提條件是具備一個(gè)與uClinux配套、易于使用的

Bootloader。

ARMSYS開發(fā)板提供了這樣一個(gè)uClinux專用的Bootloader,該Bootloader程序燒錄在系統(tǒng)的地址0x0處,每次上電即運(yùn)行,能夠正確完成硬件系統(tǒng)的初始化和uClinux的引導(dǎo)。

理論上,uClinux引導(dǎo)時(shí)并非一定需要一個(gè)獨(dú)立于內(nèi)核的Bootloader。然而,將Bootloader與內(nèi)核分開設(shè)計(jì)能夠使軟件架構(gòu)更加清晰,也有助于靈活地支持多種引導(dǎo)方式,實(shí)現(xiàn)一些有用的輔助功能。

ARMSYS提供的Bootloader的主要任務(wù)可以概括如下:

1.硬件初始化;

2.從主機(jī)下載新的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)映像;

3.燒寫NorFlash和Nandflash;

4.加載uClinux 內(nèi)核映像并啟動(dòng)運(yùn)行;

5.提供串行超級(jí)終端上的人機(jī)操作界面。

1.2存儲(chǔ)空間分布

Bootloader采用默認(rèn)的存儲(chǔ)空間分布地址來加載uClinux內(nèi)核、文件系統(tǒng),并按照正確引導(dǎo)uClinux的運(yùn)行。在ARMSYS的Bootloader中,默認(rèn)的存儲(chǔ)空間分布如下表:

             內(nèi)容                      起始地址            

存儲(chǔ)介質(zhì)

Bootloader程序空間         0x00000000          

Flash

壓縮內(nèi)核映像                     0x00010000          

Flash

ROM文件系統(tǒng)映像               0x000e0000          

Flash

內(nèi)核運(yùn)行地址                     0x0c008000          

SDRAM

壓縮內(nèi)核解壓地址             0x0c100000          

SDRAM

文件系統(tǒng)加載                     0x0c700000           SDRAM

這個(gè)存儲(chǔ)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(guān)代碼來改變。

1.3Bootloader的工作

完整的Bootloader引導(dǎo)流程可描述如下:

硬件初始化階段一

◎ 硬件初始化

◎ 復(fù)制二級(jí)中斷異常矢量表

◎ 初始化各種處理器模式

◎ 復(fù)制RO和RW,清零ZI

(跳轉(zhuǎn)到C代碼入口函數(shù))

硬件初始化階段二

◎ 初始化本階段使用到的硬件設(shè)備;

◎ 建立人機(jī)界面

實(shí)現(xiàn)映像文件的下載和燒錄工具

◎ 實(shí)現(xiàn)映像文件的加載和運(yùn)行工具

下面對(duì)上述各步驟進(jìn)行逐一說明,并對(duì)與uClinux相關(guān)的內(nèi)容詳細(xì)加以說明。

1.3.1 硬件初始化

板子上電或復(fù)位后,程序從位于地址0x0的Reset Exception

Vector處開始執(zhí)行,因此需要在這里放置Bootloader的第一條指令:b

ResetHandler,跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)為ResetHandler處進(jìn)行第一階段的硬件初始化,主要內(nèi)容為:關(guān)Watchdog

Timer,關(guān)中斷,初始化PLL和時(shí)鐘,初始化存儲(chǔ)器控制器。比較重要的是PLL的輸出頻率要計(jì)算正確,ARMSYS中把它設(shè)置為64MHz;這實(shí)際上就是處理器的工作主頻,這個(gè)時(shí)間參數(shù)在第二階段計(jì)算SDRAM的刷新計(jì)數(shù)值和UART的波特率等參數(shù)時(shí)還要用到。

1.3.2建立二級(jí)異常中斷矢量表

   異常中斷矢量表(Exception Vector

Table)是Bootloader與uClinux內(nèi)核發(fā)生聯(lián)系關(guān)鍵的地方之一。即使uClinux內(nèi)核已經(jīng)得到處理器的控制權(quán)運(yùn)行,一旦發(fā)生中斷,處理器還是會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到從0x0地址開始的第一級(jí)異常中斷矢量表中的某個(gè)表項(xiàng)(依據(jù)于中斷類型)處讀取指令運(yùn)行。

在編寫 Bootloader時(shí),地址0x0處的一級(jí)異常中斷矢量表只需簡(jiǎn)單地包含向二級(jí)異常中斷矢量表的跳轉(zhuǎn)指令就可以。這樣,就能夠正確地將發(fā)生的事件交給

uClinux的中斷處理程序來處理。對(duì)于uClinux內(nèi)核,它在RAM空間中基地址為0xc000000處建立了自己的二級(jí)異常中斷矢量表,因此,

Bootloader的第一級(jí)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(zhí)行的全過程中都不必響應(yīng)中斷,那么上面的設(shè)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,那么Bootloader必須在同樣的地址(0xc000000)處配置自己的二級(jí)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(dǎo)過程中由Bootloader將其復(fù)制到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(jí)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(gòu)到SDRAM,這樣的好處就是可以在其它的功能程序內(nèi)對(duì)中斷處理程序的地址任意賦值。為此,我們?cè)?4b.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(yǔ)句:

   

pISR_EINT4567=(int)MEint4567Isr;

就能使中斷發(fā)生后正確跳轉(zhuǎn)到我們編寫的處理程序上。

1.3.3 初始化各種處理器模式

ARM7TDMI支持7種Operation

Mode:User,F(xiàn)IQ,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(tài)寄存器(SPSR)和堆棧指針(SP)。

1.3.4 復(fù)制RO和RW,清零ZI

一個(gè)ARM由RO,RW和ZI三個(gè)段組成,其中RO為代碼段,RW是已初始化的全局變量,ZI是未初始化的全局變量(對(duì)于GNU工具,對(duì)應(yīng)的概念是

TEXT,DATA和BSS)。Bootloader要將RW段復(fù)制到RAM中,并將ZI段清零。編譯器使用下列符號(hào)來記錄各段的起始和結(jié)束地址:

|Image$$RO$$Base| :RO段起始地址

|Image$$RO$$Limit|

:RO段結(jié)束地址加1

|Image$$RW$$Base| :RW段起始地址

|Image$$RW$$Limit|

:ZI段結(jié)束地址加1

|Image$$ZI$$Base| :ZI段起始地址

|Image$$ZI$$Limit| :ZI段結(jié)束地址加1

需要注意的是,這些標(biāo)號(hào)的值是根據(jù)鏈接器中設(shè)置的中ro-base和rw-base的設(shè)置來計(jì)算的,我們的Bootloader的對(duì)應(yīng)設(shè)置是:ro-base =

0xc000000, rw-base = 0xc5f0000。

完成這個(gè)步驟后,第一階段的硬件初始化就完成了。

    BL Main

跳轉(zhuǎn)到C語(yǔ)言程序,開始第二階段的初始化和系統(tǒng)引導(dǎo)。

1.3.5 C語(yǔ)言中的硬件初始化

繼續(xù)對(duì)硬件進(jìn)行初始化,主要包括對(duì)以下設(shè)備的初始化:GPIO,Cache,Interrupt Controller,Watchdog

Timer和UARTs。S3C44B0X處理器內(nèi)置data/instruction合一的8KB

Cache,且允許按地址范圍設(shè)置兩個(gè)Non-Cacheable區(qū)間。合理的配置是打開對(duì)RAM區(qū)間的Cache,關(guān)閉對(duì)其它地址區(qū)間(非存儲(chǔ)器設(shè)備, I/O設(shè)備

)的Cache。所有硬件初始化完畢之后,開中斷。

1.3.6 建立人機(jī)界面

引導(dǎo)過程的最后一步是在串行終端上建立人機(jī)界面,并等待用戶輸入命令。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(jìn)一步的命令。這里就不對(duì)此詳細(xì)討論了。

1.4加載uClinux內(nèi)核

ARMSYS

提供的Bootloader支持兩種uClinux啟動(dòng)運(yùn)行方式:直接從SDRAM中的內(nèi)核映像中運(yùn)行;從flash將壓縮格式的內(nèi)核映像加載到

SDRAM,再?gòu)腟DRAM運(yùn)行。前者需要利用Bootloader提供的對(duì)映像文件下載的工具;后者則需要利用Bootloader提供的

flash燒錄工具進(jìn)行燒錄,然后再加載運(yùn)行。

壓縮格式的uClinux內(nèi)核映像文件都是由開頭的一段自解壓代碼和后面的壓縮數(shù)據(jù)部分組成。對(duì)于Kernel而言,由于是以壓縮格式存放,因次只能以非XIP方式執(zhí)行。自解壓類型的uClinux

內(nèi)核映像文件首先存放在Flash Memory中,由Bootloader加載到SDRAM中的0xc100000地址處,然后將控制權(quán)交給它。可執(zhí)行的uClinux

Kernel將被解壓到最終的執(zhí)行空間,然后開始運(yùn)行。壓縮格式Image所占據(jù)的臨時(shí)SDRAM空間可在隨后由uClinux回收利用。

可以從flash拷貝到SDRAM解壓運(yùn)行,自然同樣也可以直接下載到SDRAM運(yùn)行。這對(duì)于調(diào)試內(nèi)核都是非常方便的。對(duì)于壓縮格式的內(nèi)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,并從該地址開始運(yùn)行(參考2.2節(jié))。

1.5調(diào)用Kernel

Bootloader調(diào)用uClinux 內(nèi)核的方法是直接跳轉(zhuǎn)到Kernel的第一條指令處。

采用C語(yǔ)句:((void

(*)(void))ram_addr)();

1.6工具

ARMSYS

的Bootloader在人機(jī)界面上提供了8個(gè)功能項(xiàng)目,其中包括支持從主機(jī)通過USB口下載文件到目標(biāo)板的SDRAM和Nandflash上;用

SDRAM中的數(shù)據(jù)燒寫Flash

Memory。由于USB口下載速度快,利用這些功能項(xiàng)能夠輕松地調(diào)試uClinux的內(nèi)核(具體使用方法參考《uClinux移植包在ARMSYS上的使用說明》一文)。

對(duì)uClinux專用Bootloader的介紹到此,下面開始對(duì)uClinux的內(nèi)核部分的移植進(jìn)行說明。

2.uClinux2.4.24內(nèi)核組成

◎arch:

arch目錄下有多個(gè)子目錄,它的每一個(gè)子目錄都代表內(nèi)核支持的一種CPU體系結(jié)構(gòu),每個(gè)子目錄中又進(jìn)一步分解為boot、mm、

kernel等子目錄,分別包含與系統(tǒng)引導(dǎo)、內(nèi)存管理、系統(tǒng)調(diào)用的進(jìn)入和返回、終端處理以及其它內(nèi)核中依賴于CPU和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的底層代碼。與ARM處理器(不帶有MMU)相關(guān)的代碼放在目錄arch/armnommu下,與S3C44B0X相關(guān)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。與平臺(tái)無關(guān)的頭文件在

include/linux子目錄下,與ARM處理器(不帶MMU)相關(guān)的頭文件在include/asm-armnommu子目錄下,與

S3C44B0X相關(guān)的代碼在include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X目錄下;

init:這個(gè)目錄包含核心的初始化代碼(注意:不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼),包含兩個(gè)文件main.c和Version.c,這是研究核心如何工作的一個(gè)非常好的起點(diǎn)。

kernel:主要的核心代碼,此目錄下的文件實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)linux系統(tǒng)的內(nèi)核函數(shù),其中最重要的文件當(dāng)屬sched.c;同樣,和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼在arch/*/kernel中;

drivers: 放置系統(tǒng)所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序;每種驅(qū)動(dòng)程序又各占用一個(gè)子目錄:如,/block 下為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,比如ide(ide.c)。

其他:例如mm ,這個(gè)目錄包括所有獨(dú)立于處理器體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)存管理代碼,如頁(yè)式存儲(chǔ)管理內(nèi)存的分配和釋放等;lib放置核心的庫(kù)代碼;net,核心與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼;

ipc,這個(gè)目錄包含核心的進(jìn)程間通訊的代碼;fs,所有的文件系統(tǒng)代碼和各種類型的文件操作代碼,它的每一個(gè)子目錄支持一個(gè)文件系統(tǒng),例如fat和

ext2;Scripts,此目錄包含用于配置核心的腳本文件等。

Linux Kernel Tree List

一般在每個(gè)目錄下,都有一個(gè).depend 文件和一個(gè) Makefile

文件,這兩個(gè)文件都是編譯時(shí)使用的輔助文件,仔細(xì)閱讀這兩個(gè)文件對(duì)弄清各個(gè)文件這間的聯(lián)系和依托關(guān)系很有幫助;而且,在有的目錄下還有Readme

文件,它是對(duì)該目錄下的文件的一些說明,同樣有利于我們對(duì)內(nèi)核源碼的理解。

uClinux-dist-20040408發(fā)行包中的內(nèi)核對(duì)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(xiàng)中選中44B0X目標(biāo)板后,直接編譯它來得到一個(gè)很好地支持44B0X開發(fā)板的內(nèi)核映像,我們必須為內(nèi)核打上補(bǔ)丁。針對(duì)ARMSYS

的補(bǔ)丁文件可以在http://www.hzlitai.com.cn/download/default.asp地址處下載得到。這款補(bǔ)丁是眾多愛好

uClinux和44B0X處理器的網(wǎng)友們共同完成的。下一節(jié)我們就對(duì)這個(gè)補(bǔ)丁中的主要修改項(xiàng)目進(jìn)行介紹和分析,從中了解uClinux移植中的要點(diǎn)。

3.移植項(xiàng)目及說明

3.1壓縮內(nèi)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(nèi)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(nèi)核解壓后代碼輸出起始地址。

3.2處理器配置選項(xiàng)的修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/config.in

修改內(nèi)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(duì)ARM處理器主頻的定義:

define_int

CONFIG_ARM_CLK 64000000

修改了存儲(chǔ)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

3.3內(nèi)核起始地址的修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/Makefile

修改內(nèi)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(nèi)核的起始地址,通常取值:DRAM_BASE+0x8000。

3.4ROM文件系統(tǒng)的定位修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/drivers/block/blkmem.c

修改內(nèi)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。

3.5修改存儲(chǔ)空間配置

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/memory.h

修改內(nèi)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(gè)bank的起始地址。

3.6初始化節(jié)拍定時(shí)器

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X/time.h

修改內(nèi)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:這里,uClinux使用了S3C44B0X的內(nèi)部定時(shí)器5,并利用定時(shí)器5的中斷來產(chǎn)生節(jié)拍。

3.7定義二級(jí)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(nèi)容:

+#ifdef

CONFIG_BOARD_MBA44

+#undef vectors_base()

+#define vectors_base()

(DRAM_BASE)

+#endif

說明:vectors_base()定義了二級(jí)異常中斷矢量表的起始地址,這個(gè)地址與Bootloader中的_IRQ_BASEADDRESS相對(duì)應(yīng)。

3.8定義CPU體系結(jié)構(gòu)和交叉編譯器

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/Makefile

修改內(nèi)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:這里定義了CPU體系結(jié)構(gòu):ARCH :=

armnommu和對(duì)應(yīng)的交叉編譯器名稱:CROSS_COMPILE = arm-elf-。

3.9以太網(wǎng)卡寄存器地址的偏移量修改

這里針對(duì)ARMSYS的硬件結(jié)構(gòu),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(nèi)容:#define

ETH_ADDR_SFT 8

說明:訪問RTL8019內(nèi)部寄存器地址的偏移量。

3.10以太網(wǎng)設(shè)備基地址修改

修改文件:uClinux-dist/linux-2.4.x/driver/net/ne.c

修改內(nèi)容:dev->base_addr =

base_addr = 0x08000000;

說明:修改了以太網(wǎng)設(shè)備的基地址。

4.移植的步驟

4.1解壓uClinux-dist發(fā)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(nèi)核版本是Linux

2.4.24。

以下工作在裝有Linux操作系統(tǒng)(例如RedHat9.0)的PC機(jī)上進(jìn)行。

將uClinux-dist-20040408.tar.gz拷貝到/home/下(或者其它目錄都可以),運(yùn)行解壓命令:

tar xvzf uClinux-ARMSYS-20040801.tar.gz

解壓結(jié)束后會(huì)在/home/下生成uClinux-dist目錄。

4.2安裝補(bǔ)丁

到以下地址下載補(bǔ)丁文件:

http://www.hzlitai.com.cn/download/uClinux-20040408-ARMSYS.rar

解壓后產(chǎn)生patch文件,安裝patch文件:

patch –p1 < uClinux-20040408-ARMSYS.patch

安裝過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤信息,可以手動(dòng)地按照patch文件的內(nèi)容在指定的文件處進(jìn)行修改一下。

5.配置與編譯

5.1安裝編譯環(huán)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(yùn)行安裝:

sh arm-elf-tools-20030314.sh

5.2內(nèi)核配置

下面就可以開始配置uClinux的內(nèi)核和用戶選項(xiàng)了。打開終端。

# cd /home/uClinux-dist

# make

menuconfig

進(jìn)入uClinux配置(uClinux v3.1.0 Configuration),選中“Kernel/Library/Defaults

Selectionà”敲空格進(jìn)入。其中有兩個(gè)選項(xiàng):定制內(nèi)核設(shè)置和定制用戶選項(xiàng)設(shè)置:

[*] Customize Kernel Settings

[

] Customize Vendor/User Settings

選中定制內(nèi)核設(shè)置選項(xiàng),按下ESC鍵退出,在詢問是否保存時(shí),選擇Yes并回車。

終端將首先進(jìn)入內(nèi)核配置選單。我們?cè)谂渲胾Clinux內(nèi)核時(shí),就可以通過對(duì)這些選項(xiàng)的選擇和取消選擇來設(shè)定內(nèi)核所具有的功能項(xiàng)。這也是裁減uClinux內(nèi)核的基本方法。

每個(gè)選項(xiàng)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)宏定義,make

menuconfig執(zhí)行結(jié)束后,自動(dòng)將配置結(jié)果保存為.config文件,將前一次的配置結(jié)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(nèi)核配置文件(其中包括對(duì)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的配置),讀者可對(duì)照進(jìn)行配置。

5.3交叉編譯

按下面的步驟對(duì)uClinux源碼包進(jìn)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(shí),在make

lib_only到make這5步編譯過程中很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤,無法繼續(xù)下去。如果產(chǎn)生了錯(cuò)誤,可以嘗試根據(jù)報(bào)告的錯(cuò)誤內(nèi)容修改一下源程序,這一過程將有助于你熟悉uClinux內(nèi)核源程序的結(jié)構(gòu),或者可以跟我們聯(lián)系

Support@hzlitai.com.cn

。

交叉編譯成功后,在 uClinux-dist/目錄下產(chǎn)生images目錄,其中包含的3個(gè)文件:image.ram,

image.rom和romfs.img就是我們可以使用的二進(jìn)制文件。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(jìn)制文件,并啟動(dòng)運(yùn)行uClinux。

6.啟動(dòng)信息

正確啟動(dòng)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(xiàn)以上信息后,可以嘗試從鍵盤輸入ls、ping命令,來查看系統(tǒng)的運(yùn)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(gè)簡(jiǎn)單的Helloworld應(yīng)用程序,看是否能夠正確運(yùn)行。
 

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