嵌入式linux系统的构建.docx
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嵌入式linux系统的构建
嵌
入
式
Linux
系
统
的
构
建
姓名：
郝春玲
学号：
541013090210
专业：
嵌入式
班级：
10级-02班
院系：
计算机与通信工程学院
嵌入式Linux系统构建
嵌入式Linux系统的构建可分为：
Bootloader、内核、文件系统等内容。
其中我们可以有下图（a）嵌入式Linux系统中的典型分区结构做一更清楚的认识：
BootloaderRootfilesystem
Kernel
Bootparameters
图（a）
下面对嵌入式Linux系统的几个主要部分做一下详细的介绍：
1：
Bootloader
U-Boot,全称为UniversaiBootLoader，即通用Bootloader，是遵循GPL条款的开发源代码项目。
简单的说，BootLoader就是在操作系统运行之前的运行的一段小程序。
通过这段小程序，可以初始化硬件设备，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统做好准备。
BootLoader的实现非常依赖于具体硬件，在嵌入式系统中硬件配置千差万别，即使是相同的CPU，它的外设也可能不同，所以不可能有一个BootLoader支持所有的CPU、所有的电路板。
即使是支持CPU架构比较多的U-Boot，也不是一拿来就可以使用的，需要进行一些移植。
在嵌入式系统中，通常没有像BIOS那样的固件程序，因此整个系统的加载启动任务完全由BootLoader来完成。
（1）Bootloader可以分为两种操作模式：
启动加载模式和下载模式。
1>启动加载模式:
启动模式上电后，BootLoader从板上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程并没有用户的介入。
2>下载模式:
在下载模式下，开发人员可以使用各种命令，通过串口连接或网络连接等通信手段从主机下载文件，将它们直接放在内存运行或是烧入Flash类固态存储设备中。
（2）Bootloader的启动过程可以分为单阶段，多阶段两种。
这两阶段完成的功能如下所示：
Bootloader第一阶段的功能：
1>硬件设备初始化;
2>为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间;
3>复制Bootloader的第二阶段代码到RAM空间中;
4>设置好栈;
5>跳转到第二阶段代码的C入口点;
Bootloader第二阶段的功能：
1>初始化本阶段要使用到的硬件设备;
2>检测系统内存映射;（检测内存映射，就是确定板上使用了多少内容、它们的地址空间是什么。
）
3>将内核映像和根文件系统映像上读到RAM空间中;
4>为内核设置启动参数;
5>调用内核;（不过在调用内核之前，需要满足下列条件：
CPU寄存器的设置；CPU工作模式；Cache和MMU的设置）
注：
通常多阶段的Bootloader能提供更为复杂的功能以及更好的可移植性,从固态存储设备上启动的Bootloader大多都是两阶段的启动过程。
（3）Bootloader与内核的交互
Bootloader与内核的交互是单向的，Bootloader将各类参数传给内核。
由于它们不能同时运行，传递办法只有一个：
Bootloader将参数放在某个约定的地方之后，再启动内核，内核启动后从这个地方获取参数。
（4）U-Boot的配置、编译、连接过程
根据顶层Readme文件的说明，可以知道如果要使用开发板board/，就先执行“make_config”命令进行配置，然后执行“makeall”，就可以生成如下3个文件：
1>U-Boot.bin：
二进制可执行文件，它就是可以直接烧入ROM、NORFlash的文件。
2>U-Boot：
ELF格式的可执行文件。
3>U-Boot.srec：
MotorolaS-Record格式的可执行文件。
（5）U-Boot的启动过程源码分析
1）U-Boot第一阶段代码分析
1>硬件设备初始化。
2>为加载Bootloader的第二阶段代码准备RAM空间。
3>复制Bbootloader的第二阶段代码到RAM空间中。
4>设置好栈。
5>跳转到第二阶段代码的C入口点。
2）U-Boot第二阶段代码分析
1>初始化本阶段要使用到的硬件设备。
2>检测系统内存映射。
3>U-Boot命令的格式
4>为内核设置启动参数。
注：
移植U-Boot的主要工作在于对硬件的初始化、驱动，所以重点应放在硬件的操作上。
（6）U-Boot的移植
1>BANK0外接容量为1MB，位宽为8的NORFlash芯片AM29LV800.
2>BANK3外接10M网卡芯片CS8900，位宽为16.
3>BANK6外接两片容量为32MB、位宽为16的SDRAM芯片K4S561632，组成容量为64MB、位宽位32的内存。
4>通过NANDFlash控制器外接容量为64MB，位宽位8的NANDFlash芯片K9S1208.（7）使用U-Boot来执行程序
但如果使用U-Boot来烧写NANDFlash，效率会高很多。
烧写二进制文件到NANDFlash中所使用的命令与烧写内核映像文件ulmagede过程类似，只是不需要将二进制文件制作成U-Boot格式。
2：
内核
Linux内核的版本号可以从源代码的顶层目录下的Makefile中查到，在此主要了解内核的结构，LinuxMakefile分析和根文件系统的一些基础概念：
（1）内核的结构：
Linux内核文件数目将近2万，除去其他构架CPU的相关文件，支持S3C2410、S3C2440这两款芯片的完整内核文件有1万多个。
这些文件组织结构并不复杂，他们分别位于顶层目录下的17个子目录，各个目录功能独立；
（2）LinuxMakefile分析：
makefilede可以决定编译那些文件、怎样编译文件、怎样连接文件；
（3）根文件系统：
嵌入式Linux中都需要构建根文件系统，构建根文件系统的规则在FHS（FilesystemHierarchyStandard）文档中。
Linux的根文件系统以树型结构组织，包含内核和系统管理所需要的各种文件和程序，一般说来根目录"/"下的顶层目录都有一些比较固定命名和用途。
下表出了一个Linux根文件系统中的比较常见的目录结构：
3：
根文件系统的制作
（1）进入到/opt/studyarm目录，新建建立根文件系统目录的脚本文create_rootfs_bash，使用命令chmod+xcreate_rootfs_bash改变文件的可执行限，./create_rootfs_bash运行脚本，就完成了根文件系统目录的创建。
create_rootfs_bash的内容如下：
#!
/bin/sh
echo"------Createrootfsdirectonsstart...--------"
mkdirrootfs
cdrootfs
echo"--------Createroot,dev....----------"
mkdirrootdevetcboottmpvarsysproclibmnthome
mkdiretc/init.detc/rc.detc/sysconfig
mkdirusr/sbinusr/binusr/libusr/modules
echo"makenodeindev/consoledev/null"
mknod-m600dev/consolec51
mknod-m600dev/nullc13
mkdirmnt/etcmnt/jffs2mnt/yaffsmnt/datamnt/temp
mkdirvar/libvar/lockvar/runvar/tmp
chmod1777tmp
chmod1777var/tmp
echo"-------makedirectiondone---------"
（2）建立动态链接库：
动态链接库直接用友善之臂的，先解压友善之臂的根文件包，拷贝lib的内容到新建的根文件目录lib内。
（3）修改busybox目录下的Makefile文件
CROSS_COMPILE?
=arm-linux-//第164行
ARCH?
=arm//第189
输入makemenuconfig行编译界面如下：
关于它的busybox的配置我们可以使用如下的配置
（1）、BusyboxSettings--->
GeneralConfiguration--->
[*]Showverboseappletusagemessages
[*]Storeappletusagemessagesincompressedform
[*]Support–install[-s]toinstallappletlinksatruntime
[*]Enablelocalesupport（systemneedslocaleforthistowork）
[*]Supportfor–long-options
[*]Usethedevptsfilesystemforunix98PTYs
[*]Supportwritingpidfiles
[*]RuntimeSUID/SGIDconfigurationvia/etc/busybox.config
[*]Suppresswarningmessageif/etc/busybox.confisnotreadable
BuildOptions--->
[*]BuildBusyBoxasastaticbinary（nosharedlibs）
[*]BuildwithLargeFileSupport（foraccessingfiles>2GB）
InstallationOptions->
[]Don’tuse/usr
Appletslinks（assoft-links）--->
（./_install）BusyBoxinstallationprefix
BusyboxLibraryTuning--->
（6）Minimumpasswordlegth
（2）MD5:
TradeBytesforSpeed
[*]Fsater/procscanningcode（+100bytes）
[*]Commandlineediting
（1024）Maximumlengthofinput
[*]vi-stylelineeditingcommands
（15）Historysize
[*]Historysaving
[*]Tabcompletion
[*]Fancyshellprompts
（4）Copybuffersize,inkilobytes
[*]Useioctlnamesratherthanhexvaluesinerrormessages
[*]SupportinfinibandHW
（2）、LinuxModuleUtilities--->
（/lib/modules）Defaultdirectorycontainingmodules
（modules.dep）Defaultnameofmodules.dep
[*]insmod
[*]rmmod
[*]lsmod
[*]modprobe
-----optionscommontomultiplemodutils
[]supportversion2.2/2.4Linuxkernels
[*]Supporttaintedmodulecheckingwithnewkernels
[*]Supportformodule.aliasesfile
[*]supportformodules.symbolsfile
（4）建立etc目录下的配置文件
a、etc/mdev.conf文件，内容为空。
b、拷贝主机etc目录下的passwd、group、shadow文件到rootfs/etc目录下。
c、etc/sysconfig目录下新建文件HOSTNAME，内容为”H3-Studio”。
d、etc/inittab文件：
#etc/inittab
:
:
sysinit:
/etc/init.d/rcS
s3c2410_serial0:
:
askfirst:
-/bin/sh
:
:
ctrlaltdel:
/sbin/reboot
:
:
shutdown:
/bin/umount-a–r
e、etc/init.d/rcS文件：
#!
/bin/sh
PATH=/sbin:
/bin:
/usr/sbin:
/usr/bin
runlevel=S
prevlevel=N
umask022
exportPATHrunlevelprevlevel
echo"----------muntall----------------"
mount-a
echo/sbin/mdev>/proc/sys/kernel/hotplug
mdev-s
echo"***********************************************"
echo"****************StudyingARM*********************"
echo"Kernelversion:
linux-2.6.29.1"
echo"Student:
Huanghuahai"
echo"Date:
2009.10.1"
echo"***********************************************"
/bin/hostname-F/etc/sysconfig/HOSTNAME
Chmod+xrcS
f、etc/fstab文件：
#devicemount-pointtypeoptiondumpfsckorder
proc/procprocdefaults00
none/tmpramfsdefaults00
sysfs/syssysfsdefaults00
mdev/devramfsdefaults00
g、etc/profile文件：
#Ashprofile
#vim:
syntax=sh
#Nocorefilebydefaults
#ulimit-S-c0>/dev/null2>&1
USER="id-un"
LOGNAME=$USER
PS1='[\u@\h=W]#'
PATH=$PATH
HOSTNAME='/bin/hostname'
exportUSERLOGNAMEPS1PATH
（5）使用以下命令安装好yaffs文件系统制作工具：
tar–zxvfmkyaffs2image.tgz–C/
在/opt/studyarm目录下，使用命令mkyaffs2imagerootfsrootfs.img生成根文件系统映像文件。
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