Arm linux 内核移植及系统初始化过程分析.docx

1、Arm linux 内核移植及系统初始化过程分析第四届云计算大会门票抢购：史上最低价，每日限5张！ 【分享季1】：网友推荐130个经典资源，分享再赠分！Arm linux 内核移植及系统初始化过程分析 分类： Linux2011-03-25 14:48282人阅读评论(0)收藏举报=浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程（一） =学习嵌入式ARM linux，主要想必三个方向发展：1、嵌入式linux应用软件开发2、linux内核的剪裁和移植3、嵌入式linux底层驱动的开发本文就Arm linux 内核移植及系统初始化过程进行分析：咨询QQ：313807838主要介绍内核移植

2、过程中涉及文件的分布及其用途，以及简单介绍系统的初始化过程。整个arm linux内核的启动可分为三个阶段：第一阶段主要是进行cpu和体系结构的检查、cpu本身的初始化以及页表的建立等；第二阶段主要是对系统中的一些基础设施进行初始化；最后则是更高层次的初始化，如根设备和外部设备的初始化。了解系统的初始化过程，有益于更好地移植内核。1. 内核移植2. 涉及文件分布介绍2.1. 内核移植2.2. 涉及的头文件/linux-2.6.18.8/includerootlocalhost include# tree -L 1.|- Kbuild|- acpi|- asm - asm-arm|- asm-a

3、lpha|- asm-arm -(1)|- asm-sparc|- asm-sparc64|- config|- keys|- linux -(2)|- math-emu|- media|- mtd|- net|- pcmcia|- rdma|- rxrpc|- scsi|- sound- video内核移植过程中涉及到的头文件包括处理器相关的头文件(1)和处理器无关的头文件(2)。2.3. 内核移植2.4. 涉及的源文件/linux-2.6.18.8/arch/armrootlocalhost arm# tree -L 1.|- Kconfig|- Kconfig-nommu|- Kconf

4、ig.debug|- Makefile|- boot -(2)|- common|- configs|- kernel -(3)|- lib|- mach-at91rm9200|- mach-omap1|- mach-omap2|- mach-realview|- mach-rpc|- mach-s3c2410 -(4)|- mach-sa1100|- mach-versatile|- mm -(5)|- nwfpe|- oprofile|- plat-omap|- tools -(1)- vfp(1)/linux-2.6.18.8/arch/arm/toolsrootlocalhost to

5、ols# tree -L 1.|- Makefile|- gen-mach-types- mach-typesMach-types 文件定义了不同系统平台的系统平台号。移植linux内核到新的平台上需要对新的平台登记系统平台号。Mach-types文件格式如下：# machine_is_xxx CONFIG_xxxx MACH_TYPE_xxx numbers3c2410 ARCH_S3C2410 S3C2410 182smdk2410 ARCH_SMDK2410 SMDK2410 193之所以需要这些信息，是因为脚本文件linux/arch/arm/tools/gen-mach-types需

6、要linux/arch/tools/mach-types来产生linux/include/asm-arm/mach-types.h文件，该文件中设置了一些宏定义，需要这些宏定义来为目标系统选择合适的代码。(2)linux-2.6.18.8/arch/arm/boot/compressedrootlocalhost compressed# tree -L 1.|- Makefile|- Makefile.debug|- big-endian.S|- head-at91rm9200.S2 浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程|- head.S|- ll_char_wr.S|- m

7、isc.c|- ofw-shark.c|- piggy.S- vmlinux.lds.inHead.s 是内核映像的入口代码，是自引导程序。自引导程序包含一些初始化程序，这些程序都是体系结构相关的。在对系统作完初始化设置工作后，调用misc.c文件中的decompress_kernel()函数解压缩内核映像到指定的位置，然后跳转到kernel的入口地址。Vmlinux.lds.in用来生成内核映像的内存配置文件。(3)linux-2.6.18.8/arch/arm/kernelrootlocalhost kernel# tree -L 1.|- Makefile|- apm.c|- armks

8、yms.c|- arthur.c|- asm-offsets.c|- bios32.c|- calls.S|- dma.c|- ecard.c|- entry-armv.S|- entry-common.S|- entry-header.S|- fiq.c|- head-common.S|- head-nommu.S|- head.S|- init_task.c|- io.c|- irq.c|- isa.c|- module.c|- process.c|- ptrace.c|- ptrace.h|- semaphore.c|- setup.c|- smp.c|- sys_arm.c|- tim

9、e.c|- traps.c- vmlinux.lds.S内核入口处也是由一段汇编语言实现的，由head.s和head-common.s两个文件组成。Head.s 是内核的入口文件， 在head.s的末尾处 i nclude head-common.S。 经过一系列的初始化后，跳转到linux-2.6.18.8/init/main.c中的start_kernel()函数中，开始内核的基本初始化过程。/linux-2.6.18.8/initrootlocalhost init# tree.|- Kconfig|- Makefile|- calibrate.c|- do_mounts.c|- do_

10、mounts.h|- do_mounts_initrd.c|- do_mounts_md.c|- do_mounts_rd.c|- initramfs.c|- main.c- version.c(4)/linux-2.6.18.8/arch/arm/mach-s3c2410rootlocalhost mach-s3c2410# tree -L 1.|- Kconfig|- Makefile|- Makefile.boot|- bast-irq.c|- bast.h|- clock.c|- clock.h|- common-smdk.c|- common-smdk.h|- cpu.c|- cpu

11、.h|- devs.c|- devs.h|- dma.c|- gpio.c|- irq.c|- irq.h|- mach-anubis.c|- mach-smdk2410.c|- pm-simtec.c|- pm.c|- pm.h|- s3c2400-gpio.c|- s3c2400.h|- s3c2410-clock.c|- s3c2410-gpio.c|- s3c2410.c|- s3c2410.h|- sleep.S|- time.c|- usb-simtec.c- usb-simtec.h这个目录中的文件都是板级相关的，其中比较重要是如下几个：linux/arch/arm/mach-s

12、3c2410/cpu.c linux/arch/arm/mach-s3c2410/common-smdk.clinux/arch/arm/mach-s3c2410/devs.clinux/arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.clinux/arch/arm/mach-s3c2410/Makefile.bootlinux/arch/arm/mach-s3c2410/s3c2410.c3. 处理器和设备4. 这里主要介绍处理器和设备的描述和操作过程。设备描述在linux/arch/arm/mach-s3c2410/devs.c和linux/arch/arm/mac

13、h-s3c2410/common-smdk.c中实现。最后以nand flash为例具体介绍。=浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程（二） =3 浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程。咨询QQ:3138078384.1. 处理器、设备4.2. 描述设备描述主要两个结构体完成：struct resource和struct platform_device。先来看看着两个结构体的定义：struct resource resource_size_t start;resource_size_t end;const char *name;unsigned long fl

14、ags;struct resource *parent, *sibling, *child;Resource结构体主要是描述了设备在系统中的起止地址、名称、标志以及为了链式描述方便指向本结构体类型的指针。Resource定义的实例将被添加到platform_device结构体对象中去。struct platform_device const char * name;u32 id;struct device dev;u32 num_resources;struct resource * resource;Platform_device结构体包括结构体的名称、ID号、平台相关的信息、设备的数目以及

15、上面定义的resource信息。Platform_device结构对象将被直接通过设备操作函数注册导系统中去。具体注册和注销过程在下一节介绍。4.3. 处理器、设备4.4. 操作(1) int platform_device_register(struct platform_device * pdev)； 注册设备(2) void platform_device_unregister(struct platform_device * pdev)； 注销设备(3) int platform_add_devices(struct platform_device *devs, int num)；添加

16、设备，通过调用上面两个函数实现。4.5. 添加Nand flash设备4.6. 下面以nand flash 设备的描述为例，具体介绍下设备的描述和注册过程。/ resource结构体实例s3c_nand_resource 对nand flash 控制器描述，包括控制器的起止地址和标志。static struct resource s3c_nand_resource = 0 = .start = S3C2410_PA_NAND,.end = S3C2410_PA_NAND + S3C24XX_SZ_NAND - 1,.flags = IORESOURCE_MEM,;/platform_devic

17、e结构体实例s3c_device_nand定义了设备的名称、ID号并把resource对象作为其成员之一。struct platform_device s3c_device_nand = .name = s3c2410-nand,.id = -1,.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_nand_resource),.resource = s3c_nand_resource,;/ nand flash 的分区情况，由mtd_partition结构体定义。static struct mtd_partition smdk_default_nand_part = 0 = .n

18、ame = Boot Agent,.size = SZ_16K,.offset = 0,1 = .name = S3C2410 flash partition 1,.offset = 0,.size = SZ_2M,2 = .name = S3C2410 flash partition 2,.offset = SZ_4M,.size = SZ_4M,3 = .name = S3C2410 flash partition 3,.offset = SZ_8M,.size = SZ_2M,4 = .name = S3C2410 flash partition 4,=浅谈分析Arm linux 内核移

19、植及系统初始化的过程(三） =4、浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程 QQ：313807838.offset = SZ_1M * 10,.size = SZ_4M,5 = .name = S3C2410 flash partition 5,.offset = SZ_1M * 14,.size = SZ_1M * 10,6 = .name = S3C2410 flash partition 6,.offset = SZ_1M * 24,.size = SZ_1M * 24,7 = .name = S3C2410 flash partition 7,.offset = SZ_1

20、M * 48,.size = SZ_16M,;static struct s3c2410_nand_set smdk_nand_sets = 0 = .name = NAND,.nr_chips = 1,.nr_partitions = ARRAY_SIZE(smdk_default_nand_part),.partitions = smdk_default_nand_part,;/* choose a set of timings which should suit most 512Mbit* chips and beyond.*/static struct s3c2410_platform

21、_nand smdk_nand_info = .tacls = 20,.twrph0 = 60,.twrph1 = 20,.nr_sets = ARRAY_SIZE(smdk_nand_sets),.sets = smdk_nand_sets,;/* devices we initialise */ 最后将nand flash 设备加入到系统即将注册的设备集合中。 static struct platform_device _initdata *smdk_devs = &s3c_device_nand,&smdk_led4,&smdk_led5,&smdk_led6,&smdk_led7,;然

22、后通过smdk_machine_init()函数，调用设备添加函数platform_add_devices(smdk_devs, ARRAY_SIZE(smdk_devs) 完成设备的注册。具体过程参见系统初始化的相关部分。5. 系统初始化5.1. 系统初始化的主干线Start_kernel() setup_arch() reset_init() kernel_thread(init ) init() do_basic_setup() driver_init() do_initcall()Start_kernel()函数负责初始化内核各个子系统，最后调用reset_init()，启动一个叫做i

23、nit的内核线程，继续初始化。Start_kernel()函数在init/main.c中实现。asmlinkage void _init start_kernel(void)char * command_line;extern struct kernel_param _start_param, _stop_param;smp_setup_processor_id();/* Need to run as early as possible, to initialize the* lockdep hash:*/lockdep_init();local_irq_disable();early_boo

24、t_irqs_off();early_init_irq_lock_class();/* Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then* enable them*/lock_kernel();boot_cpu_init();page_address_init();printk(KERN_NOTICE);printk(linux_banner);setup_arch(&command_line); /setup processor and machine and destinate some pointers for do_ini

25、tcalls() s 5、浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程 咨询QQ:313807838/ for example init_machine pointer is initialized with smdk_machine_init() , and /init_machine() is called by customize_machine(), and the is processed by /arch_initcall(fn). Therefore smdk_machine_init() is issured. by edwinsetup_per_cpu_areas(

26、);smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */* Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the* timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()* time - but meanwhile we still have a ing scheduler.*/sched_init();/* Disable preemption - early bootup schedulin

27、g is extremely* fragile until we cpu_idle() for the first time.*/preempt_disable();build_all_zonelists();page_alloc_init();printk(KERN_NOTICE Kernel command line: %s/n, saved_command_line);parse_early_param();parse_args(Booting kernel, command_line, _start_param,_stop_param - _start_param,&unknown_bootoption);sort_main_extable();unwind_init();trap_init();rcu_init();init_IRQ();pidhash_init();init_timers();hrtimers_init();softirq_init(