ARM開發(fā)板上uClinux內(nèi)核移植

簡述：針對“如何在以S3C44B0X為核心的ARMSYS開發(fā)板上建立uClinux內(nèi)核移植”的一個總結，其內(nèi)容包括對Bootloader的功能分析和uClinux2.4.24發(fā)行版內(nèi)核基礎上針對S3C44B0X開發(fā)板進行修改的重點內(nèi)容的逐一列舉。

2．Bootloader

2．1Bootloader概述

Boot Loader

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

Bootloader。

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

理論上，uClinux引導時并非一定需要一個獨立于內(nèi)核的Bootloader。然而，將Bootloader與內(nèi)核分開設計能夠使軟件架構更加清晰，也有助于靈活地支持多種引導方式，實現(xiàn)一些有用的輔助功能。

ARMSYS提供的Bootloader的主要任務可以概括如下：

? 1．硬件初始化；

? 2．從主機下載新的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)映像；

3．燒寫NorFlash和Nandflash；

? 4．加載uClinux 內(nèi)核映像并啟動運行；

? 5．提供串行超級終端上的人機操作界面。

2．2存儲空間分布

Bootloader采用默認的存儲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uClinux的運行。在ARMSYS的Bootloader中，默認的存儲空間分布如下表：

???????????? 內(nèi)容????????????????????? 起始地址????????????

存儲介質(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

這個存儲空間的分配方式也不是固定不變的，可以通過修改Bootloader中的相關代碼來改變。

2．3Bootloader的工作

完整的Bootloader引導流程可描述如下：

硬件初始化階段一

◎ 硬件初始化

◎ 復制二級中斷異常矢量表

◎ 初始化各種處理器模式

◎ 復制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備；

◎ 建立人機界面

◎

實現(xiàn)映像文件的下載和燒錄工具

◎ 實現(xiàn)映像文件的加載和運行工具

下面對上述各步驟進行逐一說明，并對與uClinux相關的內(nèi)容詳細加以說明。

2．3．1 硬件初始化

板子上電或復位后，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)到標號為ResetHandler處進行第一階段的硬件初始化，主要內(nèi)容為：關Watchdog

Timer，關中斷，初始化PLL和時鐘，初始化存儲器控制器。比較重要的是PLL的輸出頻率要計算正確，ARMSYS中把它設置為64MHz；這實際上就是處理器的工作主頻，這個時間參數(shù)在第二階段計算SDRAM的刷新計數(shù)值和UART的波特率等參數(shù)時還要用到。

2．3．2建立二級異常中斷矢量表

?? 異常中斷矢量表（Exception Vector

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

在編寫 Bootloader時，地址0x0處的一級異常中斷矢量表只需簡單地包含向二級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異常中斷矢量表，因此，

Bootloader的第一級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中斷，那么上面的設置已能滿足要求。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，引導過程中由Bootloader將其復制到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到SDRAM，這樣的好處就是可以在其它的功能程序內(nèi)對中斷處理程序的地址任意賦值。為此，我們在44b.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。

2．3．3 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)。

2．3．4 復制RO和RW，清零ZI

一個ARM由RO，RW和ZI三個段組成，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(對于GNU工具，對應的概念是

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

|Image$$RO$$Base| ：RO段起始地址

|Image$$RO$$Limit|

：RO段結束地址加1

|Image$$RW$$Base| ：RW段起始地址

|Image$$RW$$Limit|

：ZI段結束地址加1

|Image$$ZI$$Base| ：ZI段起始地址

|Image$$ZI$$Limit| ：ZI段結束地址加1

需要注意的是，這些標號的值是根據(jù)鏈接器中設置的中ro-base和rw-base的設置來計算的，我們的Bootloader的對應設置是：ro-base =

0xc000000, rw-base = 0xc5f0000。

完成這個步驟后，第一階段的硬件初始化就完成了。

??? BL Main

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

2．3．5 C語言中的硬件初始化

繼續(xù)對硬件進行初始化，主要包括對以下設備的初始化：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置兩個Non-Cacheable區(qū)間。合理的配置是打開對RAM區(qū)間的Cache，關閉對其它地址區(qū)間(非存儲器設備， I/O設備

)的Cache。所有硬件初始化完畢之后，開中斷。

2．3．6 建立人機界面

引導過程的最后一步是在串行終端上建立人機界面，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，等待用戶進一步的命令。這里就不對此詳細討論了。

2．4加載uClinux內(nèi)核

ARMSYS

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

SDRAM，再從SDRAM運行。前者需要利用Bootloader提供的對映像文件下載的工具；后者則需要利用Bootloader提供的

flash燒錄工具進行燒錄，然后再加載運行。

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，然后開始運行。壓縮格式Image所占據(jù)的臨時SDRAM空間可在隨后由uClinux回收利用。

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

2．5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語句：((void

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

2．6工具

ARMSYS

的Bootloader在人機界面上提供了8個功能項目，其中包括支持從主機通過USB口下載文件到目標板的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uClinux專用Bootloader的介紹到此，下面開始對uClinux的內(nèi)核部分的移植進行說明。

3．uClinux2.4.24內(nèi)核組成

◎arch：

arch目錄下有多個子目錄，它的每一個子目錄都代表內(nèi)核支持的一種CPU體系結構，每個子目錄中又進一步分解為boot、mm、

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

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

S3C44B0X相關的代碼在include/asm-armnommu/arch-S3C44B0X目錄下；

◎

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

◎

kernel：主要的核心代碼，此目錄下的文件實現(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屬sched.c；同樣，和體系結構相關的代碼在arch/*/kernel中；

◎

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

◎

其他：例如mm ，這個目錄包括所有獨立于處理器體系結構的內(nèi)存管理代碼，如頁式存儲管理內(nèi)存的分配和釋放等；lib放置核心的庫代碼；net，核心與網(wǎng)絡相關的代碼；

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

一般在每個目錄下，都有一個.depend 文件和一個 Makefile

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

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

uClinux-dist-20040408發(fā)行包中的內(nèi)核對S3C44B0X處理器的支持是不完整的，因此，我們不能夠希望在make

config配置選項中選中44B0X目標板后，直接編譯它來得到一個很好地支持44B0X開發(fā)板的內(nèi)核映像，我們必須為內(nèi)核打上補丁。針對ARMSYS

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

uClinux和44B0X處理器的網(wǎng)友們共同完成的。下一節(jié)我們就對這個補丁中的主要修改項目進行介紹和分析，從中了解uClinux移植中的要點。

4．移植項目及說明

4．1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。

4．2處理器配置選項的修改

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ARM處理器主頻的定義：

define_int

CONFIG_ARM_CLK 64000000

修改了存儲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

4．3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。

4．4ROM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。

4．5修改存儲空間配置

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bank的起始地址。

4．6初始化節(jié)拍定時器

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

/* TOD 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)部定時器5，并利用定時器5的中斷來產(chǎn)生節(jié)拍。

4．7定義二級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()定義了二級異常中斷矢量表的起始地址，這個地址與Bootloader中的_IRQ_BASEADDRESS相對應。

4．8定義CPU體系結構和交叉編譯器

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體系結構：ARCH :=

armnommu和對應的交叉編譯器名稱：CROSS_COMPILE = arm-elf-。

4．9以太網(wǎng)卡寄存器地址的偏移量修改

這里針對ARMSYS的硬件結構，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。

4．10以太網(wǎng)設備基地址修改

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)設備的基地址。

5．移植的步驟

5．1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機上進行。

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

tar xv*** uClinux-ARMSYS-20040801.tar.gz

解壓結束后會在/home/下生成uClinux-dist目錄。

5．2安裝補丁

到以下地址下載補丁文件：

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

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

6．配置與編譯

6．1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，運行安裝：

sh arm-elf-tools-20030314.sh

6．2內(nèi)核配置

下面就可以開始配置uClinux的內(nèi)核和用戶選項了。打開終端。

# cd /home/uClinux-dist

# make

menuconfig

進入uClinux配置(uClinux v3.1.0 Configuration)，選中“Kernel/Library/Defaults

Selectionà”敲空格進入。其中有兩個選項：定制內(nèi)核設置和定制用戶選項設置：

[*] Customize Kernel Settings

[

] Customize Vendor/User Settings

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

終端將首先進入內(nèi)核配置選單。我們在配置uClinux內(nèi)核時，就可以通過對這些選項的選擇和取消選擇來設定內(nèi)核所具有的功能項。這也是裁減uClinux內(nèi)核的基本方法。

每個選項都對應著一個宏定義，make

menuconfig執(zhí)行結束后，自動將配置結果保存為.config文件，將前一次的配置結果備份為.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（其中包括對網(wǎng)卡驅(qū)動的配置），讀者可對照進行配置。

6．3交叉編譯

按下面的步驟對uClinux源碼包進行編譯：

# make dep

# make clean (非必要)

# make

lib_only

# make user_only

# make romfs

# make image

#

make

初次移植時，在make

lib_only到make這5步編譯過程中很可能產(chǎn)生錯誤，無法繼續(xù)下去。如果產(chǎn)生了錯誤，可以嘗試根據(jù)報告的錯誤內(nèi)容修改一下源程序，這一過程將有助于你熟悉uClinux內(nèi)核源程序的結構，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個文件：image.ram,

image.rom和romfs.img就是我們可以使用的二進制文件。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制文件，并啟動運行uClinux。

7．啟動信息

正確啟動信息的例子如下：

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文檔編寫一個簡單的Helloworld應用程序，看是否能夠正確運行。