浅谈分析Arm linux 内核移植及系统初始化的过程

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/include
[root@localhost include]# tree -L 1
.
|-- Kbuild
|-- acpi
|-- asm -> asm-arm
|-- asm-alpha
|-- 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/arm
[root@localhost arm]# tree -L 1
.
|-- Kconfig
|-- Kconfig-nommu
|-- Kconfig.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/tools
[root@localhost tools]# tree -L 1
.
|-- Makefile
|-- gen-mach-types
`-- mach-types

Mach-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 number
s3c2410 ARCH_S3C2410 S3C2410          182
smdk2410 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/compressed
[root@localhost compressed]# tree -L 1
.
|-- Makefile
|-- Makefile.debug
|-- big-endian.S
|-- head-at91rm9200.S

2

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 |-- misc.c |-- ofw-shark.c |-- piggy.S `-- vmlinux.lds.in Head.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/kernel [root@localhost kernel]# tree -L 1 . |-- Makefile |-- apm.c |-- armksyms.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 |-- time.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/init [root@localhost init]# tree . |-- Kconfig |-- Makefile |-- calibrate.c |-- do_mounts.c |-- do_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-s3c2410 [root@localhost 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.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-s3c2410/cpu.c  linux/arch/arm/mach-s3c2410/common-smdk.c linux/arch/arm/mach-s3c2410/devs.c linux/arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c linux/arch/arm/mach-s3c2410/Makefile.boot linux/arch/arm/mach-s3c2410/s3c2410.c 3. 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/mach-s3c2410/common-smdk.c中实现。最后以nand flash为例具体介绍。