嵌入式内核制作、根文件系统及内核启动流程

2021年9月17日 8点热度 0条评论 来源: RopenYuan

嵌入式软硬件架构

       软件:根文件系统、Linux内核、Bootloader

       硬件:底层硬件

      

嵌入式Linux系统由Linux内核与根文件系统两部分组成,缺一不可

 

一、内核制作

      采用默认的模板来作为.config,模板在/arch/arm/configs文件中

步骤:(1)先清除原有配置与中间文件

                            x86: make distclean

                            arm: make distclean

                (2)配置内核

                            x86: make menuconfig

                            arm: make menuconfig ARCH=arm

                            因为默认的体系结构是x86

                     注:nfsramdisk启动的区别                       

添加NFS内核支持步骤:

                            1.make menuconfig

                            2.进入file systems选项

                            3.进入network file systems选项

                            4.添加NFS client supportRoot file system on NFS,退出保存

                (3)编译内核

                            X86: make bzimage

Arm: make uimage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

        或者make zImage 

//指定体系结构和交叉工具链

zImagebzImagearm平台上没有任何区别,

gobootm的区别:

go 可以直接运行一个文件,

bootm需要在运行的文件上加上一个固定格式的文件头

bootm加载linux镜像是加载uIamgeuIamge是由mkimage制作而来,和zIamge的差异是uIamgezIamge压缩过的,bootm需要先对uIamge解压,解压地址为内核入口地址。

zImage是通用的,uImage是用于ubootuImage开头有个64字节的包,里面的信息是操作系统和相关的地址信息,换句话说,如果直接从uImage0x40位置开始执行,zImageuImage没有任何区 别。

二、根文件系统制作

       步骤如下:

1.       创建rootfs根目录

2.       进入rootfs,创建基本的子目录

3.       创建设备文件: cd dev/

                 mknod –m 666 console c 5 1

                             mknod –m 666 null c 1 3

                             cd .. //这两个是必须的

4.       安装/etc

5.       编译内核模块

进入linux内核目录:make modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

6.       安装内核模块

make modules_install ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/xxx/rootfs

//这里的安装仅仅是个拷贝,从内核源代码里把编译好的模块拷贝到创建的根文件系统里,并创建好相应的目录结构

              7 配置busybox

                            进入busybox目录执行make menuconfig,配置一些选项

三、内核启动流程

内核文件uImage构成:从右往左看

 

              uImage包括uboot headerzImage两部分,其中uboot header里面有压缩信息、校验信息、操作系统和相关的地址信息

 

 

       zImage包括解压代码和压缩过的vmlinux(通过Decompress code来解压的)解压代码部分,由head.smisc.s来完成(.s为汇编文件,内核中.s文件一般存放于/arch下)

       uboot认为uImage是自解压的,而不是压缩的,未压缩的vmlinux如下图所示:

(真正的linux内核):

1.    启动代码部分(汇编),主要初始化环境,配置寄存器,排在最前面的是head.s

2.    diver/built-in.o:将所有需要编译进内核的驱动,都链接到一块,最后生成一个驱动集合t-in.o文件,同理mm/下的built-in.o也是一样

3.    /proc/kallsyms.o内核输出的符号,其他内核模块可以用的符号

 

以下是uImage制作过程:首先由以上三部分构成vmlinux,然后将其进行压缩,压缩后加上解压代码,生成zImage,然后zImage加上uboot所需要的头,然后生成uImage

而启动流程如下:首先解压vmlinux,生成三部分,然后按顺序执行,先是head.o,可以分为三个阶段(1)解压缩(2)初始化(3)启动应用程序,

具体见Linux2.6内核启动流程.doc文件注释

 

补充:

一、zImagevmlinuz)和bzImagevmlinuz)的区别

zImagevmlinuz)和bzImagevmlinuz)都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件,而且在这两个文件的开头部分内嵌有gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip gzip dc解包vmlinuzvmlinux是未压缩的内核,vmlinuzvmlinux的压缩文件。

make zImage (对于小内核),而make bzImage (对于大内核(比如需要SCSI支持))

make zImagemake bzImage实现完全编译内核, 内核文件中包含一个微型的gzip用于解压缩内核并引导它。两者的不同之处在于,老的zImage解压缩内核到低端内存(第一个640K),bzImage解压缩内核到高端内存(1M以上)。可以采用zImage bzImage之一,两种方式引导的系统运行时是相同的。大的内核采用bzImage,不能采用zImage

内核编译(make)之后会生成两个文件,一个Image,一个zImage,其中Image为内核映像文件,而zImage为内核的一种映像压缩文件,Image大约为4M,而zImage不到2M

 

二、配置内核

配置内核可以根据需要使用下面命令中的一个:

#make config(基于文本的最为传统的配置界面,不推荐使用);

#make menuconfig(基于文本选单的配置界面,字符终端下推荐使用);

#make xconfig(基于图形窗口模式的配置界面,Xwindow下推荐使用);

#make oldconfig(如果只想在原来内核配置的基础上修改一些小地方,会省去不少麻烦);

在内核配置菜单中正确设置个内核选项,保存退出

三、 正确设置关联文件

make dep make clean

第一个命令make dep实际上读取配置过程生成的配置文件,来创建对应于配置的依赖关系树,从而决定哪些需要编译而那些不需要;

第二命令make clean完成删除前面步骤留下的文件,以避免出现一些错误;

可以修改makefile文件,进行相关版本号配置:

vi Makefile

确保前几行为

VERSION = 2

PATCHLEVEL = 4

SUBLEVEL = 21

EXTRAVERSION = -10HE

 

    原文作者:RopenYuan
    原文地址: https://blog.csdn.net/RopenYuan/article/details/6272892
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