Linux 3.4.2内核移植
作者：互联网
实验平台：Jz2440开发板
一、linux 3.4.2内核移植之简单修改
1. 从官网下载3.4.2内核，拿到linux服务器解压内核：
tar xjf linux-3.4.2.tar.bz2
2. 进入linux-3.4.2目录，并修改Makefile指定CPU架构和交叉编译器：
cd linux-3.4.2/
vim Makefile
159行找到以下代码：
ARCH ?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE ?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)
修改为：
ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
注：这里使用的交叉编译器版本为4.3.2，低版本编译器有可能编译不通过
3. 配置linux内核、编译：
make s3c2410_defconfig
make uImage
编译出现如下错误：
解决办法：把kernel/timeconst.pl文件的373行 if (!defined(@val)) {改为 if (!(@val)) {。
重新编译，编译成功：
4. 把编译好的uImage烧写到开发板：
在uboot中输入以下命令，把uImage烧写到开发板：(注：需要把编译成功的uImage拷贝到/home/book/works/first_fs/目录下)
nfs 32000000 192.168.2.109:/home/book/works/first_fs/uImage
uImage烧写成功：
注：如果出现错误：Loading: T *** ERROR: File lookup fail，重复多烧两次就成功了，前提是开发能ping通Ubuntu服务器。
5. 启动linux内核：
在uboot中输入以下命令启动Linux内核：
bootm 32000000
打印信息如下：
由上图可知，串口输出的是乱码。很显然，虽然我们的内核已经启动，但是串口的设置，肯定没有设置好。
通过分析uboot源码知，获取及其ID的方法为从环境变量中获取，或者使用默认的ID，在uboot的默认MACH ID：
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2410; // MACH_TYPE_SMDK2410 = 193
如果s = getenv("machid");成功，则使用它。
我们可以先自己在环境变量中设置：(在uboot输入以下命令)
set machid 16a // smdk2440 mach-smdk2440.c
或者
set machid 7CF // mini2440 mach-mini2440.c
注：这个设置只是用于测试，不设置machid，只修改晶振频率也可以正常启动内核。
Jz2440开发板使用的是12M的晶振，所以需要把arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c的165行：
s3c24xx_init_clocks(16934400);
改为：
s3c24xx_init_clocks(12000000);
同时修改一下uboot的环境变量：
set bootargs console=ttySAC0,115200 root=dev/mtdblock3
把重新编译好的uImage通过nfs烧写到开发板，并启动linux，打印信息如下：
从上图可知，终于可以正常打印字符了，但内核还没启动成功。
二、linux 3.4.2内核移植之修改系统分区
上一节可以启动linux时已经可以正常打印字符了，但是linux内核还没有启动成功，最后打印的信息如下：
从打印信息可以看出，我们的分区不对，在uboot移植中，我们已经对整个系统进行分区了，现在打印说我们的分区不对，一定是内核里也有分区的相关设置，我们需要去修改内核。
从如下打印的信息，
在linux顶层目录下搜索：grep -nR "Boot Agent"，发现在common-smdk.c中的113行有对应的分区的设置：
/* NAND parititon from 2.4.18-swl5 */
static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
[0] = {
.name = "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",
.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_1M * 48,
.size = MTDPART_SIZ_FULL,
}
};
uboot的分区是这样的：
0x00000000-0x00040000 : "bootloader"
0x00040000-0x00060000 : "params"
0x00060000-0x00260000 : "kernel"
0x00260000-0x10000000 : "root"
linux系统分区需要改为：
/* NAND parititon from 2.4.18-swl5 */
static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
[0] = {
.name = "bootloader",
.size = SZ_256K,
.offset = 0,
},
[1] = {
.name = "params",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND, //紧接着上一个分区
.size = SZ_128k,
},
[2] = {
.name = "kernel",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = SZ_2M,
},
[3] = {
.name = "rootfs",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = MTDPART_SIZ_FULL,//剩下的所有分区
},
};
重新编译，把uImage烧写到开发板，并启动，最后的打印信息如下：
由此可知，我们的分区已经正常了，只是还缺少文件系统没有烧写。
我们先烧写一个简单的文件系统看一下能否正常启动系统：
nfs 30000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/fs_mini_mdev.yaffs2
nand erase.part rootfs
nand write.yaffs 30000000 260000 889bc0
注：192.168.2.120是Ubuntu服务器的IP地址，由于是动态分配IP，所以与前面的不一样。
烧写文件系统后下载内核启动：
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
bootm 32000000
发现还是启动不了，显示不支持yaffs2文件系统，那么再试一下jffs文件系统是否可以：
nfs 30000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/fs_mini_mdev.jffs2
nand erase.part rootfs
nand write.jffs2 30000000 260000 5b89a8
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
bootm 32000000
打印的信息如下：
从上面打印的信息可知，成功挂载了jffs2文件系统，但是内核没有启动成功。
对于ifconfig: SIOCSIFADDR: No such device这个问题应该是网卡驱动没有移植好。解决办法有两个：① 移植linux DM9000网卡驱动；②去 etc/init.d/rcS中把ifconfig eth0 xxx.xxx.xxx.xxx注释掉(注：在别人的博客有人说，最终也卡在starting pid 933, tty '': '/etc/init.d/rcS'，原因是文件系统与编译内核的工具链版本需要相同)
三、从0制作支持内核的文件系统
1.编译Busybox
获取busybox源码1.20.0版本的下载地址，把下载好的源码拿到Linux系统解压，进入到源码目录，然后直接：
make menuconfig
出现下面的界面：
设置交叉编译器：
选择：
Busybox Settings —>
Build Options —>
Cross Compiler prefix (NEW)
然后会出现可以输入的横条，在里面输入我们的编译器的前缀：
配置好后，退出保存保存配置。
然后直接编译：make
编译完成后，把它安装到fs_mini_mdev_new，新建目录：
mkdir fs_mini_mdev_new
切换到busybox目录下进行安装：
make install CONFIG_PREFIX=../fs_mini_mdev_new
安装完成后，fs_mini_mdev_new目录下的文件如下图所示：
第一步已经完成，busybox已经安装好，下一步是安装库。
2.安装库
查看工具链的路径：echo $PATH
可知工具链的路径是：/work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/bin
进入/work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/目录：cd /work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/
输入：find -name lib
找到很多库如下：
用到的库只有这两个：
./arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib
./arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib
我们只需要把这两个库拷贝过来就行：
先在fs_mini_mdev_new目录下建立以lib目录，然后把/work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib目录下的所有.so文件拷贝到fs_mini_mdev_new的lib目录下：
cp /work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/*so* /home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new/lib -d （-d代表原来是链接文件，拷贝过来之后还是链接文件）
还有一个库需要添加：
在/home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new/usr目录下新建lib目录，然后把/work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2//arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib目录所有.so文件拷贝到/home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new/usr/lib目录下：
cp /work/tools/arm-linux-gcc-4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib/*so* /home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new/usr/lib -d
库已经添加完了，接下来是构造一些其他目录（etc，dev目录等）
3. 构造etc目录：
3.1 创建etc/inittab文件
在fs_mini_mdev_new目录下创建etc目录，在etc目录下创建inittab文件，内容如下：
# /etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
3.2 创建etc/init.d/rcS文件
这是一个脚本，可以在里面添加想自动执行的命令。以下命令配置IP地址、挂接/etc/fstab指定的文件系统。
#!/bin/sh
ifconfig eth0 192.168.2.200
mount -a
其中：
第一行表示这是一个脚本文件，运行时使用/bin/sh解析。
第三行挂接/etc/fstab文件指定的所有文件系统。
最后还要更改它的属性，使它能够执行：
chmod +x etc/init.d/rcS
3.3 创建etc/fstab文件
内容如下，表示执行“mount -a”命令后将挂接proc、tmpfs文件系统
# device mount-point type options dump fsck order
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
注：/etc/fstab 文件被用来定义文件系统的“静态信息”，这些信息被用来控制mount命令的行为。
4.构建dev目录
该目录下存放的是设备文件。设备文件是Linux系统中特有的文件类型，在Linux系统下，以文件的方式访问各种外设，即通过读写某个设备文件来操作某个具体硬件。比如通过“/dev/ttySAC0”文件可以操作串口0，通过/dev/mtdblock1”可以访问MTD设备（NAND Flash、NOR Flash等）的第二个分区。
/dev的创建有3种方法：
① 手动创建：在制作根文件系统的时候，就在/dev目录下创建需要操作的设备文件比如ttySAC0等。系统挂接根文件系统后，就可以使用/dev目录下的设备文件了。
② 使用devfs文件系统：这种方法已经过时
③ 使用udev：udev是一个用户程序，它能够根据系统中硬件设别的状态更新设备文件，包括设备文件的创建、删除等。使用udev机制也不需要在/dev目录下创建设备节点，它需要一些用户程序的支持，并且内核要支持sysfs文件系统。它的操作比较复杂，但是灵活性比较高。在busybox中，有一个mdev命令，它是udev命令的简化版。
那么我们就使用mdev来创建设备文件：要在内核启动时自动运行mdev，需要修改etc/fstab文件来自动挂载文件系统、修改etc/init.d/rcS文件加入要自动运行的命令。
etc/fstab的修改：
# device mount-point type options dump fsck order
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
etc/init.d/rcS的修改：
#!/bin/sh
ifconfig eth0 192.168.1.104
mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
另外，mdev是通过init进程来启动的，在使用mdev构造/dev目录之前，init进程至少要用到的设备文件为/dev/console和/dev/null,所以要建立这两个文件：
mkdir dev
cd dev
sudo mknod console c 5 1
sudo mknod null c 1 3
5.构建其他目录
mkdir proc mnt sys root tmp
现在我们的/work/nfs_root/fs_mini_mdev_new目录下就是一个非常小的根文件系统。开发板可以将它作为网络根文件系统直接启动。如果要烧写进开发板，还要将它制作为一个文件，称为映像文件。
6. 制作文件系统映像文件
6.1首先需要编译制作jffs2映像文件的工具
工具：mtd-utils-05.07.23.tar.bz2 是MTD设备的工具包，编译它生成mkfs.jffs2工具，用它来将一个目录制作成jffs2文件系统映像文件。这个工具包需要zlib压缩包，先安装zlib。(mtd-utils-05.07.23.tar.bz2、zlib-1.2.3.tar.gz这两个文件在Jz2440开发板的资料光盘可以找到)
① 先安装zlib：
tar xzf zlib-1.2.3.tar.gz
cd zlib-1.2.3
./configure --shared --prefix=/usr
make
sudo make install
② 然后编译mkfs.jffs2
tar xjf mtd-utils-05.07.23.tar.bz2
cd mtd-utils-05.07.23/util
make
sudo make install
6.2 制作jffs2映像文件
进入fs_mini_mdev_new所在的目录，输入以下命令：
mkfs.jffs2 -n -s 2048 -e 128KiB -d fs_mini_mdev_new -o fs_mini_mdev_new.jffs2
上面-n 表示不要在每个擦除块上都加上清除标志，-s 2018 表示我们的NAND Flash的一页的大小为2048字节，-e 128KiB 表示一个擦除快大小为128KiB ,-d 表示根文件系统的目录，-o表示输出的文件。
nfs 30000000 192.168.2.120:/home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new.jffs2
nand erase.part rootfs
nand write.jffs2 30000000 260000 $filesize
set bootargs console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3 rootfstype=jffs2
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
bootm 32000000
串口输出正常，linux也正常启动，整个系统也跑起来了。
注：在视频教程中，出现了错误：Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init! exitcode=0x00000200。
分析这个错误：在内核中搜索字符串：exitcode，通过函数层层调用的分析，最终找到：do_exit(SIGKILL);执行了这个调用，才出现错误代码4，原因是编译内核用的编译工具是eabi接口的，我们需要重新配置内核使用EABI接口：
编译内核前需要配置linux：make menuconfig
然后依次选择：
Kernel Features —>
[*] Use the ARM EABI to compile the kernel
四、修改内核代码支持YAFFS文件系统
上一节从0制作jffs2文件系统，因为linux3.4.2内核本身就支持jffs2文件系统，但是它不支持yaffs文件系统，所以现在通过修改linux内核源码来支持yaffs文件系统。
1. 获取yaffs源码
获取源码yaffs源码的方式有很多种，这里我是直接从Jz2440开发板光盘资料中获取的yaffs源码。把它拷贝到Ubuntu服务器下并解压。
2. 给linux内核打补丁
进入到yaffs2源码目录，使用下面的命令进行打补丁：
./patch-ker.sh c m /home/book/works/linux-3.4.2 //后面这个是我的linux内核源码目录
打完补丁后，就会在内核的fs/yaffs2目录下加入了yaffs的源码
3. 配置内核支持YAFFS
在linux源码顶层目录下输入：
make menuconfig
依次选择：
File systems --->
Miscellaneous filesystems --->
<*> yaffs2 file system support
然后保存配置。重新编译内核：
make uImage
编译成功。
4. 制作yaffs2文件系统系统映像
上一节我们已经制作好了文件系统，接下来就是制作yaffs2映像。在fs_mini_mdev_new所在的目录，输入以下命令：
mkyaffs2image fs_mini_mdev_new fs_mini_mdev_new.yaffs2
就可知制作出yaffs2文件系统映像。
5. 烧写YAFFS文件系统映像
在uboot中输入以下命令：
nfs 30000000 192.168.2.120:/home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new.yaffs2
nand erase.part rootfs
nand write.yaffs 30000000 260000 $filesize
6. 烧写新内核启动
烧写内核前，在uboot设置启动参数：
set bootargs console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3
save
烧写内核：
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
bootm 32000000
如下图所示，yaffs文件系统成功挂载，linux启动成功，整个系统运行正常。
7. 制作内核补丁
最后我们将移植好的内核，生成补丁，方便以后的使用：
cp .config config_ok
make distclean
mv linux-3.4.2 linux-3.4.2_100ask
tar xjf linux-3.4.2.tar.bz2
diff -urN linux-3.4.2 linux-3.4.2_100ask > linux-3.4.2_100ask.patch
8. 如何打补丁：
patch -p1 < ../linux-3.4.2_100ask.patch
cp config_ok .config
make uImage
9. 把之前修改好的uImage 烧写到开发板（注：是烧写到Nand flash，之前的是烧写到SDRAM的一个地址里，然后从这个地址启动内核）
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
nand erase.part kernel
nand write 32000000 kernel
重新启动开发板，打印信息如下，linux启动失败。
上图显示checksum 错误，Data Size是2.4M，前面我们只为kernel分区分配了2M的存储空间，这肯定是不够了，所以需要改大kernel分区，这里我们把它改为4M。
① 修改uboot源码：
对uboot进行重新分区如下：(把kernel分区改为4M)
0x00000000-0x00040000 : “bootloader” （0~256k）
0x00040000-0x00060000 : “params”
0x00060000-0x00460000 : “kernel”
0x00460000-0x10000000 : “root”
修改uboot的配置文件include/configs/smdk2440.h：
#define CONFIG_CMD_MTDPARTS
#define CONFIG_MTD_DEVICE
#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=jz2440-0" /* 表示哪一个设备 */
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=jz2440-0:256k(u-boot)," \
"128k(params)," \
"2m(kernel)," \
"-(rootfs)" \
改为：
#define CONFIG_CMD_MTDPARTS
#define CONFIG_MTD_DEVICE
#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=jz2440-0" /* 表示哪一个设备 */
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=jz2440-0:256k(u-boot)," \
"128k(params)," \
"4m(kernel)," \
"-(rootfs)" \
重编译，重新烧写uboot，在uboot输入命令：mtdparts，从下图可知，kernel分区已经修改为4MB。
② 修改linux系统分区：
把common-smdk.c中的113行有对应的分区的设置：
/* NAND parititon from 2.4.18-swl5 */
static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
[0] = {
.name = "bootloader",
.size = SZ_256K,
.offset = 0,
},
[1] = {
.name = "params",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND, //紧接着上一个分区
.size = SZ_128k,
},
[2] = {
.name = "kernel",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = SZ_4M,
},
[3] = {
.name = "rootfs",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = MTDPART_SIZ_FULL,//剩下的所有分区
},
};
③ 重新编译uImage，并烧写内核。
nfs 32000000 192.168.2.120:/home/book/works/first_fs/uImage
nand erase.part kernel
nand write 32000000 60000 $filesize
从0x32000000启动内核，打印信息如下，说明linux系统分区修改成功。
④ 重新烧写yaffs2文件系统：
nfs 30000000 192.168.2.120:/home/book/works/busybox/fs_mini_mdev_new.yaffs2
nand erase.part rootfs
nand write.yaffs 30000000 460000 $filesize
⑤ 重新设置uboot启动命令：
set bootcmd "nand read 30000000 kernel 0x400000;bootm 30000000"
save
然后输入命名：reset，重启开发板，linux启动成功。
然后重复步骤"7. 制作内核补丁"，重新制作补丁文件。
LM1270384833
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标签：fs,Linux,文件系统,3.4,内核,mdev,linux,目录 来源： https://blog.csdn.net/qq_35031421/article/details/104086584