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陈渝大侠翻译的 uClinux2.6入门 - bos - 网易博客  

2008-07-21 20:29:03|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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陈渝大侠翻译的 uClinux2.6入门

作者:Hyok S.Choi <   > 

翻译:renbagshoes <   > 

转载请注明 ,谢谢! 

一使用uClinux/ARM 2.6的原因?

为什么你要使用uClinux?有很多的理由使uClinux做为你的嵌入式操作系统其中大部分认为uClinux有以下好处: 

轻便 

你可以编译linux2.6的内核得到一个300k以下的内核镜像,它包括终端和一些基本的设备驱动以及只读文件系统并且flat格式的二进制zImage和应用程序要比linux传统使用的ELF二进制小30%--50%,由于使用了较少的标准的C和C++库 

XIP(execution in place) 

你能通过XIP来在一个较小的RAM时执行你的内核镜像,甚至是应用程序它能帮助你快速的启动,尽管flash的存取时间或是rom启动镜像足够快以及有足够的缓存大小(如果我们想找到它们最优化的平衡点,可以交换两者之间这些变量) 

便宜 

MMU(内存管理单元)核心大小大约占典型的ARM SoC(System-on-Chip单片机)wafer(晶体)的30%在典型的网络和嵌入式系统里有一半以上的应用程序不需要MMU甚至如果只有一个CPU的许多RTOS(实时操作系统)在默认情况下也不使用MMU 

完全的Linux应用程序接口 

除少数情况外,你可以在uClinux平台上完全使用Linux应用程序接口你能在uClibc里使用多线程以及使用标准的系统调用在用户盘里的uClinux发布包里有大量的应用程序被移植到了uClinux系统上

Easiar to adapt 

在uClinux性能里有一个有趣的特性,是应用程序可以访问整个系统,包括设备里的寄存器,with a bit of wrapper ,我们能制作固件代码做为无格式的应用程序运行在 uClinux上!当然,你能加一些设备驱动和系统调用来调用以及使用许多打开的Ips在混和的旧的固件代码里如果你计划移动你的固件代码到 linux,但你没有熟悉的linux系统程序,uClinux是一个很好的出发点 

完全的linux2.6内核的特性 

尽管uClinux很小,但它支持linux2.6内核约定的全部的特性,包括内核优先级特性以及许多的文件系统,设备驱动为linux约定设备驱动端口是容易实现的几乎所有的代码不需要改变就可以编译,除了从虚拟地址到物理的内存镜像外 

注:上面的部分由于涉及的概念太多,翻译的不大好,请大家指正,谢谢 

二初次编译uClinux/ARM2.6指南 

如果你决定使用uClinux做为开发环境,那么下面的部分将会让uClinux运行在你的linux PC机上: 

1获得uClinux发布包 

一个最容易得到uClinux的发布包的方法是直接访问uClinux.org站点: 

注意这里发布的内核版本可能不是最新的,但你能找到一个最新的补丁以及从kernel.org站点上找一个对应的linux内核版本来制作一个最新的 uClinux内核此时(2004年05月25日)可从http://www.uclinux.org/pub/uClinux/dist获得最新的发布包的版本是uClinux-dist.20040408.tar.gz如果你对编译软件不是很熟悉,那么根据这个指南你将会很容易的使用这个分布包来制作你的uClinux内核或是升级它到最新的版本 

2获得最新的内核及补丁 

你能到这里找到最新的uClinux/ARM内核补丁: 

在下载的部分,你将会找到linux-2.6.x-hscx.patch.gz最新的链接,以及原始的内核包: 

3ARM-ELF工具链 

从linux2.6内核代码使用了一些更新的binutils新特性以来,你需要一个比uclinux.org站点上更新的ARM-ELF工具链来编译内核你能够从上面的与下载内核和补丁相同的download部分找到最新的工具链,就在当前的链接下: 

4硬件平台或是一个ARMulator(ARM仿真) 

当然你需要一个平台来运行uClinux内核,请首先看一下注意事项里有那些平台被支持即使你不能找到适用于你的平台,或是你没有任何的硬件平台,那你也能在你的linux PC机上运行这个内核:使用ARMulator(ARM仿真)ARMulator是一个以GDB调试器为基础的仿真,这个仿真完全支持Atmel AT91x和arm7tdmi EB01ARMulator的主页在这: 

你也能直接从这里下载: 

如果你想在ARMulator上运行内核的ramdisk(虚拟磁盘),那么你就需要从这下载另外一个软件包: 

5如果你是初次编译这些发布包的话,OK!从这我们将会一步一步的进行 

(现在把上面所下载的软件包都发在/root/incoming目录里) 

(On this guide, the downloaded files are gathered on ~/incoming

and the ARMulator is used for platform to run on.) 

6安装工具链 

以root用户来执行arm-elf-tools-20040427.sh,像这样: 

[root@hyoklinux /]#/bin/sh ~/incoming/arm-elf-tools-20040427.sh 

注:~是你的root用户目录,当然也可以选择别的目录,但这取决于你的第5步所设置的目录 

你将看到被安装文件的列表,这个工具链的可执行的二进制文件被安装到了/usr/local/bin目录里,所以你的环境变量的搜索路径应包括这个目录,通常使用的发行版像redhat等已经将这个路径包括在$PATH变量里,可以用下面的命令查看一下: 

[root@hyoklinux /]#e cho $PATH 

7释放uClinux发布包 

在一个有2GB空间的目录里来释放uclinux发布包 

[root@hyoklinux /]# tar -zxvf ~/incoming/uClinux-dist-20040408.tar.gz 

让我们看看uClinux-dist目录里有什么文件 

[root@hyoklinux /]# cd uClinux-dist/ 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# ls -al 

total 104 

drwxr-xr-x 15 1000 users 4096 Apr 8 09:27 . 

drwxr-xr-x 28 root root 4096 Apr 27 20:32 .. 

-rw-r--r-- 1 1000 users 18007 Apr 8 09:13 COPYING 

drwxr-xr-x 3 1000 users 4096 Apr 8 09:13 Documentation 

-rw-r--r-- 1 1000 users 9305 Apr 8 09:13 Makefile 

-rw-r--r-- 1 1000 users 4934 Apr 8 09:13 README 

-rw-r--r-- 1 1000 users 1743 Apr 8 09:13 SOURCE 

drwxr-xr-x 2 1000 users 4096 Apr 15 15:19 bin 

drwxr-xr-x 3 1000 users 4096 Apr 8 09:27 config <-- 为本地用户提供的配置文件以及其它的 

drwxr-xr-x 11 1000 users 4096 Apr 8 09:27 freeswan <-- IPsec的实现 

drwxr-xr-x 68 1000 users 4096 Apr 8 09:23 glibc <-- GNU C库 

drwxr-xr-x 18 1000 users 4096 Apr 8 09:28 lib <-- 许多移植到uClinux的库,包括uC-libc. 

drwxr-xr-x 15 1000 users 4096 Apr 8 09:27 linux-2.0.x <-- uClinux 2.0.x kernel 

drwxr-xr-x 16 1000 users 4096 Apr 8 09:27 linux-2.4.x <-- uClinux 2.4.x kernel 

drwxr-xr-x 18 1000 users 4096 Apr 8 09:27 linux-2.6.x <-- uClinux 2.6.x kernel 

drwxr-xr-x 3 1000 users 4096 Apr 8 09:26 tools <-- 安装romfs提供的程序以及其它的 

drwxr-xr-x 17 1000 users 4096 Apr 8 09:27 uClibc <-- uClibc可从uclibc.org找到,与uC-libc不同. 

drwxr-xr-x 174 1000 users 4096 Apr 8 09:27 user <-- theuserland被移植的应用程序 

drwxr-xr-x 44 1000 users 4096 Apr 8 09:27 vendors <-- 每一个vendor/models的配置文件 

注:vendor(计算机销售商)  models(模型) 

8用这些文件制作出一个新的linux-2.6.x内核 

在20040408发布包目录里的linux-2.6.x是由内核linux-2.6.2和补丁linux-2.6.2-uc0生成的而 uClinux/ARM2.6需要更新的内核版本(如linux-2.6.5 + linux-2.6.5-hsc2.patch) 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# tar -jxvf ~/incoming/linux-2.6.5.tar.bz2 

现在我们得到了整个的linux-2.6.5源代码,以及所需的内核补丁 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# gzip -dc ~/incoming/linux-2.6.5-hsc2.patch.gz | patch -p0 

运行上面的命令后,你将会看到一些补丁目录里包含有armnommu的字符串的代码你可以在你的uClinux 2.6内核里使用linux-2.6.5的目录名,这不是必需的然而,我觉得使用linux-2.6.x这个名字会更方便些 

因此你现在不需要原来uClinux目录里的linux-2.6.x(即那个linux-2.6.2-uc0),执行: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# rm -rf linux-2.6.x/ 

然后我们将重命名更新补丁的内核目录名为linux-2.6.x,执行: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# mv linux-2.6.5 linux-2.6.x 

9确定配置文件 

当前的uClinux发布包不包含有关于uClinux/ARM2.6完整的配置文件我们需要简单的修改一下,ARMulator默认的配置文件在vendors/GDB/ARMulator目录下面我们能像下面这样来修改它: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# cp linux-2.6.x/arch/armnommu/configs/GDB_ARMulator_defconfig \ vendors/GDB/ARMulator/config.linux-2.6.x 

为了rootfs能使用ramdisk,我们需要修改一下配置目录里的rc这个文件,这样就可以使用1号的ramdisk设备了 

(原文:Since well use a ramdisk for the rootfs, we need to fix the rc in the

configuration directory to use ramdisk device number 1) 

像下面这样编辑vendors/GDB/ARMulator/rc这个文件: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# vim vendors/GDB/ARMulator/rc 

hostname GDB-ARMulator 

/bin/expand /etc/ramfs.img /dev/ram1 

mount -t proc proc /proc 

mount -t ext2 /dev/ram1 /var 

mkdir /var/tmp 

mkdir /var/log 

mkdir /var/run 

mkdir /var/lock 

mkdir /var/empty 

cat /etc/motd 

10配置内核和安装用户应用程序 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# make menuconfig 

首先在Main Menu找到Vendor/Product所在行,选择GDB/ARMulator,像这样: 

--- Select the Vendor you wish to target 

(GDB) Vendor 

--- Select the Product you wish to target 

(ARMulator) GDB Products 

你可以按esc键或是Exit按钮返回主菜单 

在主菜单选择Kernel/Library/Defaults选项 

选择内核版本为linux-2.6.x,以及选择使用的库为uClibc 

切换到下面的菜单: 

(linux-2.6.x) Kernel Version 

(uClibc) Libc Version 

[*] Default all settings (lose changes) (NEW) 

[*] Customize Kernel Settings (NEW) 

[*] Customize Vendor/User Settings (NEW) 

[*] Update Default Vendor Settings (NEW) 

你可以按esc键或是Exit按钮返回主菜单 

第一个default all settings选项是vendors目录里默认的配置文件第二个Customize kernel settings选项能让我们编辑内核配置第三个Customize Vendor/User settings选项是为了生成romfs.img所需要配置应用程序和库最后一Update Default Vendor settings项,你对内核的改变以及你所配置的应用程序将保存在vendors/product的目录里 

你可以按esc键或是Exit按钮返回主菜单,然后保存并退出! 

11配置内核 

如果你确认了上面的配置过程,那么你可以得到一个配置文件然而我们需要改变初始的ramdis的大小因为romfs.img文件的大小在默认情况下大约是771KB在一般设置(General setup)菜单里,有Default kernel command string这一项,这样改变它: 

root=/dev/ram0 initrd=0x01300000,800K keepinitrd 

你可以按esc键或是Exit按钮返回主菜单,然后保存并退出! 

程序/库的配置 

在这个菜单上,我们不需要修改任何的设置,看一下配置按exit保存并退出! 

现在我们运行下面的这步来进行整个的编译过程: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# make 

注:如果是编译linux-2.4.x或是以下的版本的内核,你在make之前还需要make dep这一步,但是在编译linux-2.6.x的内核时就不需要了 

这一步将编译整个内核和uclibc(uClinux的系统库),用户程序,以及制作romfs.img文件 

下面是结果,你可以像下面这样查看image目录里的文件:

 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# ls -al images 

total 3036 

drwxr-xr-x 2 root root 4096 Apr 27 22:13 . 

drwxr-xr-x 17 1000 users 4096 Apr 27 22:13 .. 

-rw-r--r-- 1 root root 1540272 Apr 27 22:13 image.bin 

-rwxr-xr-x 1 root root 45912 Apr 27 22:13 linux.data 

-rwxr-xr-x 1 root root 704856 Apr 27 22:13 linux.text 

-rw-r--r-- 1 root root 789504 Apr 27 22:13 romfs.img 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# ls -al linux-2.6.x/linux 

-rwxr-xr-x 2 root root 15499433 Apr 27 22:11 linux-2.6.x/linux 

如果你得到了相同的文件,那么你就有了整个内核和rootfs镜像 

12让我们来使用ARMulator! 

安装ARMulator,我们需要另外一个目录来编译GDB/ARMulator然而这时我们将在uClinux-dist的临时使用的目录里安装它 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# tar -jxvf ~/incoming/gdb-5.0.tar.bz2 

打上补丁: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# gzip -dc ~/incoming/gdb-5.0-uclinux-armulator-20021127.patch.gz | patch -p0 

执行另外的一步: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# gzip -dc ~/incoming/gdb-5.0-uclinux-armulator-ramdisk-20040412.patch.gz | patch -p0 

好,现在所要编译的代码已经准备好了,让我们执行它: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# cd gdb-5.0/ 

[root@hyoklinux gdb-5.0]# ./configure --target=arm-elf 

[root@hyoklinux gdb-5.0]# make 

[root@hyoklinux gdb-5.0]# make install 

现在可以运行ARMulator了! 

在运行ARMulator之前,我们需要一个能链接到镜像文件romfs.img的标志 

[root@hyoklinux gdb-5.0]# cd .. 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# ln -s images/romfs.img boot.rom 

以及制作一个初始化GDB的脚本: 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# cat > .gdbinit 

target sim 

load 

^D 

通过下面的命令,就可以运行我们的内核了 

[root@hyoklinux uClinux-dist]# arm-elf-gdb linux-2.6.x/linux 

GNU gdb 5.0 

Copyright 2000 Free Software Foundation, Inc. 

GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are 

welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions. 

Type "show copying" to see the conditions. 

There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details. 

This GDB was configured as "--host=i686-pc-linux-gnu --target=arm-elf"... 

Loaded ROM boot.rom to 0x01300000 

Loaded ROM boot.rom to 0x01400000 

Loaded ROM boot.rom to 0x04000000 

Loaded ROM boot.rom to 0x01300000 

Loaded ROM boot.rom to 0x01400000 

Loaded ROM boot.rom to 0x04000000 

Connected to the simulator. 

Loading section .init, size 0xb000 vma 0x1000000 

Loading section .text, size 0xa0b98 vma 0x100b000 

Loading section __ex_table, size 0x5b8 vma 0x10abba0 

Loading section .data, size 0x8ef8 vma 0x10ae000 

Start address 0x1000000 

Transfer rate: 5931584 bits in <1 sec. 

(gdb) run 

Starting program: /uClinux-dist/linux-2.6.x/linux 

Linux version 2.6.5-hsc1 (root@hyoklinux) (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/))

#9 Mon May 3 11:00:29 KST 2004 

CPU: Atmel-AT91M40xxx [14000040] revision 0 (ARMvundefined/unknown) 

Machine: ATMEL EB01 

On node 0 totalpages: 1024 

DMA zone: 0 pages, LIFO batch:1 

Normal zone: 1024 pages, LIFO batch:1 

HighMem zone: 0 pages, LIFO batch:1 

Built 1 zonelists 

Kernel command line: root=/dev/ram0 initrd=0x01300000,800K keepinitrd 

PID hash table entries: 32 (order 5: 256 bytes) 

Memory: 4MB = 4MB total 

Memory: 2448KB available (642K code, 92K data, 44K init) 

Calibrating delay loop... 15.87 BogoMIPS 

Dentry cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) 

Inode-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) 

Mount-cache hash table entries: 512 (order: 0, 4096 bytes) 

checking if image is initramfs...it isnt (ungzip failed); looks like an initrd 

POSIX conformance testing by UNIFIX 

Linux NoNET1.0 for Linux 2.6 

Atmel USART driver version 0.99 

ttyS0 at 0xfffd0000 (irq = 2) is a builtin Atmel APB USART 

ttyS1 at 0xfffcc000 (irq = 3) is a builtin Atmel APB USART 

RAMDISK driver initialized: 16 RAM disks of 4096K size 1024 blocksize 

loop: loaded (max 8 devices) 

RAMDISK: romfs filesystem found at block 0 

RAMDISK: Loading 771 blocks [1 disk] into ram disk... done. 

VFS: Mounted root (romfs filesystem) readonly. 

Freeing init memory: 44K 

Shell invoked to run file: /etc/rc 

Command: hostname GDB-ARMulator 

Command: /bin/expand /etc/ramfs.img /dev/ram1 

Command: mount -t proc proc /proc 

Command: mount -t ext2 /dev/ram1 /var 

Command: mkdir /var/tmp 

Command: mkdir /var/log 

Command: mkdir /var/run 

Command: mkdir /var/lock 

Command: mkdir /var/empty 

Command: cat /etc/motd 

Welcome to 

____ _ _ 

/ __| ||_| 

_ _| | | | _ ____ _ _ _ _ 

| | | | | | || | _ \| | | |\ \/ / 

| |_| | |__| || | | | | |_| |/ \ 

| ___\____|_||_|_| |_|\____|\_/\_/ 

| | 

|_| 

GDB/ARMulator support by <> 

For further information check: 

Execution Finished, Exiting 

Sash command shell (version 1.1.1) 

/> ps 

PID PORT STAT SIZE SHARED %CPU COMMAND 

1 S 163K 0K 48.0 /sbin/init 

2 S 0K 0K 0.0 ksoftirqd/0 

3 S 0K 0K 1.0 events/0 

4 S 0K 0K 0.0 kblockd/0 

5 S 0K 0K 0.0 pdflush 

6 S 0K 0K 0.0 pdflush 

7 S 0K 0K 0.0 kswapd0 

8 S 0K 0K 0.0 aio/0 

11 S0 R 165K 0K 0.0 /bin/sh 

/> cd bin 

/bin> ls -al 

drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 . 

drwxr-xr-x 1 0 0 32 Jan 1 00:00 .. 

-rwxr-xr-x 1 0 0 105980 Jan 1 00:00 boa 

-rwxr-xr-x 1 0 0 91104 Jan 1 00:00 dhcpcd 

-rwxr-xr-x 1 0 0 29624 Jan 1 00:00 expand 

-rwxr-xr-x 1 0 0 40504 Jan 1 00:00 gdbserver 

-rwxr-xr-x 1 0 0 73748 Jan 1 00:00 ifconfig 

-rwxr-xr-x 1 0 0 41144 Jan 1 00:00 inetd 

-rwxr-xr-x 1 0 0 31176 Jan 1 00:00 init 

-rwxr-xr-x 1 0 0 56380 Jan 1 00:00 login 

-rwxr-xr-x 1 0 0 64656 Jan 1 00:00 ping 

-rwxr-xr-x 1 0 0 34280 Jan 1 00:00 reboot 

-rwxr-xr-x 1 0 0 73860 Jan 1 00:00 route 

-rwxr-xr-x 1 0 0 79852 Jan 1 00:00 sh 

-rwxr-xr-x 1 0 0 51216 Jan 1 00:00 telnetd 

/bin> cat /proc/meminfo 

MemTotal: 2516 kB 

MemFree: 560 kB 

Buffers: 900 kB 

Cached: 188 kB 

SwapCached: 0 kB 

Active: 984 kB 

Inactive: 44 kB 

HighTotal: 0 kB 

HighFree: 0 kB 

LowTotal: 2516 kB 

LowFree: 560 kB 

SwapTotal: 0 kB 

SwapFree: 0 kB 

Dirty: 0 kB 

Writeback: 0 kB 

Mapped: 0 kB 

Slab: 752 kB 

Committed_AS: 0 kB 

PageTables: 0 kB 

VmallocTotal: 4194303 kB 

VmallocUsed: 0 kB 

VmallocChunk: 4194303 kB 

/bin> 

不错的文章,值得读一下,翻译时来来回回读了好几遍,每次都有不同的收获,感觉不错 

由于时间仓促,未能测试,请大家和我关注这个贴子,使它能更准确更完善! 

PIII550/384M/60G+40G/TNT2/8139/Fedora1.0 

LFS5.0+BLFS1.0ing 




引文来源  陈渝大侠翻译的 uClinux2.6入门 - bos - 网易博客

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