uboot最主要的功能就是能夠引導內核啟動。本文就介紹如何實現該功能,並組成一個最簡單的系統,這不僅要移植uboot,還要移植linux內核及創建一個根文件系統。
首先我們對nandflash進行分區,規劃好每個文件存放在nandflash的位置。下面是nandflash的分區:
第0分區:0x000000000000-0x000000080000為uboot區
第1分區:0x000000080000-0x000000100000為參數區
第2分區:0x000000200000-0x000000600000為linux內核區
第3分區:0x000000800000-0x000001000000為根文件系統區
規劃好分區後,我們就可以依次完成uboot的移植,linux內核的移植,及創建一個根文件系統。我們選擇cramfs作為根文件系統。
一、uboot移植
1.修改機器碼,要保證uboot與linux內核的機器碼一致,這樣才能啟動內核。
修改board/samsung/zhaocj2440/zhaocj2440.c文件中的第116行內容,把SMDK2410改為SMDK2440,即:
gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDK2440;
因為我們的uboot移植是以uboot自帶的SMDK2440開發板為模板的,所以我們還是按照SMDK2440的機器碼來移植,MACH_TYPE_SMDK2440的具體數值在arch/arm/include/asm/mach-types.h文件的第1013行已有定義:
#define MACH_TYPE_SMDK2440 1008
2.添加bootcmd和bootargs參數。其中bootcmd是為了引導內核,而bootargs是為了在加載根文件系統時,給根文件系統傳遞必要的參數。
可以有兩種方法來設置這兩個參數:
第一種方法是在uboot的提示符下直接設置bootcmd和bootargs這兩個參數:
ZHAOCJ2440 # setenv bootcmd ' nand read 31000000 200000 400000; bootm 31000000 '
ZHAOCJ2440 # setenv bootargs ' root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC , 115200 rootfstype=cramfs mem=64M'
ZHAOCJ2440 # saveenv
在這裡bootcmd的含義是從nandflash中讀取kernel,然後利用命令bootm啟動。bootargs的含義是在nandflash中的第3個分區內存放著根文件系統,它的格式是cramfs。最後還要應用saveenv命令來保存這兩個變量。這時,如果你在提示符下敲入printenv命令,則會看到uboot的環境參數多了兩項,如:
bootargs=root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC,115200 rootfstype=cramfs mem=64M
bootcmd=nand read 31000000 200000 400000 ; bootm 31000000
第二種方法是在include/configs/zhaocj2440.h內定義CONFIG_BOOTARGS和CONFIG_BOOTCOMMAND這兩個宏定義:
#define CONFIG_BOOTARGS " root=/dev/mtdblock3 ro noinitrd init=/linuxrc console=ttySAC , 115200 rootfstype=cramfs mem=64M"
#define CONFIG_BOOTCOMMAND " nand read 31000000 200000 400000 ; bootm 31000000"
3.把移植好的uboot燒寫到nandflash中的0x00000000至0x000000080000內。
二、linux內核移植
這裡我們實現的是最簡單的移植,即能夠啟動即可。
1.在下列網址下載linux內核,linux-3.4.6.tar.bz2
www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/
解壓到當前目錄:
tar -xvjf linux-3.4.6.tar.bz2
2.修改主目錄下的Makefile文件,第195行和第196行改寫為:
ARCH ?=arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
3.添加機器碼,使uboot與linux機器碼一致,並改變內核時鐘
在arch/arm/tools/mach-types文件的第207行添加下列代碼:
smdk2440 MACH_SMDK2440 SMDK2440 1008
在arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c文件內
第165行中的16934400改為12000000,即
s3c24xx_init_clocks(12000000);
第178行中的S3C2440改為SMDK2440,即
MACHINE_START(SMDK2440,"SMDK2440")
4.修改內核中的分區,使其與我們事先定義的分區一致
在arch/arm/mach-s3c24xx/common-smdk.c文件內
第111行中的smdk_default_nand_part結構體改為:
static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[ ] = {
[0]= {
.name = "UBoot",
.size = SZ_512K,
.offset = 0,
},
[1]= {
.name = "Para",
.offset= SZ_512K,
.size = SZ_512K,
},
[2]= {
.name = "Kernel",
.offset= SZ_2M,
.size = SZ_4M,
},
[3]= {
.name = "rootfs",
.offset = SZ_8M,
.size = SZ_8M,
}
};
5.改變內核的ECC類型
在drivers/mtd/nand/s3c2410.c文件內
第846行中的NAND_ECC_SOFT改為NAND_ECC_NONE,即:
chip->ecc.mode = NAND_ECC_NONE;
此處如果不改,雖然能夠啟動linux內核,但無法加載根文件系統。
6.編譯內核
退回到linux-3.4.6的根目錄下,復制配置文件:
cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig .config
使用menuconfig來配置內核:
make menuconfig
在KernelFeatures下選上兩項內容,即
Kernel Features --->
[*]Use the ARM EABI to compile the kernel
[*]Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTAL)
如果不選擇這兩項,則在內核啟動完,掛載根文件系統時會出現kernel panic:attempted to kill init的錯誤。
menuconfig的其他內容可以不需要改變,選擇默認即可。
最後執行下面兩個命令:
make clean
make zImage
等待一段時間後,在arch/arm/boot/目錄下會生成zImage文件。
7.制作內核鏡像
在上一步雖然我們已經生成了zImage文件,但它還不能被uboot正確引導,我們還需要給zImage文件加上64個字節的數據頭,這部分內容包括CPU架構(A)、操作系統(O)、鏡像類型(T)、壓縮類型(C)、鏡像名稱(n)、鏡像加載地址(a)、鏡像入口(e)、源文件(d)。只有加上這些內容uboot才能正確引導內核。
mkimage工具就是uboot用來制作完成上述內容的工具。編譯過uboot後,會在tools目錄下生成mkimage。為了更方便地應用該工具,我們需要完成下列操作,進入tools目錄,以根用戶的身份執行下列命令:
cp mkimage /usr/bin
chmod 777 /usr/bin/mkimage
進入linux-3.4.6目錄下的arch/arm/boot/目錄,執行下列命令:
mkimage -n 'linux' -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x31000000 -e 0x31000040 -d zImage uImage.img
uImage.img為最終我們需要燒寫到nandflash中的文件。在這裡,我們是把鏡像加載到內存0x31000000地址內的。
8.最後,我們把uImage.img文件燒寫到nandflash中的0x200000至0x600000中。