Linux 内核移植和yaffs2 根文件系统制作

### Linux 内核移植和 yaffs2 根文件系统制作 #### 1. Linux 内核基础知识 在深入探讨 Linux 内核移植及其相关知识之前，首先要对 Linux 内核的基本概念有所了解。 ##### 1.1 Linux 版本 Linux 内核的版本号可以通过查看源代码顶层目录下的 `Makefile` 文件来确定。例如，在 2.6.29.1 内核的 `Makefile` 文件中，我们可以看到以下内容： ``` VERSION=2 PATCHLEVEL=6 SUBLEVEL=29 EXTRAVERSION=.1 ``` - **主版本号（Major Version）**：由 `VERSION` 和 `PATCHLEVEL` 组成，例如 2.4、2.5 或 2.6。 - 偶数版本号（如 2.6）表示该版本是一个稳定的发行版。 - 奇数版本号（如 2.5）表示该版本正在开发中，并且通常是下一个稳定版本的基础。 - **次版本号（Sublevel Version）**：即 `SUBLEVEL` 字段，它不区分奇偶性，通常每 1 至 2 个月会发布一个新的稳定版本。 - **扩展版本号（Extra Version）**：即 `EXTRAVERSION` 字段，用于标识每周发布的几个扩展版本号。 ##### 1.2 什么是标准内核 标准内核是指主要在 `http://www.kernel.org/` 上维护和获取的内核。虽然这些内核具有一定的平台特性，但它们主要针对 Intel X86 架构。这意味着它们可能不适合所有 Linux 支持的架构，特别是对于流行的嵌入式 Linux 系统来说，这些内核很少被直接用于这些系统上。标准内核首先确保能在 Intel X86 架构上正常运行。 当在 x86 平台上配置标准内核（例如通过 `make menuconfig`），可以看到处理器类型和特性的选项，如 386、486、586/K5/5x86/6x86/6x86MX、Pentium-Classic、Pentium-MMX 等，而不会包含类似 S3C2440 这样的嵌入式处理器选项。因此，为了在其他特定的处理器平台上使用，需要对标准内核进行定制和打补丁，形成适用于这些平台的嵌入式内核。 #### 2. Linux 内核启动过程概述 理解 Linux 内核的启动过程对于进行内核移植至关重要。 ##### 2.1 Bootloader 启动过程 Bootloader 是在硬件启动后运行的第一个程序，它的任务是初始化硬件环境，并加载操作系统内核到内存中。对于 S3C2440 这样的嵌入式设备，常见的 Bootloader 包括 U-Boot 和 u-boot。 - 初始化硬件环境：设置 CPU 寄存器、内存控制器等。 - 加载内核映像和根文件系统：通过串口或网络等方式从外部存储介质读取内核映像和根文件系统到内存中。 - 转移控制权给内核：将 CPU 控制权交给内核，从而开始执行内核代码。 ##### 2.2 Linux 启动过程 - **初始化内核**：内核被加载到内存后，会执行一系列初始化工作，包括设置中断向量表、初始化硬件设备等。 - **加载驱动程序**：根据配置加载必要的设备驱动程序。 - **挂载根文件系统**：找到并挂载根文件系统，通常是使用 yaffs2 文件系统。 - **执行 init 进程**：执行第一个用户空间进程 `init`，该进程负责启动其他服务和应用程序。 #### 3. Linux 内核移植 ##### 3.1 移植内核和根文件系统准备工作 移植 Linux 内核前，需要准备必要的工具和资源，包括交叉编译器、内核源代码、根文件系统构建工具等。 - **获取内核源代码**：从官方仓库或其他可信来源下载适合目标平台的内核源代码。 - **配置交叉编译环境**：设置好用于编译内核的交叉编译器工具链。 - **准备根文件系统构建工具**：例如 BusyBox，用于构建精简的根文件系统。 ##### 3.2 修改 Linux 源码中参数 - **配置内核选项**：通过 `make menuconfig` 或 `make xconfig` 配置内核参数，选择合适的选项和驱动。 - **调整配置文件**：根据目标硬件平台的需求调整内核配置文件 `.config`。 - **定制内核功能**：添加自定义模块或驱动程序以适应特定需求。 ##### 3.3 配置 Linux 内核 配置内核是内核移植的关键步骤之一，它决定了内核的功能和性能。 - **使用图形界面配置**：通过 `make menuconfig` 使用文本界面进行配置。 - **使用图形界面配置**：通过 `make xconfig` 使用图形界面进行配置。 - **保存配置**：保存配置到 `.config` 文件中，以便后续编译使用。 ##### 3.4 编译内核 编译内核是整个移植过程中最耗时的步骤之一。 - **编译内核**：使用 `make` 命令进行内核编译，生成内核映像文件。 - **编译模块**：编译可加载模块，以提供额外的硬件支持。 - **测试内核**：将编译好的内核映像烧录到目标板上进行测试。 #### 4. 制作根文件系统 根文件系统是 Linux 系统的核心组成部分，负责存储操作系统所需的所有文件和目录。 ##### 4.1 根文件系统预备知识 - **文件系统类型**：了解所使用的文件系统类型，如 yaffs2。 - **文件系统特性**：了解文件系统的特性，如支持的文件大小、块大小等。 - **文件系统工具**：熟悉相关的文件系统构建工具，如 mkfs.yaffs2。 ##### 4.2 构建根文件系统 - **建立根文件系统目录**：创建用于存放根文件系统的目录。 - **交叉编译 BusyBox**：使用 BusyBox 构建最小的根文件系统。 - **建立 etc 目录下的配置文件**：配置关键的系统配置文件。 - **制作根文件系统映像文件**：使用相应的命令将根文件系统目录打包成映像文件。 #### 5. 启动系统 - **加载内核映像**：通过 Bootloader 将内核映像加载到内存中。 - **挂载根文件系统**：挂载之前制作的根文件系统映像。 - **执行 init 进程**：执行第一个用户空间进程，启动系统服务。 #### 6. 总结 本文详细介绍了 Linux 内核移植的过程以及如何构建 yaffs2 根文件系统。通过理解 Linux 内核的基础知识、启动过程、移植步骤和根文件系统的制作方法，读者可以更好地掌握内核移植的技术细节。这对于开发基于 S3C2440 的嵌入式系统尤为重要，能够帮助开发者构建出高效、稳定的操作系统。