移植Linux内核-映像文件

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首先从Blackfin uClinux网站下载最新版uClinux内核。

http://blackfin./gf/project/uclinux-dist/frs/

上述地址除了提供内核源代码外，还提供一些预编译的内核文件供特定电路板使用。如果使用ADI官方的验证板，可从中选择适合板子的编译好的内核文件。

那些内核文件一般没有后缀扩展名，你在下载之后可以使用UNIX的file命令察看文件类型，例如：

file linux-2.6.x/linux

linux-2.6.x/linux: ELF 32-bit LSB executable, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

ELF是预编译的存储器映像文件，它可直接下载至目标板。这些文件不需要编译，拿来就可直接使用。

还有一类是tar.bz2为后缀的源代码压缩包文件，为了编译内核，你需要下载它。撰写本文时，笔者下载的是：

uClinux-dist-2008R1.5-RC3.tar.bz2

将其解压缩至项目根目录下的kernel文件夹。例如，笔者的内核源码放置在/home/uclinux/kernel/uClinux-dist-2008R1.5-RC3文件夹。

tar –vxjf uClinux-dist-2008R1.5-RC3.tar.bz2

在你为目标板建立内核的过程中，配置属于最初的阶段。内核配置的方法很多，而且配置设置时有很多选项可以选择。不管你使用哪种方法设定设置或者选择哪些配置选项，在你设定好配置后都将产生.config文件以及建立过程其余步骤将会用到的一些符号连接和头文件。

以下的配置过程我们使用一个文本界面的设置程序，这也是最常用的设置方法。

如果使用的是Debian系统，默认安装没有ncurses库的，使用make menuconfig会提示出错，需要先运行下列命令安装这个库：

apt-get install libncurses5-dev

切换至内核源代码目录，运行以下命令配置内核。该命令提供一个基于文本界面的友好的内核设置界面。

make menuconfig

注意：如果你先前从一个平台设置切换至另一平台，你需要先运行 make clean 命令，以避免编译内核时可能出现的错误。一个比较可靠地方式是：无论在什么时候，在你配置内核时，都运行make clean 命令。

一 些用户可能使用make xconfig命令来配置内核，这个命令提供一个图形化的配置。较新版本的内核可能要求你安装有QT图形库以运行make xconfig命令。如果，你没有安装那些库make xconfig命令会出错（例如Debian的默认安装就没提供QT库），这时可以使用 make menuconfig命令，它是除了基于文本界面外，其它功能都是相同的。或者，你可以使用下列命令安装QT库（仅适用于Debian）

apt-get install tk8.4

注：笔者下载的源码包使用TK的GUI库，故使用上述命令安装。

下面的设置在menuconfig的文本设置界面中进行。

在输入make menuconfig命令后，终端会输出一些信息，随后出现文本设置界面，如下图所示。

选择” Vendor/Product Selection”（生产商/产品选择）选项。

在Vendor/Product Selection窗 口中，请确认Analog Device被设置为Vendor（如上图所示）。这里，我们选择一块BF533-STAMP的验证板作为编译目标。（我们仅仅是为了演示整个编译过程， 在下面的文章里将介绍如何添加自己的板子作为编译目标）在你选择一块验证板作为编译目标时，系统默认会根据该目标板的配置文件加载一些默认设置。

选择<Exit>返回“Main Menu”界面。一个对话框会出现提示“是否新的内核设置”，选择“Yes”。

选择“Kernel/Library/Defaults Selection”选项。出现“Kernel/Library/Defaults Selection”窗口。

选中“Customize Kernel Setting”和“Customize Vendor/User Settings”选项。选择的方法是在选择该条目的情况下按”Y”键。

选择<Exit>返回主界面。选择Exit退出并保存设置。终端界面在执行一长串命令后，显示“Linux Kernel Configuration”界面。

在 内核设置窗口中你可以进行各种内核选项和设备驱动设置。如果这是你第一次编译内核，在你不知道这些选项的确切意义之前，强烈建议你不要修改任何选项（因为 我们练习的目的是熟练内核编译的流程，使用默认的选项就可以。）在下面的文章中你将学习如何设置内核使其适合特定的目标板。

选择<Exit>退出设置。一个对话框会出现提示“是否新的内核设置”，选择“Yes”。

在 终端执行一些命令后，出现“uClinux v3.2.0 Configuration”窗口。在这个窗口中，你可以设置各种应用程序（它们可能是ADI预先demo程序，用来演示uClinux上的一些特定应 用，如音频、视频播放器等）。如果这是你第一次编译内核，还是建议保持缺省设置，不要做任何修改。

选择<Exit>退出并保存设置。一个对话框会出现提示“是否新的内核设置”，选择“Yes”。

提示：有些程序是实验性的，可能通不过编译或者导致不稳定。

设置工作至此结束。运行下列命令开始编译。编译过程中将更新内核及根文件系统。编译将耗时5至10min，所需时间可能根据你选择组件的数量略有增加或缩短。如果在虚拟机中运行交叉编译器时间将成倍增长。

编译成功后会在images子目录下生成一大批可通过U-Boot加载至目标板的内核文件。这些内核映像文件将在下文中作详细讨论。关于U-Boot的详细信息请参考前几章节。

在你完成对一些应用程序的裁剪后，通常输入make命令对系统进行编译。如果一切顺利，在几分钟的等待后，编译后的文件将存放在一个称作 images的子目录中（它位于uClinux源码根目录下）。使用cd命令切换至该目录，并用ls命令列出其中包含的文件。你会得到如下图所示的一批文 件。那些不同的文件有什么明确的用途吗？

总的说来，这些文件可以分成两大类：内核文件 和 根文件系统

请 注意以下操作适用于所有ADI的验证板。你的板子的设置可以与上面的生成的文件不同，你可以按照自己的喜好配置需要生成什么，不需要生成什么以及生成文件 保存的路径。具体的映像(image)生成过程在make文件vendors/<company>/<board> /Makefile中描述。举例，我们上文使用BF533-STAMP的验证板作为编译目标，它的编译设置在vendors/AnalogDevices/BF533-EZKIT/Makefile中描述。

然 而为了避免重复设置，那个映像(image)目标可能指向vendors/AnalogDevices/vendor.mak中定义的目标。如果你希望自 己的板子像上面那样结构生成image文件，你可以在不通过拷贝设置文件情况下重新使用那些设置。可以参考vendors/Bluetechnix /CM-BF537U/Makefile作为重写使用Analog Device验证板设置的例子。

内核映像：

内核映像有很多种。它可以是ELF格式，或者是可引导的U-Boot映像格式。它可以和一个根文件系统捆绑在一起。或者仅仅是内核本身。

格式：

内核如果是可引导的U-Boot格式，它一般地会在文件名中包含Image字符串（诸如uImage或vmImage），而ELF格式的内核通常在文件名中包含linux字符串（诸如linux或vmlinux）。

大 多数情况下你应该使用U-Boot格式的可引导内核映像。U-Boot格式包括压缩过程，这使得内核文件体积更小，同时U-Boot也很容易引导它。如果 你对启动速度的要求超过对空间的节省，你应该使用ELF格式的映像引导。ELF格式的文件是不进行压缩的（这意味着其体积较大），但是加载过程却往往会变 更快，因为这只涉及一些存储器拷贝过程。ELF格式的影响通常会含有大量的用以描述它自己的“meta”信息，而U-Boot格式却剥离一切不必要的信 息。

扩展名：

那些包含根文件系统的内核会有扩展名作为其文件类型（例如.ext2或.initramfs）。那些不带根文件系统的内核没有扩展名。

那 些附带有根文件系统的内核通常在你需要完全在RAM中运行根文件系统的系统中使用。如果你需要在一个外部存储器（诸如 并行Flash 或 串行Flash等等）上运行根文件系统，那么通常需要一个单独的内核映像（standalone Kernel image）。例如，当根文件系统在RAM中运行时，你对其作的任何修改将在系统重启后消失。一个非易失的根文件系统只能存储于外部设备中。

举例：

这里以本文编译的uClinux映像为例，编译过程生成了下列常见的映像文件：

 

vmlinux	ELF格式的Linux 内核映像 - 不含根文件系统
linux	“缺省”linux.rootfs 文件的符号链接
linux.cramfs	ELF格式的Linux内核，包含CRAMFS文件系统
linux.ext2	ELF格式的Linux内核，包含EXT2文件系统
linux.initramfs	ELF格式的Linux内核，包含cpio归档的文件系统
linux.initramfs.gz	ELF格式的Linux内核，包含一个压缩的cpio归档的文件系统
linux.romfs	ELF格式的Linux内核，包括一个ROMFS文件系统
vmImage	U-Boot可引导格式的Linux内核 - 不含根文件系统
uImage	“缺省”uImage.rootfs文件的符号链接
uImage.cramfs	U-Boot可引导格式的Linux内核，包含CRAMFS文件系统
uImage.ext2	U-Boot可引导格式的Linux内核，包含EXT2文件系统
uImage.initramfs	U-Boot可引导格式的Linux内核，包含cpio归档的文件系统
uImage.initramfs.gz	U-Boot可引导格式的Linux内核，包含压缩的cpio归档的文件系统
uImage.romfs	U-Boot可引导格式的Linux内核，包含ROMFS文件系统

.initramfs 与initramfs.gz区别的原因在于U-Boot格式映像已经包括压缩功能，initramfs.gz意味着根文件系统进行双重压缩。因此，对于一 个U-Boot格式的可引导映像，使用uImage.initramfs.gz是个坏主意，而应使用.initramfs 。当对ELF文件格式（通过 不进行压缩），应该使用initramfs.gz 。

文件系统映像：

文件系统映像以rootfs开头，以描述该文件系统的短名称作为后缀。如果你乐意的话，可以在开发环境中作为（root back设备）挂在映像。并通过这种方式浏览文件系统的内容。

文件系统映像很少会在目标板上“直接”使用。大多数情况下，你将它们烧写至Flash或其他什么存储设备中，然后在引导Linux时挂载。

根 文件系统映像通常存放在两个地方。大部分的映像存放于uClinux源码根目录下的romfs文件夹。因为它不包含设备节点（device nodes），创建工具会生产一个文件（通常称作device_table.txt）用以为最终映像的/dev目录和相关的设备节点创建正确的major /minor值 与权限。【注：在笔者使用的版本中根文件系统映像一并放置于images目录下】

文件名	描述
rootfs.cramfs	CRAMFS格式的根文件系统
rootfs.ext2	EXT2格式的根文件系统
rootfs.initramfs	cpio归档格式的根文件系统
rootfs.initramfs.gz	cpio归档格式的并使用gzip压缩的根文件系统
rootfs.jffs2	JFFS2格式的根文件系统
rootfs.romfs	ROMFS格式的根文件系统
rootfs.yaffs	YAFFS格式的根文件系统
rootfs.yaffs2	YAFFS2格式的根文件系统

 

其它文件：

System.map文件提供给每个相关的Linux内核映像。与linux映像类似，它带有rootfs的后缀因此你很容易匹配两者。

有时内核映像文件将以一种更直观的方式提供，从其名称就可了解其包含文件系统的类型。如果是这种情况，映像文件命令类似于rootfs带有.contents（.内容）的后缀。