2-内核的编译_uImag_zimage_设备树

内核的编译：

• make uImage
  
  • 1、在顶层目录下搜索uImage发现找不到，有可能uImage存在于其他的Makefile文件中
  • 2、include arch/arm/Makefile
  • 3、进入到arch/arm/Makefile中，寻找uImage目标
    
299 BOOT_TARGETS = zImage Image xipImage bootpImage uImage
304 $(BOOT_TARGETS): vmlinux(顶层目录下的)
305 $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
boot := arch/arm/boot

  • 4、进入到arch/arm/boot目录下寻找uImage目标
    
78 $(obj)/uImage: $(obj)/zImage FORCE
79 @$(check_for_multiple_loadaddr)
80 $(call if_changed,uimage)
81 @$(kecho) ' Image $@ is ready'

  • 如果需要生成uImage,必须依赖zImage
  • 5、搜索目标zImage
    
54 $(obj)/zImage: $(obj)/compressed/vmlinux FORCE
55 $(call if_changed,objcopy)

  • 6、在arch/arm/boot/compressed/Makefile中寻找vmlinux目标
    
185 $(obj)/vmlinux: $(obj)/vmlinux.lds $(obj)/$(HEAD) $(obj)/piggy.$(suffix_y).o \
186 $(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) $(lib1funcs) $(ashldi3) \
187 $(bswapsdi2) FORCE
188 @$(check_for_multiple_zreladdr)
189 $(call if_changed,ld)
190 @$(check_for_bad_syms)
// 如果要生成piggy.$(suffix_y).o,需要依赖 $(obj)/piggy.$(suffix_y)
// 如果要生成$(obj)/piggy.$(suffix_y)，要依赖$(obj)/../Image

  • 进入到arch/arm/boot/Makefile，寻找Image目标
    
47 $(obj)/Image: vmlinux(顶层目录下的)
48 $(call if_changed,objcopy)

  • 以Image为源文件，调用了gzip命令生成了piggy.gzip
  • ld链接器以5个.o文件为源文件生成了arch/arm/boot/compressed/vmlinux
  • 7、返回到arch/arm/boot/Makefile,以arch/arm/boot/compressed/vmlinux调用objcopy命令生成了zImage
  • 8、以zImage为源文件调用uimage命令生成uImage文件
• 总结:uImage的生成,顶层目录下生成vmlinux文件，通过vmlinux文件生成Image，Image调用gzip进行压缩最终生成了piggy.gzip，
• 调用ld链接器，以piggy.gzip.o和其它.o文件来进行链接生成了zImage，zImage调用uimage命令生成uImage文件

启动过程:

• 启动过程:涉及到汇编和c,代码都不需要记。我们需要做到的是用什么功能，了解某个部分的代码。
• arch/arm/kernel/head.S内核的最初启动文件

1、设置特权模式并且屏蔽所有中断

• 因为我们需要初始化一些硬件并且调用协处理器指令，所以必须设置特权模式
  中断代码还没有设置完成

2、判断u-boot给内核传递的参数是设备树还是tag结构体

• 我们3.14内核在和u-boot2013版本配合使用时默认使用了设备树

3、创建页表

• 虚拟地址和物理地址的关系.如果要理解这个关系必须先了解什么是页目录，页表，还有页。
• 虚拟地址32位，在32位中分成3个部分：10 + 10 + 12
• 页目录 页表 页
• 1024项 1024项 1024项

也就是说我们可以把上面的页目录，页表，页都看成是数组，而虚拟地址分成的三个部分就是这三个数组的下标

• 0x12345678
• 0001001000 1101000101 011001111000

4、使能并且开启MMU

5、进入到init/main.c中执行start_kernel函数

• 执行setup_arch();
  
  • ==>setup_machine_fdt();接收了u-boot传递给内核的设备树地址然后去解析设备树内容
  • console_init()控制台初始化函数，如果在它之前调用printk则输入信息会被临时存放到缓存区中
  • vfs_caches_init()
  • ==>mnt_init();
  • ==>sysfs_init()初始化sysfs文件系统,它的作用在驱动中讲
  • rest_init()
  • ==>kernel_thread(kernel_init,,);
  • kernel_init_freeable();
  • ==>sys_open();//在应用层中的open调用了sys_open,sys_open()函数最终帮助我们找到了驱动接口
  • ==>prepare_namespace();
  • ==>mount_root();
  • ==> mount_nfs_root()通过nfs服务来挂载rootfs文件夹的

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设备树：

• 设备树是干嘛的？设备树是描述硬件信息的。
• 在操作系统内核中驱动、设备、总线
• 总线上可以理解为既挂载了设备文件又挂载了驱动程序。总线帮助我们去匹配驱动和设备。
• 所以在使用总线的前提下我们要写一个驱动程序和一个设备程序。这两种程序都会被最终编译到uImage文件中。
• 设备树命名:.dts(设备树的源文件) .dtb(设备树的二进制文件) .dtsi(设备树的头文件)
• vi arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts

设备树的基本语法：

节点和属性:

• 每个设备树文件都是从根节点开始的。其它的所有节点都必须包含于根节点。

/{    model = "字符串";对平台或芯片的描述语句，这个属性不重要。    compatible = "fs4412,key";在驱动中的某个结构体成员内容也必须是"fs4412,key"    reg = <寄存器首地址1 偏移量1 寄存器首地址2 偏移量2>；    节点@地址{ 为什么某些节点的后面会出现地址？这个地址为了区分同种设备中的不同子设备    };    标号:节点{为什么会有标号?如果后面的设备需要调用当前设备的所有信息的话，只需要调用标号就可以了    };    interrupt-parent = <&gpx0>; 中断父节点，其中gpx0是某个头文件中一个标号，引用标号的方法要加&    interrupts = <中断类型 中断号 中断触发方式>    中断类型：0代表SPI 1代表PPI    中断号：6代表了EINT[6]来索引中断号    触发方式:1上升沿触发 2下降沿触发 4高电平 8低电平};

根文件系统：

• etc/:
• inittab：每行都有4个域，用:分隔
• 域1：域2：域3：域4
• 在嵌入式中前两个几乎不用.第三个域是一种动作，第四个域是完成具体动作使用到的命令或者脚本
• tmpfs、proc、sysfs都是文件系统类型，其中tmpfs可以被挂载多次，但是proc必须挂载到proc目录下，sysfs必须挂载到/sys目录下
• mount命令只能临时挂载
• fstab文件可以永久挂载