Ubuntu下arm交叉编译环境的创建及基于s3c2410的linux2.6.22移植
经历近2周的时间，查阅大量的参考资料和贴子，终于成功将linux2.6.22移植到ARM2410上。中间走了不少弯路，不过走弯路也是一种收获，因为可以碰到和解决许多问题，增长知识。因为linux版本问题以及开发平台的不同，网上的很多文章并不完全适合自己的板子，需要自己摸索和修改。写这点东西算是对前一阶段工作的总结，以免将来忘记。
移植大体的步骤主要有：
（1） 交叉编译环境的建立（我的主机系统是ubuntu7.04）；
（2） 开发板（我用的是博创的2410）NAND flash 分区管理；
（3） LCD、网卡驱动的移植；
（4） linux内核配置和编译；
（5） rootfs的制作；
（6） 完成linux的启动和文件系统的挂载。
下面我会按照步骤逐一介绍。
一、 交叉编译环境的建立
建立交叉编译环境就是在宿主机（也就是pc机）的系统上建立一个模拟ARM的工作环境，使得在这个环境下编译产生的程序能够顺利的在ARM上的系统内运行。主要工作包括binutils、gcc以及glibc的编译生成，还有一些环境变量的设置。
（1） 准备工作：
下载源代码包： binutils-2.18.tar.bz2，gcc-4.2.1.tar.bz2，glibc-2.6.1.tar.bz2，glibc-ports-2.6.1.tar.gz，linux-2.6.22.tar.bz2
补丁包： binutils-2.18-genscripts_multilib-1.patch
binutils-2.18-posix-1.patch
gcc-4.2.1-cross_search_paths-1.patch
gcc-4.2.1-posix-1.patch
gcc-4.2.1-specs-1.patch
glibc-2.6.1-cross_hacks-1.patch
glibc-2.6.1-hppa_nptl-1.patch
glibc-2.6.1-libgcc_eh-1.patch
glibc-2.6.1-RTLD_SINGLE_THREAD_P-1.patch
glibc-2.6.1-sysdep_cancel-1.patch
glibc-csu.patch
注：Binutils 是一组开发工具，包括连接器，汇编器和其他用于目标文件和档案的工具；
GCC是C编译器，用来将C代码编译成汇编代码；
Glibc就是gcc编译时需要的库了,glibc-ports是提供glibc对ARM的支持；
Linux-2.6.22.tar.bz2是内核源代码包。
需要注意的是gcc和glibc以及linux内核版本需要保持对应。如果用比较老的编译器去编译新的内核，或者用新的编译器编译老版本的内核，会出现一些莫名其妙的错误。另外补丁包也是必备的，否则编译过程中也会出错。刚开始我就深受其害。
（2） 工作目录的建立：
目录的结构可以参考《Building.Embedded.Linux.Systems》。推荐整个目录放到/usr/local下，这样所有的用户都有访问权限。我当初没经验，直接放到home下了，后来会有些用户权限的小麻烦。这里给出我的目录结构：
$root@host:/home# ls
arm host
其中host是我的普通登陆
用户帐号目录，arm就是工作目录了。为了方便，我平时用root登陆。
$root@host:/home# cd arm
$root@host:/home/arm# mkdir build-tools kernel rootfs tmp tools
其中编译交叉工具时的主要工作都在build-tools目录下完成，kernel目录用来存放内核源代码，rootfs目录是用来建立启动根文件系统的（后面会详细介绍），tmp是临时文件存放目录，tools目录就是最终生成的编译器gcc和glibc存放的地方。
（3） 设置环境变量：
$root@host:/home/arm# export PRJROOT=/home/arm
$root@host:/home/arm# TARGET=arm-linux
$root@host:/home/arm# PREFIX=${PRJROOT}/tools
$root@host:/home/arm# TARGET_PREFIX=${PREFIX}/${TARGET}
$root@host:/home/arm# PATH=${PREFIX}/bin:${PATH}
其中TARGET定义了交叉工具的工作平台类型，PREFIX指定交叉工具的最终安装目录，PATH指定系统寻找交叉工具可执行文件所在的路径。
（4） 编译前的准备：
$root@host:/home/arm# cd ${PRJROOT}/build-tools
$root@host:/home/arm/build-tools# mkdir build-binutils build-boot-gcc build-glibc build-gcc build-glibc-headers patch
将源码包放到这个目录下
$root@host:/home/arm/build-tools# ls
build-boot-gcc build-glibc build-binutils build-gcc build-glibc-headers patch
binutils-2.18.tar.bz2 gcc-4.2.1.tar.bz2 glibc-2.6.1.tar.bz2 glibc-ports-2.6.1.tar.gz
将补丁放到patch目录下：
$root@host:/home/arm/build-tools# cd patch
$root@host:/home/arm/build-tools/patch# ls
binutils-2.18-genscripts_multilib-1.patch binutils-2.18-posix-1.patch
gcc-4.2.1-cross_search_paths-1.patch gcc-4.2.1-posix-1.patch
glibc-2.6.1-cross_hacks-1.patch
glibc-2.6.1-hppa_nptl-1.patch glibc-2.6.1-libgcc_eh-1.patch
glibc-2.6.1-RTLD_SINGLE_THREAD_P-1.patch
glibc-2.6.1-sysdep_cancel-1.patch glibc-csu.patch
将内核源码包放到${PRJROOT}/kernel目录下
$root@host:/home/arm# cd kernel
$root@host:/home/arm/kernel# ls
linux-2.6.22.tar.bz2
（5） 开始编译
编译的过程主要有6个步骤;
a. 内核头文件的生成
b. Binary utilties的生成
c. Glibc头文件的生成
d. 第一阶段gcc的生成
e. glibc库文件的生成
f. 完整编译工具的生成
注：生成第一阶段gcc主要是用来生成glibc库文件。
1、 生成内核头文件
$root@host:/home/arm/kernel# tar xvjf linux-2.6.22.tar.bz2
$root@host:/home/arm/kernel# cd linux-2.6.22
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22#
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig
其中menuconfig指定了配置界面，可用的还有config(全字符界面) xconfig（xwindow下的图形界面）。Ubuntu需要安装tk8.4以支持xconfig。另外需要将mawk卸载，安装gawk。（mawk有bug）
linux2.6的内核提供了对s3c2410的支持
。在system中选上s3c2410系列就可以了。配置完毕退出保存。
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22# cd include
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# cd linux
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include/linux# ls version.h autoconf.h
version.h autoconf.h
这2个文件在后面的编译中会用到。如果没有，退到内目录下make version.h就可以了。
下面建立链接：
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# ln –s asm-arm asm
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# ln -s asm/arch-s3c2410 asm/arch
将内核头文件拷贝到最终安装目录下：
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# mkdir –p ${TARGET_PREFIX}/include
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# cp –rd asm-arm ${TARGET_PREFIX}/include
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include#
cp –r asm- ${TARGET_PREFIX}/include
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# cp –r linux ${TARGET_PREFIX}/include
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/include# cp –d asm ${TARGET_PREFIX}/include
至此内核头文件建立完毕。
2、 建立Binary utilities:
binutils是一些二进制工具的集合，其中常用的是as ，ar和ld。
$root@host:/home/arm/kernel/include# cd ${PRJROOT}/build-tools
$root@host:/home/arm/build-tools# tar xvjf binutils-2.18.tar.bz2
$root@host:/home/arm/build-tools# cd build-binutils
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils#
patch –Np1 –i /home/arm/build-tools/patch/binutils-2.18*
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils#
../binutils-2.18/configure --target=${TARGET} –prefix=${PREFIX}
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils# make
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils# make install
${PREFIX}/bin下应该生成一些以arm-linux开头的文件
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils# ls ${PREFIX}/bin
3、 生成glibc头文件：
$root@host:/home/arm/build-tools/build-binutils# cd ..
$root@host:/home/arm/build-tools/# tar xvjf glibc-2.6.1.tar.bz2
$root@host:/home/arm/build-tools/#
tar xvzf glibc-ports-2.6.1.tar.gz --directory ./glibc-2.6.1/
$root@host:/home/arm/build-tools/# cd glibc-2.6.1
$root@host:/home/arm/build-tools/glibc-2.6.1# mv glibc-ports-2.6.1 ports –v
打上补丁：
$root@host:/home/arm/build-tools/glibc-2.6.1#
patch –Np1 –i /home/arm/build-tools/patch/glibc-2.6.1-*patch
$root@host:/home/arm/build-tools/glibc-2.6.1# cd ..
$root@host:/home/arm/build-tools/# cd build-glibc-headers
这里需要添加对NPTL线程库的支持：
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc-headers#
echo “libc_cv_forced_unwind=yes”>>config.cache
echo “libc_cv_c_cleanup=yes”>>config.cache
echo “libc_cv_arm_tls=yes”>>config.cache
注：如果编译中出现”cannot compute long double size”,添加：
echo “ac_cv_sizeof_long_double=12”>>config.cache
$root@host:/
home/arm/build-tools/build-glibc-headers#
../glibc-2.6.1/configure --host=${TARGET} --prefix=”/usr” --enable-add-ons
--with-headers=${TARGET_PREFIX}/include --cache-file=config.cache
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc-headers#
make cross-compiling=yes install_root=${TARGET_PREFIX} prefix=””
install-headers
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc-headers#
mkdir –p ${TARGET_PREFIX}/include/gnu
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc-headers#
touch ${TARGET_PREFIX}/include/gnu/stubs.h
注：如果编译过程中出现找不到头文件的错误，可以根据错误提示的文件名用touch命令在相应目录下建立一个空文件，一般就可以编译通过了。
4、 生成第一阶段gcc：
$root@host:/home/arm/build-tools/# tar xvjf gcc-4.2.1.tar.bz2
打补丁：
$root@host:/home/arm/build-tools/# cd gcc-4.2.1
$root@host:/home/arm/build-tools/gcc-4.2.1#
patch –Np1 –i /home/arm/build-tools/patch/gcc-4.2.1-*
$root@host:/home/arm/build-tools/ gcc-4.2.1# cd ..
$root@host:/home/arm/build-tools/# cd build-boot-gcc
$root@host:/home/arm/build-tools/build-boot-gcc#
../gcc-4.2.1/configure --target=${TARGET} --prefix=${PREFIX} --with-headers=${TARGET_PREFIX}/include
--with-newlib --enable-languages=c --disable-threads --disable-shared
$root@host:/home/arm/build-tools/build-boot-gcc # make all-gcc
$root@host:/home/arm/build-tools/build-boot-gcc # make install-gcc
在${PREFIX}/bin下会生成 arm-linux-开头的文件：
$root@host:/home/arm/build-tools/build-boot-gcc # ls ${PREFIX}/bin
5、 生成glibc库文件：
$root@host:/home/arm/build-tools/build-boot-gcc # cd ..
$root@host:/home/arm/build-tools# cd build-glibc
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc# CC=arm-linux-gcc ../glibc-2.6.1/configure --host=$TARGET --prefix=”/usr”
--enable-add-ons --with-headers=${TARGET_PREFIX}/include
--cache-file=config.cache
这里的config.cache与前面编译glibc头文件时的config.cache完全相同。
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc# make
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc#
make install_root=${TARGET_PREFIX} prefix=”” install
对libc.so作出修改：
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc# cd ${TARGET_PREFIX}/lib
$root@host:/home/arm/tools/arm-linux/lib# cat libc.so
/* GNU ld script
Use the shared library, but some functions are only in
the static library, so try that secondarily. */
OUTPUT_FORMAT(elf32-littlearm)
GROUP ( /lib/libc.so.6 /lib/libc_nonshared.a AS_NEEDED ( /lib/ld-linux.so.2 ) )
将GROUP这一行的内容改为：
GROUP ( libc.so.6 libc_nonshared.a AS_NEEDED ( ld-linux.so.2 ) )
$root@host:/home/arm/tools/arm-linux/lib# cat libpthread.so
/* GNU ld script
Use the shared library, but some functions are only in
the static library, so try that secondarily. */
OUTPUT_FORMAT(elf32-littlearm)
GROUP ( /lib/libpthread.so.0 /lib/libpthread_nonshared.a )
将GROUP这一行的内容改为：
GROUP (libpthread.so.0 libpthread_nonshared.a )
6、 生成完整的编译工具：
$root@host:/home/arm/tools/arm-linux/lib# cd ${PRJROOT}/build-tools/build-gcc
$root@host:/home/arm/build-tools/build-gcc#
../gcc-4.2.1/configure --target=$TARGET --prefix=${PREFIX} --enable-shared
--enable-languages=c,c++ --with-threads=posix
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc# make all
$root@host:/home/arm/build-tools/build-glibc# make install
二、 NAND flash 分区管理
这块2410板自带了vivi，启动之后可以进到vivi的提示符下：
vivi>
查看分区情况：
vivi> part show
mtdpart info. (6 partitions)
name offset size flag
vivi :0x00000000 0x00020000 0 128k
param :0x00020000 0x00010000 0 64k
kernel :0x00030000 0x00200000 0 2M
root :0x00230000 0x00300000 4 3M
yaffs :0x00530000 0x03a00000 8 58M
使用part命令可以添加、删除各个mtd分区。
另外还有一种分区格式：BON，具体用法参照bon命令帮助即可。2.6内核对mtd分区格式支持的很好，所以这里采用了mtd分区方式。
其中vivi是bootloader区，param是存放启动参数设置区，kernel是内核镜像文件区，root是启动文件系统区，yaffs是文件系统区，可以视情况修改这些区域的大小。
三、 网卡和LCD驱动的移植
1． 网卡驱动移植：
这块板使用的是DM9000的网卡芯片，驱动的源代码在内核源代码的目录中可以找到：
$root@host:/home/arm/# cd kernel/linux-2.6.22
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22# cd drivers/net
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/drivers/net# ls dm*
dm9000.c dm9000.h
修改dm9000.c：
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22# vi dm9000.c
找到函数：
static int dm9000_probe(struct platform_device *pdev)
{
……….
int ret=0;
int iosize;
int i;
u32 idval
//添加下面数组，前6个数作为网卡的mac地址，注意不能和现有的网卡冲突
unsigned char ne_defethadder[]={0x08,0x08,0x08,0x08,0x12,0x27,0}
………………………….
………………………….
/* Set Node Address */
for (i = 0; i < 6; i++)
ndev->dev_addr[i] = db->srom[i];
if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr)) {
/* try reading from mac */
for (i = 0; i < 6; i++)
//修改mac地址
// ndev->dev_addr[i] = ior(db, i+DM9000_PAR);
ndev->dev_addr[i]=ne_defethaddr[i];
………………………
……………………….
}
退出保存。
修改smdk2410.c：
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22# cd arch/arm/mach-s3c2410
$root@host:/home/arm/kernel/linux-2.6.22/arch/arm/mach-s3c2410#
vi mach-smdk2410.c
在mach-smdk2410.c中添加如下内容：
…………
#include
//添加：
#include
…………
………….
#define UCON S3C2410_UCON_DEFAULT
#define ULCON S3C2410_LCON_CS8 | S3C2410_LCON_PNONE | S3C2410_LCON_STOPB
#define UFCON S3C2410_UFCON_RXTRIG8 | S3C2410_UFCON_FIFOMODE
//添加：
static struct resource s3c_d9k_resource[]=
{
[0]={
.start =0x10000000,
.end =0x10000000,
.flags=IORESOURCE_MEM
},
[1]={
.start =0x10000000+0x2,
.end =0x10000000+0x2,
.flags=IORESOURCE_MEM
},
[2]={
.start =IRQ_EINT2,
.end =IRQ_EINT2,
.flags =IORESOURCE_IRQ
}
};
static struct dm9000_plat_data s3c_device_d9k_platdata = {
.flags= DM9000_PLATF_16BITONLY
};
struct platform_device s3c_device_d9k = {
.name= "dm9000",
.id= 0,
.num_resources= ARRAY_SIZE(s3c_d9k_resource),
.resource= s3c_d9k_resource,
.dev= {
.platform_data = &s3c_device_d9k_platdata,
}
};
………………….
………………….
static struct platform_device *smdk2410_devices[] __initdata = {
&s3c_device_usb,
//启动lcd
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c,
&s3c_device_iis,
//添加
&s3c_device_d9k
//&s3c_device_ts,
};
需要注意的是起始地址和中断号的选择。这块板上DM9000芯片的INT引脚接的是EINT2，CMD引脚接的是A1，CS引脚接的是nGCS2，所以DM9000的index端口地址是0x10000000，data端口地址是0x10000000+0x00000002，据此设置结构resource s3c_d9k_resource中的参数。最后在内核编译时加上对DM9000驱动的支持就可以了，具体见内核配置和编译。
2． LCD驱动移植：
继续在mach-smdk2410.c中添加如下内容：
………….
#include
#include
#include
………….
………….
static struct s3c2410fb_mach_info smdk2410_lcdcfg __initdata={
.type=S3C2410_LCDCON1_TFT,
.fixed_syncs= 0,
.regs={
.lcdcon1= S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP|
S3C2410_LCDCON1_TFT |
S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0X01), /*HCLK/4*/
.lcdcon2= S3C2410_LCDCON2_VBPD(18)| /*19*/
S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(479)|
S3C2410_LCDCON2_VFPD(10)| /*11*/
S3C2410_LCDCON2_VSPW(14), /*15*/
.lcdcon3= S3C2410_LCDCON3_HBPD(43)|
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(639)| /*640*/
S3C2410_LCDCON3_HFPD(115), /*116*/
.lcdcon4= S3C2410_LCDCON4_MVAL(0) |
S3C2410_LCDCON4_HSPW(95), /*96*/
.lcdcon5= S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
S3C2410_LCDCON5_INVVLINE|
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME|
S3C2410_LCDCON5_PWREN|
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
},
.lpcsel= ((0XCE6)&~7)|1<<4,//0x0,
.gpccon= 0xAA8002A8,//0xaaaaaaaa,
.gpccon_mask= 0xFFC003FC,//0xffffffff,
.gpcup= 0xF81E,//0xffffffff,
.gpcup_mask= 0xF81E,//0xffffffff,
.gpdcon= 0xAA80AAA0,//0xaaaaaaaa,
.gpdcon_mask= 0xFFC0FFF0,//0x0,
.gpcup= 0xF8FC,//0xffffffff,
.gpcup_mask= 0xF8FC,//0xffffffff,
.width= 640,//240,
.height= 480,//320,
.xres= {640,640,640},//{240,240,240}, .min .max .defval
.yres= {480,480,480},//{320,320,320},
.bpp= {16,16,16}, //{16,16,16},
};
……………
……………
static void __init smdk2410_init(void)
{
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2410_lcdcfg);
platform_add_devices(smdk2410_devices, ARRAY_SIZE(smdk2410_devices));
smdk_machine_init();
}
………………..
注：注释掉drivers/char/vt.c的blank_screen_t(unsigned long dummy)的函数内容，否则lcd会在１０分钟左右关掉显示。“
最后在内核编译时需要选中对LCD的支持，具体见内核配置和编译。
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