基于XIP技術(shù)的ARM Linux系統(tǒng)的研究與移植

　　3.3 Bootloader 的修改

　　Bootloader 分為兩個(gè)階段，第1 階段采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。第2 階段采用C 語言實(shí)現(xiàn)。除了進(jìn)行普通Bootloader 所需的片級(jí)和板級(jí)初始化之外，針對(duì)內(nèi)核XIP 執(zhí)行方式所做的主要工作有以下2 個(gè)：

　　1:通過查看體系Makefile 得到XIP 方式的DATAADDR 和TEXTADDR。

　　2:建立初始頁表時(shí)，為.data 和.bss 段建立好3MB 連續(xù)空間以存放xipImage。

　　4 基于XIP 的ARM Linux 內(nèi)核移植

　　本文采用的標(biāo)準(zhǔn) Linux 內(nèi)核2.6.12 版本不支持在XSBASE255 上直接運(yùn)行，需要根據(jù)開發(fā)板硬件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)移植和訂制裁減工作。

　　4.1 內(nèi)核鏈接腳本

　　生成內(nèi)核映像的鏈接腳本是在 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 中，而vmlinux.lds 是由同目錄下的vmlinux.lds.S 生成，查看腳本內(nèi)容，可以獲知內(nèi)核映像各節(jié)的虛擬地址取決于內(nèi)核符號(hào)TEXTADDR和DATAADDR，以及各節(jié)的大小。對(duì)于xipImage，其.init，.text 和__ext_table都是在NOR Flash 上，只有.data 節(jié).bss 節(jié)在主存上，因而根據(jù)配置過程中設(shè)置的CONFIG_XIP_PHYS_ADDR 值，設(shè)置TEXTADDR 為0xbf000000，而DATAADDR 則設(shè)置為0xC0008000，在內(nèi)核的CPU 片級(jí)初始化過程中的頁表建立過程中，TEXTADDR 指向NORFlash，而DATAADDR 指向主存SDRAM 中，把.init 段鏈接到.data 段之前，拷貝到SDRAM中，執(zhí)行完畢后，回收這部分主存，而內(nèi)核的.text 段以Kernel XIP 方式運(yùn)行[4][5]。

　　4.2 移植源代碼

　　下面闡述在 XSBase255 開發(fā)板上以XIP 運(yùn)行內(nèi)核的移植過程[6]。

　　4.2.1 添加機(jī)器平臺(tái)支持、目錄框架及內(nèi)核配置的支持

　　4.2.2 源代碼文件移植，為實(shí)現(xiàn)XIP，在arch/arm/mach-pxa/Makefile.boot 中定義內(nèi)核映像text節(jié)的物理地址，即ZRELADDR 的地址值 zreladdr-y := 0xa0008000

　　4.2.3 閃存分區(qū)的移植

　　本文采用的是 NOR Flash，根據(jù)開發(fā)板上閃存的起始地址和大小劃分為Bootloader，Kernel ， Rootfs 等四個(gè)不同部分。其初始地址和大小分別分Persistant storage 0x01000000-0x02000000, Initial ramdisk image 0x00300000-0x01000000,Kernel Image0x00020000-0x00300000 ,Bootloader 0x00000000-0x00020000

　　4.3 配置內(nèi)核

　　根據(jù)開發(fā)板移植好特定代碼后，本節(jié)對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置，主要通過make menuconfig 命令啟動(dòng)的圖形交互界面進(jìn)行。

　　4.3.1 指定內(nèi)核CPU 體系和交叉編譯器及選擇系統(tǒng)類型

　　4.3.2 啟動(dòng)XIP 支持

　　在菜單 Boot options 中，選中Kernel Execute-In-Place from rom，并設(shè)置好XIP 內(nèi)核的物理位置0x00380000。

　　4.3.3 設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)

　　同樣在 Boot options 中，設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)，如圖2 所示。

　　4.3.4 選擇串口驅(qū)動(dòng)和控制臺(tái)驅(qū)動(dòng)

　　4.3.5 啟動(dòng)MTD 和NOR Flash 分區(qū)至此內(nèi)核配置完畢，使用 make xipImage，獲得XIP 內(nèi)核映像。

　　5 文件系統(tǒng)的制作

　　為了支持 XIP，需要選擇Linear CRAMFS 作為根文件系統(tǒng)。系統(tǒng)使用過程中的其他需要，可以采用其他類型的文件系統(tǒng)，如系統(tǒng)的臨時(shí)文件可以采用RAMFS/TMPFS,系統(tǒng)中可修改的配置數(shù)據(jù)可以采用JFFS2 文件系統(tǒng)掛載。最終定制的文件系統(tǒng)類型如表1 所示：

　　本文采用嵌入式系統(tǒng)常用的 Busybox 方法制作根文件系統(tǒng)映像[7]。先編譯生成系統(tǒng)應(yīng)用程序，再建立完整的頂層目錄和必要的其他文件。然后使用的Linux2.6 自帶的mkfs.cramfs工具制作rootfs_cramfs.img 映像。至此根文件系統(tǒng)制作完畢。