嵌入式实验报告三
嵌入式实验报告三
实验时间 2013/6/9 报告人
一、实验目的：
1．学习cygwin；
2．通过上机实验，使学生验证、巩固和充实所学理论知识，加深对相关内容的理解，了解嵌入式Linux的内核布局，掌握内核配置及编译方法。
二、实验要求：
1．安装cygwin及内核源码;
2．配置基于S3c2410处理器的内核选项。
3．编译生成zImage。
三、问题：
1．简述嵌入式开发中和体系结构相关的内核布局，说明哪些目录是在内核移植中需要重点关注的。
Linux内核主要由5个子系统构成：进程调度、内存管理、文件系统、网络接口和进程通信。相互关系如图：
2．简述内核编译的步骤和对应命令的作用，说明zImage、bzImage的异同。
1. 安装cygwin
安装路径 d:\cygwin 选择全部安装 All
2. 准备文件
复制linux-2.4.18-rmk7-pxa1-mz5.tar --> /tmp/edukit-2410
复制 \patch --> /tmp/edukit-2410
复制cross-armtools-linux-edukit2410.tar --> /tmp
3. 安装交叉编译工具&设置系统环境
$> cd /tmp/
$> tar -P -xvjf cross-armtools-linux-edukit2410.tar.bz2
$> ls
… armtools-linux … 出现类似这样的信息即为正确，…为/tmp/目录下其他内容
$> source armtools-linux/cross-install.sh
$> ls /usr
… arm-linux … 出现类似这样的信息即为正确，…为/usr/目录下其他内容
$> source /tmp/edukit-2410/set_env_linux.sh
4. 安装内核源码包
tar -xvjf /tmp/edukit-2410/linux-2.4.18-rmk7-pxa1-mz5.tar.bz2
5. 安装内核补丁
patch -p1
6. 编译生成内核
make xconfig或make menuconfig
选择合适的配置文件或者自己进行相应的配置
Make dep
Make zImage
7. 检测生成的内核镜像是否存在 /arch/arm/boot
bzImage和zImage的区别来自于保护模式代码的放置位置：
1. 众所周知，内核映像包括两部分代码：实模式代码和保护模式代码，当引导装载器装载
内核映像到代码段内存时，分别放置实模式代码和保护模式代码到不同的位置，然后进入实模式代码执行，实模式代码执行中转入CPU保护模式，开始执行32位保护模式代码。
2. 不管是zImage还是bzImage，他们的实模式代码部分都被装入0x9000:0000(物理地址
0x90000)-0x9A00:0000(物理地址0x9A000),其0x9000:0000-0x9020:0000是内核引导扇区，现在只是些假代码，无用。0x9020:0000-0x9800:0000是内核实模式代码。内核从这里开始执行。
3. bzImage的内核映像中的保护模式代码，由引导装载器直接装载入高位内存(物理地址
0x100000），就是1M以上。内核实模式代码在完成检查引导装载器兼容性（旧loader可能把实模式代码放在不是0x90000的其他地方，这是需要移到这里），A20初始化gdt,idt(全局描述表，和中断描述表)之后，就将CPU初始化为保护模式，然后跳转到0x100000。至此内核活了起来，他进入了强大的32位线性地址空间执行。由于bzImage是在1M以上，所以它的大小理论上是没有限制的。
4. zImage的的内核映像中的保护模式代码由引导装载器装载入低位内存
0x1000:0000-0x9000:0000(物理地址0x10000-0x90000),然后实模式代码在把它移到从64K=0x10000位置移到4K位置0x1000,然后做和bzImage实模式代码一样的事情，如：检查引导装载器兼容性，A20，初始化gdt,idt(全局描述表，和中断描述表)，最后进入保护模式代码执行，0x100:0000(物理地址0x1000）位置。所以我们看到保护模式代码范围必须是0x10000-0x90000，大小是512K字节，再大就会覆盖实模式安装代码。所以zImage的内核最大只能512K.
四、实验心得：
在这次试验中已经完全熟练了cygwin的安装，这次试验花费的时间比较长，用了两节实验课的时间才完成，第一次实验课没有成功。再课后花了些时间操作，在第二次的试验课的时候成功完成了，不过中间也遇到了一些小问题。要学好还要继续努力。