拿到一塊YC2440（s3c2440）的開發板，經過幾天的學習，我對arm-linux系統開發步驟有了一些認識。就以開發這個開發板為例，arm-linux開發工作大概分4個部分

1.硬件(hardware)

2.引導加載器(bootloader)

3.內核(kernel)

4.文件系統(file system)

硬件

我并不是硬件工程師，但我知道硬件的設計基本上是從性能，結構，可靠性等方面的需求方面來考慮。比如串口調試很常用，那么硬件就需要設計串口。在比如硬件需要接LCD，就必須提供LCD接口。

bootloader

bootloader是什么？

bootloader是一個引導程序，它最主要的功能是加載內核，所謂加載內核就是讓內核代碼常駐內存，并且得到執行。

bootloader因為什么而存在？

每一種CPU都有自己的啟動方式

a)CPU上電后從某個地址開始取指令運行，這樣的指令往往是已經固化的，因為RAM剛上電時，里面的內容是沒有意義的，很多單片機是這樣方式。可以說這根本不是boot

b)CPU上電后從ROM讀代碼到RAM，然后跳到RAM里開始執行，這種方式的CPU一般會拷貝固定長度的二進制代碼到RAM，因為它不知道有效代碼有長，只有一個固定的長度拷貝完成后，CPU才知道拷貝工作完成，以便從RAM執行。這就是boot

c)方式二只能拷貝固定長度的代碼到RAM運行，為了拷貝更多的代碼到RAM運行，方式二就做了改進，首先進入RAM的代碼不是一個功能固件，而是另一個功能代碼的加載器(loader)，這就是bootloader了

arm的bootloader

arm會拷貝4K長度的代碼運行。顯然arm不是為4K的固件設計的。拷貝代碼到RAM并不需要很多指令，因為ARM對RAM的管理需要一個MMU控制器（可以讓CPU訪問更多的RAM或許）而這個控制器需要配置相關寄存器，所以代碼可能要多一點，另外可能還有許多別的功能，所以代碼可能會更多。當然都不超過4K時都沒問題，但往往還是要過4K的。所以真正arm-linux的bootloader一般有兩步驟：

a)拷貝4K代碼到RAM，開始執行

b)拷貝另一段代碼到RAM并初始化一些必須的硬件設置，開始執行

u-boot

u-boot是一種很流行的bootloader，除了加載內核，它還提供了許多其他功能。基本上u-boot是一個精簡的linux，它提供人機交換的，一般現在linux開發都采用串口方式使用u-boot。

關于u-boot的說明有很多，我簡單說明一下

a)u-boot可以被打斷，通過串口向u-boot輸入命令后，u-boot中斷，可以執行各種命令，這些命令有專門的手冊可以查詢。串口其實就是u-boot的一個遠程終端。

b)u-boot可以設置網絡，通過tftp服務，u-boot可以下載代碼到RAM然后執行，也可以燒寫到flash

c)u-boot之所以有這么多功能是因為里面集成了許多驅動，如果要讓u-boot有更多的功能可以在u-boot源代碼里添加，如果要用硬件就需要添加驅動。

d)如果要修改u-boot需要。。編譯。。。。。。。。。。。。

內核

Linux內核部分是工作量比較多的部分

1.交叉編譯

2.BSP

3.Kconfig以及內核裁減

4.鏡像制作和燒寫

交叉編譯

關于交叉編譯，網絡上有很多文章。以ubuntu 8.10說明一下：

a)下載編譯器，比如arm-linux-gcc 3.4.1

b)sudo tar vxjf arm-linux-gcc 3.4.1.bz2 –C /

c)命令行編譯需要設置環境變量

sudo gedit /etc/bash.bashrc

在文件最后添加 export PATH=$PATH:/usr/local/arm/3.4.1/bin

重新登錄

d)arm-linux-gcc –v 查看版本便知道交叉編譯器是否安裝成功

BSP

Linux的BSP其實就是外設驅動集合。比如擴了一個串口，需要編寫設備驅動。關于設備驅動編寫是一個很大的話題，我想這是另外需要一本書的《Linux Device Driver.3rd Edition》。看不懂可以看看參考http://www.deansys.com/doc/ldd3/index.html。

Kconfig以及內核裁減

Kconfig是用于定制內核的，有了交叉環境、BSP以及內核源碼后，就可以做Kconfig.源碼包的Makefile需要從.config得到信息以便把需要的東西編譯到內核，不需要的東西不放進來，這樣的內核是最精簡有效的。問題是這些信息是龐大的，正如管理一個大的工程用Makefile一樣，管理一個越來越復雜的內核用Kconfig。

以下引用自互聯網

Kconfig文檔的作用

內核源碼樹的目錄下都有兩個文檔Kconfig（2.4版本是Config.in）和Makefile。分布到各目錄的Kconfig構成了一個分布式的內核配置數據庫，每個Kconfig分別描述了所屬目錄源文檔相關的內核配置菜單。在內核配置make menuconfig(或xconfig等)時，從Kconfig中讀出菜單，用戶選擇后保存到.config的內核配置文檔中。在內核編譯時，主Makefile調用這個.config，就知道了用戶的選擇。

*上面的內容說明了，Kconfig就是對應著內核的配置菜單。假如要想添加新的驅動到內核的源碼中，能夠修改Kconfig,這樣就能夠選擇這個驅動，假如想使這個驅動被編譯，要修改Makefile

so添加新的驅動時需要修改的文檔有兩種（注意不只是兩個）

*Kconfig

*Makefile

要想知道怎么修改這兩種文檔，就要知道兩種文檔的語法結構

Kconfig

每個菜單都有一個關鍵字標識，最常見的就是config

語法：

config

symbol是個新的標記的菜單項，options是在這個新的菜單項下的屬性和選項

其中options部分有：

1、類型定義：

每個config菜單項都要有類型定義，bool布爾類型、 tristate三態：內建、模塊、移除 string字符串、 hex十六進制、 integer整型

例如config HELLO_MODULE

bool "hello test module"

bool類型的只能選中或不選中，tristate類型的菜單項多了編譯成內核模塊的選項，假如選擇編譯成內核模塊，則會在.config中生成一個CONFIG_HELLO_MODULE=m的配置，假如選擇內建，就是直接編譯成內核影響，就會在.config中生成一個CONFIG_HELLO_MODULE=y的配置.

2、依賴型定義depends on或requires

指此菜單的出現和否依賴于另一個定義

config HELLO_MODULE

bool "hello test module"

depends on ARCH_PXA

這個例子表明HELLO_MODULE這個菜單項只對XScale處理器有效。

3、幫助性定義

只是增加幫助用關鍵字help或---help---

內核的Makefile

在linux2.6.x/Documentation/kbuild目錄下有周詳的介紹有關kernel makefile的知識。

內核的Makefile分為5個組成部分：

Makefile     最頂層的Makefile

.config        內核的當前配置文檔，編譯時成為定層Makefile的一部分

arch/$(ARCH)/Makefile    和體系結構相關的Makefile

s/ Makefile.*      一些Makefile的通用規則

kbuild Makefile           各級目錄下的大概約500個文檔，編譯時根據上層Makefile傳下來的宏定義和其他編譯規則，將源代碼編譯成模塊或編入內核

頂層的Makefile文檔讀取 .config文檔的內容，并總體上負責build內核和模塊。Arch Makefile則提供補充體系結構相關的信息。 s目錄下的Makefile文檔包含了任何用來根據kbuild Makefile 構建內核所需的定義和規則。

（其中.config的內容是在make menuconfig的時候，通過Kconfig文檔配置的結果。

舉個例子：

假設想把自己寫的一個flash的驅動程式加載到工程中，而且能夠通過menuconfig配置內核時選擇該驅動該怎么辦呢？能夠分三步：

第一：將您寫的flashtest.c 文檔添加到/driver/mtd/maps/ 目錄下。

第二：修改/driver/mtd/maps目錄下的kconfig文檔：

        config MTD_flashtest

             tristate “ap71 flash"

         這樣當make menuconfig時 ，將會出現 ap71 flash選項。

第三：修改該目錄下makefile文檔。

ü添加如下內容：obj-$(CONFIG_MTD_flashtest)       += flashtest.o

這樣，當您運行make menucofnig時，您將發現ap71 flash選項，假如您選擇了此項。該選擇就會保存在.config文檔中。當您編譯內核時，將會讀取.config文檔，當發現ap71 flash 選項為yes 時，系統在調用/driver/mtd/maps/下的makefile 時，將會把 flashtest.o 加入到內核中。即可達到您的目的

make menuconfig后這個藍色的終端里，有許多復雜的配置，根據需要配置好后保存就可以了。

ubuntu 8.10出現make menuconfig失敗，一堆錯誤，這個需要

sudo apt-get install libncurses5-dev

鏡像制作和燒寫

內核鏡像是被bootloader加載的，比如u-boot可以把內核鏡像加載到RAM并執行。制作u-boot可加載的鏡像需要使用mkimage工具，所以

sudo cp ~/tools/mkimage /usr/bin

make uImage

需要注意的是如果mkimage權限不對make uImage是會出錯的，可以設置一下權限

sudo chmod 777 /usr/bin/mkimage

如果一切成功那么在linux-xxxx/arch/arm/boot下就有uImage文件了。

如果要更清楚里面的細節，需要對mkimage做進一步了解。

燒寫的工作還是交給u-boot吧，大概工作是這樣的：

a)中斷u-boot

b)需要一個tftp服務器，比如Windows XP下安裝tftpwin就可以了

c)調用u-boot命令啟動下載燒寫