制作嵌入式芯片s3c2410板卡的NetBSD启动镜像

gvim

Composed by gvim from chinaunix, keep its integrality when copied. 3Q

最近事很多，抽时间在arm9的s3c2410a上跑了一把NetBSD3.0。参考了网上一些资料，尤其是一个韩国的网站(看不懂啊，蝌蚪文)，我把过程详细记录下来，以滋同好。

整个过程十分简单！我认为原因在于NetBSD是一个完整的OS。
下面是过程的详细描述(由于NetBSD本身优秀的生成框架，所以步骤不多，我能做的只有把说明说详细些，说罗嗦些，呵~)

制作的host环境，随便，既：可以是NetBSD自己，也可以是FreeBSD,Linux都可以，方法都一样。

目标运行环境s3c2410芯片的开发版(我试验了两块，但并不保证所有板子都可以无修改的运行)

1

在ftp://ftp.netbsd.org/pub/NetBSD/NetBSD-3.0.1/source/sets/下载netbsd的源代码，包括src.tgz, syssrc.tgz, gnusrc.tgz, share.tgz

% foreach file (*.tgz)
?   tar -xzf $file -C /
? end                       #解压缩所有元码文件到/usr/src目录

src.tgz是/usr/bin, /usr/sbin, /bin, /sbin下工具，/lib /libexec库文件等等的源代码
syssrc.tgz是NetBSD系统的内核源代码
gnusrc.tgz是gnu社区的软件的源代码，包括gcc编译器,gdb调试器，binutils等等工具，以及这些Gnu工具所需要的库
share.tgz包含了makefile所需要的编译控制文件，在/usr/share/mk下也有一份

2

交叉编译器
cd /usr/src
mkdir ../obj
./build.sh -mevbarm tools

交叉编译arm交叉编译器(见补充：1)，-m选项是告诉build.sh我们需要的是arm的编译器。
这步之后在/usr/src下生成一个tooldir.xx文件夹。
我是在FreeBSD6.1下编译的，所以该文件夹名为tooldir.FreeBSD-6.1-RELEASE-i386。
在Zenwalk Linux下的名字是tooldir.Linux-2.6.16-unknow-i386

默认生成的是4.1.2，如果需要使用3.3.3的编译器，可以在/etc/mk.conf(可能需要手动建立)中添加HAVE_GCC=3

在~/.cshrc中set path最后添加：/usr/src/tooldir.FreeBSD-6.1-RELEASE-i386/bin，这样，一个完整的交叉编译环境就已经搭建好了。不要忘了tcsh需要rehash

3

编译内核(一些详细的说明过一会说明，这里仅仅是步骤)
由于NetBSD已经移植了三星s3c2410芯片的smdk2410开发版的代码，所以我们的过程就十分简单。
cd /usr/src
vi sys/arch/evbarm/conf/SMDK2410  
#我自己的并没有怎么调整，只是打开了一些调试开关。注意一定要保留options COMPAT_30选项(如果有的话)
./build.sh -mevbarm -u kernel=SMDK2410_INSTALL  #注意这里是_INSTALL

这样，在/usr/obj/sys/arch/evbarm/compile/SMDK2410_INSTALL目录下的netbsd就是我们的内核

4
制作ramdisk
该步十分简单，但是十分繁琐。

十分偷懒的一个方法了，呵呵。(如果你有兴趣知道麻烦的制作方法，欢迎与我联系探讨)

在ftp://ftp.netbsd.org/pub/NetBSD/NetBSD-3.0.1/evbarm/binary/sets/ 下载base.tgz和etc.tgz两个包，如果你需要编译工具也可以下载comp.tgz 别人已经帮我们编译完了，我们麻烦的自己编译干什么

(接下来假设这些包已经放在我们的home里面)
cd ~
tar -zxf *.tgz 到 ~/sets目录(目录名任意)
在~/sets里删除不需要的东西 (附件里我贴出一份我自己的文件列表，包括vi编辑器，gcc编译器和最基本的头文件)

cd ~
nbmakefs -s 3m -t ffs image ~/sets
#-s(ize) 3m; -t(ype) ffs 。从sets目录生成一个3m的名为image的文件。首先需要保证sets下的文件总共小于等于3m(用du察看)。制作大文件后面再说。

这样，我们也做好了一份ramdisk。

5

把ramdisk和内核拼到一起
cd ~
cp /usr/src/sys/arch/evbarm/compi..../netbsd .  #把你在第三步编译的内核考到home里，便于我们操作
arm--netbsdelf-mdsetimage -sv netbsd image   #把第四步制作的image拷贝到内核里面(见补充：2)
arm--netbsdelf-objcopy -S -O binary netbsd netbsd.bin #去掉一些不必要的信息，生成一个可以直接执行的二进制镜像

ok，至此，我们的工作全部完成。把netbsd.bin download到你的板子上试试。


补充：1 关于交叉编译器。

这个编译器是一个完整的交叉编译环境。把执行目录放到path里面就可以直接使用。比如，在FreeBSD6.1下面编译Linux2.6.16的内核，只需要：
gmake ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm--netbsdelf- menuconfig
gmake ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm--netbsdelf-
....
既可(我可以在FreeBSD6.1和Zenwalk Linux2.6.16编译出Linux内核，但是在编译boot的时候出现问题，但是问题与编译环境无关)

-m参数所支持的平台，全部可以在build.sh脚本里的getarch()函数里找到。

不过它的make使用的是bmake，正确的方法是用nbmake-evbarm：
如：

cd /usr/src/sys/arch/evbarm/conf
nbconfig SMDK2410_INSTALL
cd ../compile/SMDK2410_INSTALL
nbmake-evbarm depend
nbmake-evbarm

这样和第3步一样，也是编译交叉内核。nbmake-evbarm是一个wapper文件，可以用vim等编辑器在/usr/src/tooldir.xxx/bin下面察看。
而编译Gnu的一些软件时需要使用gmake，如上面的Linux内核编译。

如果新入门的朋友对于制作交叉编译器觉得很麻烦，或是出现恼火的问题，不妨用NetBSD的代码和build.sh来做。除了 arm--netbsdelf- 和 arm--linux- 名字不同外，其余方面在我所使用的地方还没见到不同。

补充：2 关于ramdisk的~/sets目录的制作
这个东西要深入的讲的话涉及的东西也不少，我这里就不打算写的太麻烦。

1) 其实就是用ldd看动态库，但是这玩意比较麻烦，因为i386 host上不能执行arm的ldd。(附件里面给出我自己的文件列表)
我的方法比较笨，把我需要的命令，不管能不能运行，先做成一个image运行，然后在arm自己的运行环境里用ldd一个一个找。如果你有好方法请告诉我。
反正我用的命令不多，所以笨点也无所谓了，嘿嘿

2) ramdisk的大小是严格要求的，在conf/INSTALL文件(该文件由SMDK2410_INSTALL包含进去)中有一句MEMORY_DISK_ROOT_SIZE=6150，它是以512字节的快形式给出，具体的换算是6150*512/1024 = 6150/2 =3075k 稍微大于3m(所以我们在第4步的nbmakefs 的时候 -s参数给的是3m)，这里内核本身预留的空间至少要大于后等于nbmakefs产生的ramdisk大小。

所以，如果预留的空间比ramdisk大，可以在arm--netbsdelf-mdsetimage的时候使用-s参数，使内核中的记录MEMORY_DISK_ROOT_SIZE的常量得到修改。

另外，在保留了MEMORY_DISK_ROOT_SIZE的时候，我们可以看到内核的大小。
ls -lh /usr/src/...../SMDK2410_INSTAll/netbsd
我的大小是5.8M，其中ramdisk占3m，内核本身占2.8m。gzip -9压缩后内核总大小是2.2m
这是没有精简的内核，我无聊的时候做过一个最精简内核，大概500k左右。

这个ramdisk只有3m，如果要制作更大的ramdisk，放更多的东西进去，需要修改2行内核代码，有兴趣咱们再另外说

3) 可能需要根据你的需要修改~/sets/etc下的文件内容

总结：
用NetBSD做开发的优势：

1) 搭建交叉编译环境异常轻松，不仅仅在NetBSD下，甚至Linux，FreeBSD下都可以。Linux下的交叉环境，对新入门朋友来说，自己搭建的话困难重重

2) 制作镜像十分轻松。又过接触的应该知道：一般来说，Linux的内核，ramdisk，文件系统 这些东西都是分开的，放在Flash的不同区块里。新入门的朋友可能有很大一部分会阻碍在这个地方。而NetBSD的内核和ramdisk是结合在一起的。(当然，你也可以分开做，存放在Flash的不同区块。具体方法请在google上找)。你也可以认为它就是一个内核，其中自包含了所有运行需要的东西，你只要照顾好bootloader即可。

3) 支持的计算机体系多，同一体系的不同平台多，平台越多越易于用户移植

4) 每个体系自带bootloader，都在sys/arch/xxx/stand下，对于研究相关boot(loader)的朋友来说，是个绝好的例子。这个东西可以独立编译，除了gzip的解压缩过程之外，代码只分布在3-5个简短的文件中。

5) NetBSD内核是独立的，与bootloader无关，不需要接收bootloader来的任何参数。相比较，Linux的初始条件会受到bootloader的影响，如某些寄存器。简单说来，bootloader只需要将内核拷贝到预期地址distination，然后执行一个直接跳转jmp *distination 即可

6) 欢迎补充

劣势：
1) 没有Nand Flash文件系统，如Yaffs等
2) 某些驱动或设施没有Linux多，比如LCD 的 FrameBuffer
3) 没有实时性，相比Linux提供的软实时性来讲，现阶段NetBSD没有提供实时性
4) 欢迎补充

[ 本帖最后由 gvim 于 2006-7-31 16:03 编辑 ]

gvim

这是我的完整启动信息。

Copyright (c) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006
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Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
    The Regents of the University of California.  All rights reserved.

NetBSD 3.99.21 (SMDK2410_INSTALL) #33: Sun Jul 30 00:26:12 UTC 2006
        root@vi:/usr/src.netbsd/sys/arch/evbarm/compile/SMDK2410_INSTALL
total memory = 65536 KB
avail memory = 34776 KB
mainbus0 (root)
cpu0 at mainbus0: ARM920T rev 0 (ARM9TDMI core)
cpu0: DC enabled IC enabled WB enabled EABT
cpu0: 16KB/32B 64-way Instruction cache
cpu0: 16KB/32B 64-way write-back-locking-A Data cache
ssio0 at mainbus0: fclk 200 MHz hclk 100 MHz pclk 50 MHz
ohci0 at ssio0 intr 26
ohci0: OHCI version 1.0
usb0 at ohci0: USB revision 1.0
uhub0 at usb0
uhub0: Samsung OHCI root hub, class 9/0, rev 1.00/1.00, addr 1
uhub0: 2 ports with 2 removable, self powered
sscom0 at ssio0 unit 0: UART0 addr=50000000
sscom0: console (major=104)
sscom1 at ssio0 unit 1: UART1 addr=50004000
ssextio0 at ssio0
cs0 at ssextio0 addr 0x18000000 intr 9
cs0: CS8900 rev. K, address 00:0a:b1:00:01:ff, media UTP
lcd0 at ssio0
wsdisplay0 at lcd0 kbdmux 1
wsmux1: connecting to wsdisplay0
ssspi1 at ssio0 unit 1
sskbd0 at ssspi1 intr 1
wskbd0 at sskbd0 mux 1
wskbd0: connecting to wsdisplay0
clock: hz=100 stathz = 64 PCLK=50000000 prescaler=2 tc=24414
md0: internal 24576 KB image area
boot device: <unknown>
root on md0a dumps on md0b
root file system type: ffs
Checking for botched superblock upgrades: done.
Starting file system checks:
/dev/rmd0a: file system is clean; not checking
Setting tty flags.
Setting sysctl variables:
Starting network.
Hostname: manber
IPv6 mode: host
Configuring network interfaces:.
sleep: not found
sleep: not found
Building databases...
Mounting all filesystems...
Clearing /tmp.
Creating a.out runtime link editor directory cache.
Checking quotas: done.
Setting securelevel: kern.securelevel: 0 -> 1
swapctl: not found
Starting virecover.
Starting local daemons:.
Updating motd.
Sun Jul 30 00:28:48 GMT 2006
#

我不会做多用户系统，因此没有login提示。
下面是两个截图，分别是vi，和cc编译

[ 本帖最后由 gvim 于 2006-7-30 02:19 编辑 ]

assiss

在NetBSD的主页上看到：（http://www.netbsd.org/contrib/projects.html#realtime）

Real time support (top)

Support realtime signals and process scheduling according to POSIX standards.

Contact(s): [tech-kern]

Estimated time: 4 month[1]

不知道这是不是所谓的软实时性。希望NetBSD做得更好。

另：据说Framebuffer的驱动进了NetBSD-current，我一直没关注CURRENT，不GVIM兄的内核显然是-CURRENT的，不知道见过没有？

NetBSD 3.99.21 (SMDK2410_INSTALL) #33: Sun Jul 30 00:26:12 UTC 2006
        root@vi:/usr/src.netbsd/sys/arch/evbarm/compile/SMDK2410_INSTALL

gvim

实时性还没开始做呢。
去年我和NetBSD的人联系过，我想做这部分。后来，呵，不了了之。

FrameBuffer有hacker倒是做出来了，录像我也看过，很是不错。不过刚才查了查没找到官方的表示。
另外，http://www.netbsd.org/contrib/projects.html#ledapi ，这里说LCD/LED没有一个通用API。

雨丝风片

使用FreeBSD的可行性如何？

isjfk

原帖由 雨丝风片 于 2006-7-31 08:37 发表
使用FreeBSD的可行性如何？

ARM9 上面的倒是听说过，不过估计是 FFS 了......

gvim

只要有mmu的处理器原则上都可以。
FreeBSD的arm port /usr/src/sys/arm/* 有一部分是直接来自NetBSD，可以看文件里面的版权声明。
目前FreeBSD的arm体系只有xscale 和sa11x0两个平台。
要把NetBSD的port原封不动的移植过来，应该比自己写代码支持新平台容易。
不过没有build.sh，应该没有NetBSD方便吧

szjungle

原帖由 gvim 于 2006-7-30 14:36 发表
FrameBuffer有hacker倒是做出来了，录像我也看过，很是不错。不过刚才查了查没找到官方的表示。

邮件列表里面有个 HOWTO:

http://mail-index.netbsd.org/current-users/2006/02/18/0018.html

我试过，比较慢，应该是这个 vesafb 驱动还不成熟。

kaiser719

照你的步骤,用gmake那个命令编译linux kernel2-4的和uclinux,均提示需要bash,我的是FreeBSD环境,用的是bash,在/.profile中已经加入那个/usr/src/tooldir.Free....i386/bin这个目录的了,但是在menuconfig时还是照样出错.如下,你的shell是怎样弄的?为啥你的用tcsh都行?
编linux kernel出错
gmake: arm--netbsdelf-gcc锛氬懡浠ゆ湭鎵惧埌
arm--netbsdelf-ld: not found
rm -f include/asm-arm/arch include/asm-arm/proc
(cd include/asm-arm; ln -sf arch- arch; ln -sf proc- proc)
rm -f include/asm
( cd include ; ln -sf asm-arm asm)
gmake -C scripts/lxdialog all
gmake[1]: Entering directory `/usr/wang/linux/scripts/lxdialog'
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o checklist.o checklist.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o menubox.o menubox.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o textbox.o textbox.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o yesno.o yesno.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o inputbox.o inputbox.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o util.o util.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o lxdialog.o lxdialog.c
gcc -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -DLOCALE  -DCURSES_LOC="<ncurses.h>" -c -o msgbox.o msgbox.c
gcc -o lxdialog checklist.o menubox.o textbox.o yesno.o inputbox.o util.o lxdialog.o msgbox.o -lncurses
gmake[1]: Leaving directory `/usr/wang/linux/scripts/lxdialog'
sh scripts/Menuconfig arch/arm/config.in
Menuconfig requires bash
gmake: *** [menuconfig] 閿欒? 1
[root@arm9 /usr/wang/linux]# exit
exit

Script done on Tue Apr 24 23:25:19 2007
编uclinux出错
config/mkconfig > config.in
gmake -C /usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog all
gmake[1]: Entering directory `/usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog'
gmake[1]: Leaving directory `/usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog'
Menuconfig requires bash
gmake: *** [menuconfig] 閿欒? 1
[root@arm9 /usr/wang/uClinux-dist]# gmake CROSS_COMPILE=arm--netbsdelf- menuconfig

[root@arm9 /usr/wang/uClinux-dist]# exit    gammake cmenuconfig
config/mkconfig > config.in
gmake -C /usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog all
gmake[1]: Entering directory `/usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog'
gmake[1]: Leaving directory `/usr/wang/uClinux-dist/config/scripts/lxdialog'
Menuconfig requires bash
gmake: *** [menuconfig]  错误? 1
[root@arm9 /usr/wang/uClinux-dist]# exit
exit

Script done on Tue Apr 24 23:11:58 2007
那些乱码的文字原来都是中文来的.

gvim

arm--netbsdelf-ld: not found
看样子是环境变量没有配置好。Linux系统默认的是使用bash，所以我没有在意这些。我有时间再帮你看看。