嵌入式Linux編譯內核步驟 / 重點解決機器碼問題
嵌入式系統更新內核
1. 前言
手裏有一塊Friendly ARM的MINI2451的板子，這周試著編譯內核，然後更新一下這個板子的Linux內核，想要更新Linux Kernel 4.1版本，但是種種原因實在是沒有更新成功；於是使用Friendly ARM板子提供的3.6版本的內核，但是他們的內核全都配置好了，你只需要按照常規的方法進行編譯就好了，貌似不能更深入的理解內核， 後來我從kernel.org官網上下載原版內核，然後一點點的把2451這個板子需要文件移植過去，可謂是問題百出啊，也學習到了很多東西。
2. 準備材料
- FriendlyARM 的mini2451板子一塊
- 使用的bootloader是FriendARM提供的閉源Superboot2451.bin
- Linux3.6內核源代碼（在官網下的，純凈的）
- mini2451提供的.config文件
3. 燒寫內核的幾個重點
3.1 拿到全新內核的幾個步驟
我們拿到全新內核的時候，一定要註意幾個步驟，好像並沒有幾個書上由我寫的這麽詳細的，基本上都是給一個大體的思路，但是到了真刀真槍上場的時候，真的是問題百出。以下講圍繞這幾個方面進行討論。
a) 修改頂層Makefile
b) Machine ID的處理（ 在arch/arm/ 的mach中增加C文件 -> 修改Kconfig -> 修改Makefile文件 ）
c) 在arch/arm/tools/mach-types 文件中增加Machine ID
3.1.1 修改頂層的Makefile
Makefile一共要修改2個地方即可：
修改arch架構： ARCH ?= arm 註意，arm這幾個後面不要打空格啊，要不然make的時候不識別。
修改cross_compile 路徑：CROSS_COMPILE?= /home/user/toolchian/arm-linux-
註意1，CROSS_COMPILE的表述，我這裏給的是全路徑，而不是像書籍和網絡博客上給的 arm-linux- ，這裏為什麽呢？因為你的電腦裏面可能裝了不是一個交叉編譯環境的工具鏈，所以這裏強烈推薦使用交叉編譯環境的絕對路徑，絕對不會出錯，可以放心大膽的使用。
註意2，arm-linux- 後面不要加空格，否則不會識別的，和ARCH那個選項一樣，都不要有空格。
Makefile只需要改這兩個位置就可以了，大可保存。
3.1.2 為了Machine ID準備之修改C文件
路徑就是 -> ./arch/arm/ 裏面關於mach-"各種型號"，你在教學視頻或者書上經常看見如下的說明：
找一個和你板子型號相近的c文件然後復制一份出來。
我使用的是Linux3.2內核且，我的板子的型號是S3C2451的，所以很理所應當的找到mach-s3c24xx這個文件夾， ! 但是我發現在Linux4.1和Linux2.4版本的內核中沒有mach-s3c24xx這個文件夾，其實沒有什麽關系，只要找到和你板子芯片型號相近的就可以的。
我這裏是復制FriendlyARM提供的mach-mini2451.c這個文件，在這個文件需要註意幾個地方，我現在還不是很明白這個文件是做什麽的，看裏面很多初始化的程序包括GPIO、時鐘、定時器、中斷等等，應該是對2451板子進行初始化的。暫時我還不會寫，靠移植吧。
- 文件末尾MACHINE_START( USER_DEFINE_STRING, "USER_DEFINE_STRING" ) { .... } 這個就是MACHINE id 的位置
- 還有其中定義的函數，需要依賴很多頭文件，原生內核裏面沒有，缺什麽我就從FriendlyARM裏面拷貝到相應的目錄。
文件末尾的MACHINE_START傳遞的參數的USER_DEFINE_STRING就是我們一會兒要寫入machine id的宏定義，我這裏宏定義的字符串是MACH_MINI2451
3.1.3 修改mach-xxxx中的Kconfig文件
剛才剛剛添加了新的mach-mini2451.c的文件，就要在和這個文件同一個目錄下的Kconfig中加入這個的配置項，我給出我的配置項：
config MACH_MINI2451
bool "MINI2451BYDELVIS"
#select S3C24XX_SMDK
select S3C_DEV_FB
select S3C_DEV_HSMMC
select S3C_DEV_HSMMC1
select S3C_DEV_NAND
select S3C_DEV_USB_HOST
select S3C2416_SETUP_SDHCI
select WIRELESS_EXT
select WEXT_SPY
select WEXT_PRIV
select AVERAGE
help
Say Y here if you are using an FriendlyARM MINI2451在Kconfig中增加這個字符串，在頂層進行make menuconfig的時候，這個選項就會出來，我們在make menuconfig的時候，最先應該的就是選擇板子的架構
1) System Type --> ARM sytem type( Samsung S3C24XX Socs ) --> Samsung S3C24XX SoCs
選擇後返回上一層
2）SASUNG S3C24XX SoCs Support ---> 先選上 SASUNG S3C2416/S3C2450 ---> 下面自動出 MINI2451BYDELVIS 一會兒說這個菜單的顯示邏輯如何的
3）Exit 並且 Save 成為.config
這些菜單的邏輯和歸屬主要是Kconfig決定的，我們的config MACH_MINI2451這個條目要放到正確的位置，不是隨便放一個位置就行，我們的每一個子菜單對於.config來說都是一項配置。
看圖，首先註意兩個畫紅圈的位置，我們講config MACH_MINI2451這一坨放在了 if CPU_S3C2416 ..... endif這個裏面，也就是說我們在make menuconfig中選擇了”MINI2451BYDELVIS“這個選項的時候，MACH_MINI2451默認在.config文件CPU為S3C2416，（也可見，我們的mach-mini2451.c文件是復制mach-s3c2416.c文件改裝而來了）
在make menuconfig菜單中，也只有選擇S3C2416這個CPU型號，我們的這個選項才會出現
3.1.3 修改mach-s3c24xx文件下的Makefile文件
我們平白無故的增加了mach-mini2451.c文件，如果進行全局編譯的時候，是不會進行編譯的，因為沒有makefile進行指導編譯，所以我們需要修改這一層的Makefile，當我進行全局編譯的時候，就有規則指導編譯器進行編譯。
# add by Carlos 2017.12.6
obj-$(CONFIG_MACH_MINI2451) += mach-mini2451.o mini2451-lcds.o在這一層的Makefile文件中隨便找一個位置，然後按照這個格式輸出文件。
3.1.4 增加機器碼
說到機器碼，我真的不得不吐槽一下Friendly ARM，在購買Friendly ARM的時候，購買的宣傳界面，大篇幅的說他們花了重金開發了Superboot2451.bin企業級的bootloader，重點是閉源，bootloader還是不錯的，從SD卡引導，支持串口，驅動支持的挺全的，還有一個他們獨創的可視化界面miniTools的USBMODE一鍵安裝系統，一鍵下載程序。但是好歹閉源的同時，把bootloader的關鍵參數給出啊！！！！我找了他們的Wiki，找了官網，手冊，就是沒有知道Superboot2451.bin的Machine ID，好歹把ID值給出來啊。
恩，後來經過實驗輸出，得到強大的閉源Superboot2451.bin的 機器碼 machine id 是： 0x00000695
好了，吐槽到此為止，我還是建議自己開發uboot，這樣方便。
只有bootloader和kernel中的機器碼一樣，內核才能正常啟動，否則將會拋出：
Error: unrecognized/unsupported machine ID (r1 = 0x33f60264).
我們要麽改正uboot中的ID，要麽改正kernel中的ID，總之，無論數字是什麽，要一樣。
好了，Superboot2451.bin的既然是閉源的就沒辦法進行改正了，那麽我們只能改正Kernel中的ID了，那麽Kernel中的ID該怎麽改正呢？
切換到： arch/arm/tools/文件夾，裏面有個mach-types文件，我們在後面追加一個：
mini2451 MACH_MINI2451 MINI2451 0x695
細心的朋友已經發現了，在上面的章節中，零零散散的文件用的也是這些字符，也就是mini2451、MACH_MINI2451、MINI2451這個宏定義都是這個ID值。
到此我們的的內核配置完畢了。
3.2 make menuconfig配置
切換到最後一步，進行make menuconfig進行.config的配置，在韋東山老師的視頻裏面，提到這個.config文件來源於三個部分
- 進行make menuconfig配置後的，你需要一條條的進行配置。
- 使用默認配置，在上面修改
- 使用廠家提供的
我這裏，使用廠家提供的mini2451_linux_config文件，在上面進行修改，首先就把運行把這個config文件復制過來，並且名字改為.config覆蓋原有的.config文件，然後進行make menucofig，在system type中如同上面講述的選擇正確的板子的型號。如果你沒有選擇，就會出現這樣的異常，在內核編譯到最後的時候，出現編譯kernel出現no machine record defined 錯誤。然後一些鬼一樣的網站給出餿主意，還被大量的博客轉載，簡直就是誤導人，你經過google或者百度，會有一個這樣的解決方案 ：
這裏給一個！反！面！教！材！：
放狗搜後，按照如下方法可以解決。將arch/arm/kernel/vmlinux.lds的最後兩行(如下)，給註釋起來，但都沒說是為了什麽
ASSERT((__proc_info_end - __proc_info_begin), "missing CPU support")，
ASSERT((__arch_info_end - __arch_info_begin), "no machine record defined")反面教材來源：uncompressing linux .................................................後沒反應解決辦法 前半部分
簡直是神一樣的操作，出錯了，註釋起來就可以維持了，什麽邏輯，簡直是對技術的侮辱！！！我嘗試過了，的確內核編譯通過了，可以把內核傳輸到ARM上面，到Load Kernel的下一步，就拋出了Error: unrecognized/unsupported machine ID (r1 = 0x33f60264). 的異常，顯然是沒有機器碼沒有定義。
註釋這個鬼方法根本就不能用好嗎？誰出的餿主意！！
正確的解法是：
按照我們上面的章節進行配置，順理成章的解決Machine ID的問題： ->
1) Machine ID的處理（ 在arch/arm/ 的mach中增加C文件 -> 修改Kconfig -> 修改Makefile文件 ）
2) 在arch/arm/tools/mach-types 文件中增加Machine ID
3) 在make menuconfig的menu中選擇system type，選擇正確的型號，會自動配置到.config
3.3 make
然後開始make就可以了，編譯內核，我一般都喜歡用make -j8 多線程編程，速度快，但是很燒CPU。。。
基本上都是這樣的狀態。。。看溫度。
編譯完成之後，按照Friendly ARM提供的文檔，把zImage文件拷到SD卡正確的路徑，然後從SD卡啟動正常燒寫就好了。
4 總結
看到這樣的輸出的時候，真的很激動，終於內核開始正常解壓了。磨了人好幾天。
第15周主要搞內核的搞完了，最近要忙著復習考試，內核事情可能要稍微緩緩了。以後再慢慢研究。
參考文獻：
[1] 貴氣的博客著.Error: unrecognized/unsupported machine ID (r1 = 0x33f60264)..新浪博客.2011-03-20.
[2]韋東山著.《嵌入式Linux完全開發手冊-應用開發》書籍.
[3]FriendlyARM著.2451開發手冊. 用戶手冊.
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