[직무교육] 임베디드 리눅스 커널 포팅 및 구조 Day3

임베디드 리눅스 커널 포팅 및 구조

Day3

리눅스 커널 로드 단계

• 커널이 시작되면서 페이지 테이블이 만들어진다.
• MMU가 설정되면 리눅스 커널은 가상주소를 기준으로 메모리 맵을 사용한다.
• Exception Init 단계에서 리눅스에서 사용되는 exception vector와 handler가 복사된다.

부팅 과정 이해

1. Linux Kernel Start
2. SVC 모드 전환 및 인터럽트 중지
3. 프로세서 정보 검색
4. 머신 아키텍처 정보 검색
5. 페이지 테이블 설정
6. MMU 및 Cache 설정
7. Stack 및 시스템 정보 설정
8. BSS clear
9. 시스템 정보 저장
10. start_kernel() 호출(C언어)
    • 리눅스 커널 부팅의 거의 모든 과정이 이루어짐
    • MMU에 의해 메모리 보호
      • 커널(SVC) 모드: 모든 메모리 접근 가능
      • 사용자(User) 모드: 허용된 메모리만 접근 가능

init kernel thread

• root file system mount
• /dev/console open
  • stdin
  • stdout
  • stderr

리눅스 디렉터리 구성

• /bin, /sbin, /usr/bin, /usr/local/bin
  • 실행파일이 존재하는 공간
• /etc
  • 시스템 환경 정보가 존재하는 공간
• /root
  • root 사용자가 사용하는 기본 디렉터리
• /usr, /usr/local/lib, /usr/local/include
  • 윈도우의 Program files 디렉터리와 같은 역할
  • 설치 프로그램이 존재하는 공간
• /lib
  • 커널 모듈(kernel object)이 존재하는 공간
  • 기본 라이브러리 위치
• /boot
  • 부트로더가 위치하는 공간 (부트 섹터)
• /dev
  • 장치(하드웨어)를 다루기 위한 진입점 역할
  • devtmpfs : 사용되는 파일 시스템
• /proc
  • procfs: 사용되는 파일 시스템
  • 커널 정보가 존재하는 공간
• /sys
  • device driver 정보가 존재하는 공간. 상태 확인 가능
  • sysfs: 사용되난 피일 시스템
• /mnt
  • mount 된 파일들이 존재하는 공간

커널 빌드 방법

build_kernel clean
  # build 파일 삭제
  # config 파일도 삭제됨
  # make mrproper

./build_kernel config
  # 새롭게 config를 만들어주어야 함
  # make menuconfig

./build_kernel all /tftpboot

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- zImage modules

• module을 만드는 정식 명령어
• zImage 는 /arch/arm/boot/ 에 만들어짐

  make INSTALL_MOD_PATH=$SYSROOT1 modules_install
  

• root 폴더에 .ko를 복사하여 붙여넣기

커널 포팅 실습

1. 리눅스 커널 소스를 다운받고 압축을 해제한다.
2. linux-3.0.22/Makefile 수정
   • ARCH와 CROSS_COMPILE 변수 수정
   • CROSS_COMPILE 변수는 해당 툴체인의 cross prefix에 알맞게 지정
3. 타겟 보드와 유사한 보드 선택 후 수정
   • 표준 커널에 포함된 S3C2416 기반 보드들 가운데 SMDK2416 보드가 MDS2450 보드와 가장 유사
   • smdk2416 설정 로드 후 mds2450 보드 관련 설정으로 수정

     make s3c2410_defconfig
     cd arch/arm/mach-s3c2416
     cp mach-smdk2416.c mach-mds2450.c
     

4. mach-mds2450.c 편집
   • smdk2416 문자열(함수명, 변수)을 모두 mds2450으로 수정
   • MACHINE_START(MDS2450, “MDS2450”) 수정
5. arch number를 가지고 동작하도록 수정
   • arch/arm/tools/mach-types에 추가

     mds2450   MACH_MDS2450    MDS2450   3495
     

6. 커널 옵션 설정
   • 타겟 보드 추가
   • Kconfig는 Makefile과 연동되고, Makefile은 .config를 만들기위해 사용된다.
   • Kconfig는 menuconfig에 어떻게 나타날지를 결정
   • menuconfig에서 커널 옵션 설정 (제일 까다로움)
7. 커널 부트 테스트
   • 빌드가 완료되면 arch/arm/boot/zImage가 생성되고, 생성된 파일을 /tftpboot로 복사한다.

     cp arch/arm/boot/zImage /tftpboot
     

   • Bootloader에서 새로운 커널 이미지를 로드하고, 부팅을 확인한다.

     MDS2450# tftp 32000000 zImage;bootm 32000000
     

8. Device 설정
   • 7번까지의 포팅 과정은 최소한으로 필수적인 것들만!
   • 필요한 디바이스 드라이버를 포팅하는 단계