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标题: 【移植】小型系统Linux内核 [打印本页]
作者: 诚迈_雨哥    时间: 2024-1-11 09:30
标题: 【移植】小型系统Linux内核
[md]# Linux内核

## 移植概述

Linux内核移植主要涉及基于linux内核基线合入三方芯片补丁后，进行基础的内核编译构建及验证。

### 基本信息

当前Linux内核基线是基于Linux社区 4.19 LTS版本演进，合入CVE及bugfix补丁。具体信息参考[代码库](https://gitee.com/openharmony/kernel_linux)，对应repo工程代码路径为 `kernel/linux-4.19`。

### Bootloader

可以使用芯片厂商自带的Bootloader，或者是开源Uboot等加载内核镜像。比如为支持Hi3516DV300开发板，OpenHarmony引入的开源[Uboot](https://gitee.com/openharmony/third_party_u-boot)。

## 适配编译和烧录启动

1. 准备内核config（特别是芯片相关的config）。
   config文件所在源码目录：`kernel/linux/config/`
   以hi3516dv300芯片为例，可在对应的 `linux-4.19/arch/arm/configs/`目录下新建<YOUR_CHIP>_small_defconfig，如 `hi3516dv300_small_defconfig`表示针对hi3516dv300小型系统的defconfig。该config文件可以由基础defconfig文件 `small_common_defconfig`与该芯片相关的config组合生成。
2. 准备芯片补丁。
   补丁文件所在源码目录：`kernel/linux/patches/linux-4.19`
   以hi3516dv300芯片为例，参考已有的patch目录hi3516dv300_small_patch目录，新建<YOUR_CHIP>_patch目录，放置相关芯片补丁，注意hdf.patch等驱动补丁。
3. 编译。
   具体内核编译入口脚本位于工程目录 `kernel/linux/patches/`下面，版本级整编命令会通过BUILD.gn进入 `kernel_module_build.sh`和 `kernel.mk`，需要在这2个文件中针对性进行patch及defconfig文件路径、编译器、芯片架构、内核Image格式等的适配。
   通过编译错误日志调整补丁，典型错误场景：
   （1）补丁合入失败，出现冲突，需要进行上下文适配修改。
   （2）编译失败，内核版本差异（函数实现调整等）需要针对性进行内核适配。
   > **注意：**
   >
   > - 参考 `kernel.mk`，在OpenHarmony工程的编译构建流程中会拷贝kernel/linux-4.19的代码环境后进行打补丁动作，在使用版本级编译命令前，需要kernel/linux-4.19保持原代码环境。
   > - 对应拷贝后的目录位于：`out/<***>/kernel/linux-4.19`，可以在该目录下进行补丁的修改适配。
   >
4. 烧录启动。
   由于不同芯片的开发板的烧录方式不一样，此处不表述具体的烧录方式。需要注意烧录的各镜像的大小及启动参数的配置，参考hi3516dv300采用uboot启动参数：
   ```
   setenv bootargs 'mem=128M console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0p3 ro rootfstype=ext4 rootwait blkdevparts=mmcblk0:1M(boot),9M(kernel),50M(rootfs),50M(userfs)'
   ```

## 验证

调试init进程、启动shell和运行简单的用户态程序，验证内核移植是否成功。OpenHarmony小型系统的OS镜像结构以及linux用户态的启动流程如下图1所示：
**图1** 基于linux内核的OS镜像结构和用户态程序启动流程

![zh-cn_image_0000001154372318.png](https://forums-obs.openharmony.c ... ghcmzcn35m5mcp3.png "zh-cn_image_0000001154372318.png")

基于上述流程，推荐按以下步骤完成验证：

1. 制作根文件系统镜像。
   请参考[新建芯片解决方案和产品解决方案](../subsystems/subsys-build-all.md)生成根文件系统镜像 `rootfs.img`。从上图可以看到启动过程与产品配置强相关，在制作rootfs.img过程中请完成如下四种配置：

   - 组件配置
     产品组件配置文件 `vendor/{company}/{product}/config.json`需配置启动恢复子系统(startup)的init_lite组件和内核子系统的linux_4_1_9组件。
   - 系统服务配置
     系统服务配置文件 `vendor/{company}/{product}/init_configs/init_xxx.cfg`需要启动shell服务。
   - 文件系统配置
     文件系统配置 `vendor/{company}/{product}/fs.yml`中需要创建 `/bin/sh -> mksh`和 `/lib/ld-musl-arm.so.1 -> libc.so`软连接，这两个文件分别是shell可执行程序和可执行程序依赖的c库。
   - 启动配置
     启动配置在 `vendor/{company}/{product}/init_configs/etc`目录下，包括fstab、rsS和Sxxx文件，请按开发板实际情况配置。
     编译完成后，可通过检查产品编译输出目录下的rootfs内容，确认rootfs.img文件生成是否符合预期。
2. 调试init进程和shell。
   烧录 `rootfs.img`并调试init进程和shell，不同厂商的开发板的烧录工具和流程可能不同，请按芯片解决方案提供的流程进行烧录。烧录 `rootfs.img`前请确认bootloader和linux内核启动正常。如果 `rootfs.img`被内核正常挂载，接着将运行 `/bin/init`程序，init进程为用户态的第一个应用程序，它的运行意味着用户态的开始。
   init程序首先会调用 `/etc/init.d/rcS`脚本，rcS脚本执行第一条命令为 `/bin/mount -a`，该命令会加载fstab文件，在fstab中的命令执行完后rcS将顺序调用Sxxx脚本完成设备节点创建和扫描、文件权限配置等操作。
   最后，init程序会读取 `init.cfg`系统服务配置文件。根据步骤1中的设置，init程序将会启动shell。如果上述流程运行正常，系统则会进入shell。
   若串口有如下版本号日志打印，则表示init程序启动正常：
   **图2** init启动正常日志

   ![zh-cn_image_0000001154212516.png](https://forums-obs.openharmony.c ... 6bi8jblmh68hgmb.png "zh-cn_image_0000001154212516.png")

   正常进入shell后执行ls命令，串口打印信息如下图：
   **图3** 正常进入shell后输入ls命令串口打印

   ![zh-cn_image_0000001200171991.png](https://forums-obs.openharmony.c ... lobixwb3nbafbwh.png "zh-cn_image_0000001200171991.png")
3. 配置NFS。
   init进程和shell正常启动后，以服务端IP为192.168.1.22、客户端IP为192.168.1.4为例，可在根目录执行如下命令开启NFS:

   ```
   ifconfig eth0 192.168.1.4 netmask 255.255.255.0
   mkdir -p /storgage/nfs
   mount -t nfs -o nolock,addr=192.168.1.22 192.168.1.22:/nfs /storage/nfs
   ```

## 声明

* 本文转载自 https://gitee.com/openharmony/do ... /device-dev/porting；
* 源文件目录 ./docs/zh-cn/device-dev/porting/porting-smallchip-kernel-linux.md
* 文件修改截止日期 2024.01.01
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