CN116166322B - 一种移植Linux内核的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移植Linux内核的方法，包括如下步骤：使用芯片官方Linux内核版本与社区Linux内核版本号相同的两个内核源码产生补丁文件；删除硬件本身提供的设备树中所有状态为disabled的描述块；裁剪设备树，删除掉补丁内无关设备的文件；借助硬件本身提供的设备树的compatible字段进行需移植驱动的筛选；通过硬件官方提供的内核编译时产生的目标文件进行再次筛选；把架构无关代码过滤掉。本发明能够让操作系统厂商以尽可能小的工作量，尽可能少的修改代码的方式移植Linux内核，从而达适配芯片厂商提供的设备。

Description

一种移植Linux内核的方法

技术领域

本发明涉及Linux内核移植技术领域，具体涉及通过缩小补丁文件代码移植范围以增加移植效率的移植Linux内核的方法。

背景技术

嵌入式操作系统厂商对于商业发行版的操作系统，需要维持linux内核版本号稳定。国内外有多个嵌入式芯片厂商，如国内的飞腾、瑞芯微、全志，国外的NXP、TI等。这些芯片官方提供的Linux内核版本不一定与嵌入式操作系统厂商的商业发行版Linux内核版本一致，所以需要操作系统厂商自行适配，即能让操作系统厂商的Linux内核启动芯片厂商提供的嵌入式设备。每一个芯片厂商都维护了若干个设备驱动，这些设备驱动的规模可能达到100万行代码的规模。面对这么大规模的代码适配工作，操作系统厂商几乎难以承受。为了降低移植Linux内核的困难度，必须使用一种能够合理、有效缩小工作量的方法，使得操作系统厂商能够快速适配芯片厂商提供的芯片。

在当前，Linux内核领域，没有一种方法能够满足合理、有效缩小移植Linux内核代码工作量的方法。

发明内容

为解决已有技术存在的不足，本发明提供了一种移植Linux内核的方法，包括如下步骤：

步骤S1：使用芯片官方Linux内核版本与社区Linux内核版本号相同的两个内核源码产生补丁文件P1；

步骤S2：通过删除硬件本身提供的设备树中所有状态为disabled的描述块，删除掉步骤S1产生的补丁文件所对应的第一源码文件内关于disabled设备的文件，缩小设备树文件中的代码移植范围，得到一个第二源码文件；

步骤S3：通过裁剪设备树，删除掉第二源码文件内无关设备的文件，只保留cpu、内存、GIC、块设备、timer、串口六个设备对应的文件，第二次缩小补丁文件中的代码移植范围，得到一个第三源码文件；

步骤S4：将第三源码文件编译成新的设备树二进制文件，借助硬件本身提供的设备树的compatible字段进行需移植驱动的筛选，第三次缩小补丁文件中的代码移植范围，并得到补丁文件P2；

步骤S5：从补丁文件P1中，筛选出arm64架构相关部分，得到补丁文件P3，合并补丁文件P2与补丁文件P3，得到补丁文件P4，通过硬件官方提供的内核编译时产生的目标文件对补丁文件P4进行筛选，第四次缩小补丁文件中的代码移植范围，得到补丁文件P5；

步骤S6：把补丁文件P5中架构无关代码过滤掉，第五次缩小补丁文件中的代码移植范围。

其中，所述步骤S1包括：分别从开发板官网及内核社区下载版本号相同的内核源码V1及内核源码V2，根据内核源码V1及内核源码V2的差别作出内核源码补丁P1。

其中，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：从开发板中通过/sys/firmware/fdt文件导出开发板的设备树二进制文件dtb；

步骤S22：使用dtc命令把dtb文件反编译成设备树源码文件dts；

步骤S23：删除设备树源码文件dts中所有状态为disabled的描述块，另存为dts2。

其中，所述步骤S3包括如下步骤：

步骤S31：把dts2编译成新的设备树二进制描述文件dtb2；

步骤S32：把dtb2烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

步骤S33：删除dts2中所有外设和配置，只保留可以启动开发板的最小的描述部分，最小的描述部分包括cpu、内存、GIC、块设备、timer、串口描述，另存为dts3。

其中，所述步骤S4包括如下步骤：

步骤S41：把dts3编译成新的设备树二进制描述文件dtb3；

步骤S42：把dtb3烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

步骤S43：从dts3中列出所有compatible内容COM1；

步骤S44：从V1版本代码中查找所有与COM1匹配的c文件列表LIST1；

步骤S45：从V1版本代码中查找LIST1列表中有编译过程文件的列表，得到LIST2；

步骤S46：使用LIST2文件列表，对补丁P1文件进行筛选，缩小代码移植的范围，得到补丁文件P2。

本发明能够让操作系统厂商以尽可能小的工作量，尽可能少的修改代码的方式移植Linux内核，从而达适配芯片厂商提供的设备。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。

本发明的总体思路如下：

1、在移植Linux内核时，先使用芯片官方Linux内核版本与社区Linux内核版本号相同的两个内核源码产生补丁文件。

2、通过删除硬件本身提供的设备树中所有状态为disabled的描述块，缩小补丁文件中的代码移植范围。

3、通过裁剪设备树，仅保留cpu、内存、GIC、块设备、timer、串口六个设备描述字段，第二次缩小补丁文件中的代码移植范围。

4、借助硬件本身提供的设备树的compatible字段进行需移植驱动的筛选，第三次缩小补丁文件中的代码移植范围。

5、通过硬件官方提供的内核编译时产生的目标文件进行再次筛选，第四次缩小补丁文件中的代码移植范围。

6、把架构无关代码过滤掉，第五次缩小补丁文件中的代码移植范围。

7、通过芯片官方提供的Linux内核的配置文件编译操作系统厂商的Linux内核，新增选项配置为Y，解决所有编译冲突后编译得到新内核，启动后可以正常进入系统，完成Linux内核的移植和CPU的适配工作。

本发明的一个具体实施例如下：

使用Firefly平台的RK3588芯片开发板作为硬件，设备安装安装银河麒麟V10桌面版系统为例，实施步骤如下：

1、产生补丁文件，包括如下步骤：

1-1：从开发板官网下载内核源码V1，当前内核为4.19.132；

1-2：从内核社区下载4.19.132版本内核源码V2；

1-3：根据V1与V2的差别做出内核源码补丁P1。

2、第一次缩小补丁文件的代码移植范围，包括如下步骤：

2-1：从开发板中通过/sys/firmware/fdt文件导出开发板的设备树二进制文件dtb；

2-2：使用dtc命令把dtb文件反编译成设备树源码文件dts；

2-3：删除设备树源码文件dts中所有状态为disabled的描述块，另存为dts2。

3、第二次缩小补丁文件的代码移植范围，包括如下步骤：

3-1：把dts2编译成新的设备树二进制描述文件，即dtb2；

3-2：把dtb2烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

3-3：删除dts2中所有外设和配置，只保留可以启动开发板的最小的描述部分，只保留串口、timer、时钟、cpu、块设备描述，另存为dts3。

4、第三次缩小补丁文件的代码移植范围，包括如下步骤：

4-1：把设备树的源码dts3编译成新的设备树二进制描述文件，即dtb3；

4-2：把dtb3烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

4-3：从dts3中列出所有compatible内容COM1；

4-4：从V1版本代码中查找所有与COM1匹配的c文件列表LIST1；

4-5：从V1版本代码中查找LIST1列表中有编译过程文件的列表，得到LIST2；

4-6：使用LIST2文件列表，对补丁P1文件进行筛选，缩小代码移植的范围，得到补丁文件P2。

设备树文件中compatible字段用于描述设备与驱动适配时的字符串匹配的关键词。当设备树文件中设备描述部分的compatible关键字规定的字符串在内核驱动代码中可以匹配到时，说明驱动代码是为该设备编写的。如设备树中有mmc设备，该设备的compatible字段为“mmc-pwrseq-simple”，则在linux内核中如果有驱动源码中定义了“mmc-pwrseq-simple”匹配关键词，则说明该驱动源码是设备树中的mmc设备的驱动源码。

LIST1文件为源码文件，即c文件，LIST2文件为过程文件，即o文件。不一定所有源码文件在linux内核中被使用。在编译内核时，被linux内核使用的文件为o文件，即为编译的过程文件，是通过gcc命令从c文件中编译而来。可以通过LIST2文件内容确定LIST1中哪些文件在编译时被使用到。在补丁中根据LIST2文件中列出的文件列表进行筛选，即可完成第三次筛选。

6、第四次缩小补丁文件的代码移植范围，包括如下步骤：

6-1：从补丁文件P1中，筛选出arm64架构相关部分，得到补丁文件P3。

6-2：从内核社区下载需适配内核版本源码,适配版本为5.4.18，即V3；

6-3：合并补丁P2与补丁P3，得到补丁P4文件；

6-4：从补丁P4文件中筛选掉V1源码版本由于内核社区升级而引入的更新，得到P5文件；

6-5：把P5补丁手动合并到V3代码中；

7、第五次缩小补丁文件的代码移植范围，包括如下步骤：

7-2：把P5补丁中所有arch架构下非arm64文件夹下的所有文件全部删除；

7-3：使用V1源码的内核编译配置文件编译V3内核，新增选项均配置为Y；

7-4：编译V3内核，解决所有冲突；

7-5：部署V3内核到开发板上；

7-6：重启后进入系统查看内核版本号为V3版本号。

最后，通过芯片官方提供的Linux内核的配置文件编译操作系统厂商的Linux内核，新增选项配置为Y，解决所有编译冲突后编译得到新内核，启动后可以正常进入系统，完成Linux内核的移植和CPU的适配工作。

本发明通过借助原设备的设备树，对其进行删除disabled状态的描述，仅保留串口、timer、时钟、cpu、块设备描述过滤源码，通过compatible过滤源码，通过编译过程文件过滤源码，通过架构无关过滤源码。五次过滤无关代码的方式缩小Linux内核移植规模，从而使得Linux内核移植变得可行、有效。

本发明能够使操作系统厂商对不同CPU架构、不同CPU厂商、不同Linux内核进行有效、快速内核版本移植，保证操作系统厂商的商业发行版的Linux内核能够一个版本兼容多个CPU平台。

虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种移植Linux内核的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：使用芯片官方Linux内核版本与社区Linux内核版本号相同的两个内核源码产生补丁文件P1；

步骤S2：通过删除硬件本身提供的设备树中所有状态为disabled的描述块，删除掉步骤S1产生的补丁文件P1所对应的第一源码文件内关于disabled设备的文件，缩小设备树文件中的代码移植范围，得到一个第二源码文件；

步骤S3：通过裁剪设备树，删除掉第二源码文件内无关设备的文件，只保留cpu、内存、GIC、块设备、timer、串口六个设备对应的文件，第二次缩小补丁文件中的代码移植范围，得到一个第三源码文件；

步骤S4：将第三源码文件编译成新的设备树二进制文件，借助硬件本身提供的设备树的compatible字段进行需移植驱动的筛选，第三次缩小补丁文件中的代码移植范围，并得到补丁文件P2；

步骤S5：从补丁文件P1中，筛选出arm64架构相关部分，得到补丁文件P3，合并补丁文件P2与补丁文件P3，得到补丁文件P4，通过硬件官方提供的内核编译时产生的目标文件对补丁文件P4进行筛选，第四次缩小补丁文件中的代码移植范围，得到补丁文件P5；

步骤S6：把补丁文件P5中架构无关代码过滤掉，第五次缩小补丁文件中的代码移植范围。

2.如权利要求1所述的移植Linux内核的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：分别从开发板官网及内核社区下载版本号相同的内核源码V1及内核源码V2，根据内核源码V1及内核源码V2的差别作出内核源码补丁P1。

3.如权利要求2所述的移植Linux内核的方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：从开发板中通过/sys/firmware/fdt文件导出开发板的设备树二进制文件dtb；

步骤S22：使用dtc命令把dtb文件反编译成设备树源码文件dts；

步骤S23：删除设备树源码文件dts中所有状态为disabled的描述块，另存为dts2。

4.如权利要求2所述的移植Linux内核的方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：

步骤S31：把dts2编译成新的设备树二进制描述文件dtb2；

步骤S32：把dtb2烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

步骤S33：删除dts2中所有外设和配置，只保留可以启动开发板的最小的描述部分，最小的描述部分包括cpu、内存、GIC、块设备、timer、串口描述，另存为dts3。

5.如权利要求2所述的移植Linux内核的方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：

步骤S41：把dts3编译成新的设备树二进制描述文件dtb3；

步骤S42：把dtb3烧录到开发板中，确保开发板能够正常启动；

步骤S43：从dts3中列出所有compatible内容COM1；

步骤S44：从V1版本代码中查找所有与COM1匹配的c文件列表LIST1；

步骤S45：从V1版本代码中查找LIST1列表中有编译过程文件的列表，得到LIST2；

步骤S46：使用LIST2文件列表，对补丁P1文件进行筛选，缩小代码移植的范围，得到补丁文件P2。