ARM开发教程之ARMLinux系统移植步骤

千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心简介Arm9S3C2410微处理器与Linux的结合越来越紧密，逐渐在嵌入式领域得到广范的应用。目前，在便携式消费类电子产品、无线设备、汽车、网络、存储产品等都可以看到S3C2410与Linux相结合的身影。S3C2410微处理器是一款由Samsung公司为手持终端设计的低价格、低功耗、高性能，基于arm920T核的微处理器。它带有内存管理单元(MMU)，采用0.18mm工艺和AMBA新型总线结构，主频可达203MHz。同时，它支持Thumb16位压缩指令集，从而能以较小的存储空间获得32位的系统性能。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心简介在众多嵌入式操作系统中，Linux目前发展最快、应用最为广泛[1]。性能优良、源码开放的Linux具有体积小、内核可裁减、网络功能完善、可移植性强等诸多优点，非常适合作为嵌入式操作系统。一个最基本的Linux操作系统应该包括：引导程序、内核与根文件系统三部分。与Linux2.4内核相比，2.6内核吸收了最新的技术，在性能、可测量性、器件支持和可用性方面有了大幅度提高；支持更多的体系结构、处理器、总线、接口和设备；标准化了内部接口；简化了扩展或添加新设备的步骤等。本文着重介绍如何制作一个基于linux-2.6.19内核的小型Linux操作系统，并将它移植到S3C2410开放板上。内容包括交叉编译环境的建立，引导程序、2.6.19内核、根文件系统的修改、配置、编译、移植等。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心开发教程之系统的制作移植建立交叉编译环境要移植、开发小型Linux系统，首先要在安装了RedHat9或更高版本Linux操作系统的主机上配置交叉开发环境。交叉开发是指在开发主机上安装开发工具，编辑、编译目标板的引导程序、内核和文件系统，使其能在目标板上运行。针对本次开发，需要安装arm-linux-gcc-3.4.1以及armv4l-tools工具链。在安装完毕后，切记要将两者的路径分别添加到系统路径$PATH中。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心开发教程之引导程序对于计算机系统来说，从开机上电到操作系统启动需要一个引导程序。嵌入式linux系统同样离不开引导程序，这个引导程序叫做Bootloader[1]。通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表，从而建立适当的系统硬件环境，为最终调用操作系统内核做好准备。vivi[4]是韩国MIZI公司为其arm9系列产品而研发的Bootloader，小而灵巧，这里选用它作为小型Linux系统的Bootloader。首先要修改vivi源代码中的Flash分区信息，新的分区信息如表1所示。根据表1，在vivi源码arch/s3c2410/smdk.c文件中作出相应的修改。然后在配置菜单中导入smdk2410的默认配置，编译成功将在vivi源代码目录下生成所需的Bootloader文件，文件名为vivi。接着，便可把vivi下载到目标板Flash的相应位置。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心开发教程之修改内核首先，修改内核源码linux-2.6.19下的Makefile文件，指定目标代码类型与编译器：SUBARCH:=arm；CROSS_COMPILE:=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-。然后，在linux-2.6.19/arch/arm/mach-s3c2410/common-smdk.c中根据表1修改内核中的Flash分区信息。这里提醒读者，2.6.16(含)以前内核的源码中没有Flash分区信息，所以需要增加新的分区信息；而在2.6.17(含)以后内核的源码中已含Flash分区信息，需要的只是修改分区信息。内核Flash分区信息必须与vivi的Flash分区信息相一致。因为，vivi的Flash分区中的地址是内核及文件系统下载到Nandflash的真正地址；而内核在启动时读的却是内核Flash分区设定的地址；所以，若两者不同，则很可能导致不能正常启动内核或读取文件系统。最后，修改linux-2.6.19/drivers/mtd/nand/s3c2410.c，禁止Nandflash差错检测：chip-eccmode=NAND_ECC_NONE;。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心开发教程之内核的配置编译在配置菜单中导入内核对smdk2410的默认配置，再在此基础上选择所需的功能。如NandFlash及MTD设备的支持，Cramfs文件系统的支持等。配置完毕，在终端输入编译命令“make”进行编译。若内核源码编译成功，将在linux-2.6.19/arch/arm/boot/下生成内核映像文件zImage。最后，在vivi命令提示模式下使用下载命令，将内核映像zImage加载到开发板Flash中的适当地址。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心开发教程之根文件系统Linux系统中的文件和设备是通过文件系统来组织的。文件系统的存在使得数据和设备可以被有效而透明地存取访问。一个linux的最简根文件系统应该包括支持linux系统正常运行的基本内容，包括系统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供基本支持的架构和指令。在根文件目录rootfs下建立bin、dev、etc、lib、proc、sbin、root、tmp等一系列必备的目录，把所需的配置文件、动态函数库放到相应的目录。采用BusyBox是缩小根文件系统的好办法。BusyBox以很小的体积集成了最常用的linux命令和应用程序，大大简化了制作linux根文件系统的过程。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心有一点必须指出的是，在2.6.12(含)之前的内核通常是用devfs来管理位于/dev下的所有块设备和字符设备；但在2.6.13(含)之后的内核已不支持devfs，而转用udev来管理/dev下的设备，详见[5]。所以，针对2.6.19内核，要使系统启动后进入BusyBox控制台，还需在/rootfs/dev下添加控制台设备文件：“[root@localhostdev]#mknod-m600consolec51”。目前，linux已经能够支持几十种文件系统格式，如常用的Cramfs、Jfss2、Yaffs等。Cramfs是一种只读的闪存文件系统，可以保护系统的基本设置不被更改。根文件系统就使用Cramfs格式。使用Cramfs制作工具mkcramfs把根文件目录制作成映像文件：rootfs.cramfs。根文件系统制作完成，在vivi命令模式下把rootfs.cramfs下载到Flash的合适位置。至此，一个基于2.6.19内核的小型Linux系统便成功地制作完毕，并移植到S3C2410开发板上了。板子加电后便可看到系统的启动信息，最终进入BusyBox控制台。千锋3G嵌入式移动互联网技术研发中心结束语基于2.6内核的Linux凭借其突出的嵌入式特性与性能优越的arm9S3C2410相结合，在嵌入式领域有着广阔的应用天地。文章介绍了如何制作一个基于Linux2.6.19内核的小型Linux系统，并将其移植到S3C2410开发板上。小型系统的制作与移植是进行嵌入式开发的基础，必须熟练掌握。