嵌入式Linux在ARM9（TQ）上的移植

張先杰

（山東科技大學電氣與自動化工程學院，山東　青島　266510）

嵌入式Linux在ARM9（TQ）上的移植

張先杰

（山東科技大學電氣與自動化工程學院，山東青島266510）

【摘要】微處理器技術(shù)的發(fā)展使得小型、實時、性能良好的嵌入式操作系統(tǒng)得到廣泛的應用。分析了Linux操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，描述了將Linux內(nèi)核移植到ARM9開發(fā)板TQ2440上的方法和完整過程。介紹目標平臺以及移植環(huán)境的構(gòu)建，重點介紹Bootloader的架構(gòu)和功能以及Linux內(nèi)核的移植，移植后運行結(jié)果良好可行。

【關(guān)鍵詞】TQ2440；ARM9；系統(tǒng)移植；Boot loader；Linux內(nèi)核

0　引言

本文中使用的TQ2440開發(fā)板CPU是三星公司生產(chǎn)的S3C2440，內(nèi)核為ARM 920T，采用0.13um CMOS標準單元和存儲器編譯器開發(fā)。以此作為硬件平臺來實現(xiàn)Linux系統(tǒng)的完整移植。而嵌入式系統(tǒng)其本身具有結(jié)構(gòu)較小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因為Linux本身具有良好的可移植性，通過構(gòu)建相應的開發(fā)環(huán)境，能夠進行獨立的產(chǎn)品開發(fā)，使得它被廣泛應用于多種硬件平臺。

1　Linux系統(tǒng)分析

1.1Linux系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)

Linux系統(tǒng)主要由內(nèi)核、shell、文件系統(tǒng)和應用程序4個部分組成。用戶通過它們來運行程序、管理文件和使用系統(tǒng)。

1.2Linux內(nèi)核

內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，負責管理系統(tǒng)的進程、內(nèi)存、設備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

Linux內(nèi)核由如下幾部分組成：內(nèi)存管理、進程管理、硬件驅(qū)動程序、文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡管理等。

圖1　Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)圖

圖2　交叉編譯環(huán)境圖

2　Linux操作系統(tǒng)移植

2.1交叉編譯環(huán)境的搭建

硬件環(huán)境構(gòu)建采用的是主機與目標板結(jié)合的交叉開發(fā)模式，TQ2440開發(fā)板配有S3C2440處理器，64MB的SDRAM內(nèi)存，256MB的Nand lash，2MB的NOR LASH，串口，網(wǎng)絡接口，USB接口等強大的硬件系統(tǒng)。

軟件環(huán)境的搭建是由GNU 庫（glibc），GNU inutils以及GNU編譯器gee等一系列交叉開發(fā)工具組成，如下圖2所示。

2.2引導加載程序Boot oader

Bootloader是這么是一段系統(tǒng)上電時候開始執(zhí)行，并初始化硬件設備，預備軟件環(huán)境，然后調(diào)用操作系統(tǒng)的程序。TQ2440開發(fā)板中ARM上電CPU是從0x0000000開始執(zhí)行，Bootloader存放在此處。根據(jù)開發(fā)板的需要，我們適當?shù)男薷腃PU的頻率、支持NOR LASH的支持和SDRAM的配置及大小、環(huán)境變量的位置等相關(guān)數(shù)據(jù)。

3　移植Linux內(nèi)核

3.1Linux移植準備

載內(nèi)核源文件linux-2.6.22.tar.bz2、補丁文件patch-2.6.22.6.bz2，將兩個文件放在同一個目錄下面解壓如下：

$tar jf inux-2.6.22.tar.bz2

結(jié)論：C、D泊位靠泊5000DWT油船時，A、B泊位可靠泊2000DWT及以下噸級雜貨船，5000DWT及3000DWT雜貨船不能在A、B泊位進行靠泊作業(yè)。

$tar jf atch-2.6.22.6.bz2.22.6

$cd inux-2.6.22

$patch p1＜ ./patch-2.6.22.6

由此我們得到了內(nèi)核源碼。

Makef e由配置文件.confg確定部分文件與內(nèi)核、模塊和子目錄的關(guān)系。在內(nèi)核目錄下執(zhí)行“make enuconfg RCH=arm ROSS_ OMPILE=arm-linux-”得到內(nèi)核配置界面，通過配置界，我們可以選擇我們所需要的芯片類型，文件類型等。

3.2Linux內(nèi)核移植

修改內(nèi)核以支持TQ2440開發(fā)板，首先修改頂層（即是根目錄下）的Makefle文件，修改為ARCH=arm，cross_COMPILE=arm-linux-；修改時鐘：amdk2440_map_io（）中的s3c24xx_init_（12000000）；修改機器碼為168；通過內(nèi)核的配置單按用戶需求配置好內(nèi)核并保存為.confg，即可編譯。

使用命令：vim arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c修改文件內(nèi)容，將NAND FLASH分為uboot，ysffs2和kernel這3個分區(qū)，并修改相關(guān)偏移量。

YAFFS是專門為NAND FLASH存儲器設計的嵌入式文件系統(tǒng)，遵循GPL協(xié)議。添加YAFFS2文件系統(tǒng)的支持，就是在內(nèi)核上打支持YAFFS2的補丁，之后對內(nèi)核添加YAFFS的相關(guān)配置。

內(nèi)核配置完畢后保存退出，最后編譯內(nèi)核，輸入命令#make zImage，成功編譯后，生成zlmage內(nèi)核映像文件，該文件在arch/arm/boot目錄下產(chǎn)生，完成內(nèi)核的配置編譯，只需要將編譯好的內(nèi)核映像文件zllnage下載到開發(fā)板的Flash中就可以了，使用以下命令：

set bootcmd 'nboot 0x32000000 0 0； bootm 0x32000000'

saveenv

開發(fā)板上電后內(nèi)核自動啟動，到此我們就完成了Linux在TQ2440開發(fā)板上的移植工作。

4　結(jié)束語

本文通過TQ2440開發(fā)板，研究了將Linux移植到ARM9統(tǒng)上的整個移植流程。ARM平臺下嵌入式Linux的移植，包括熟悉硬件平臺，構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件平臺，建立交叉編譯環(huán)境，Bootioader的移植，Linux內(nèi)核的配置與編譯等許多相關(guān)內(nèi)容，對于學習ARM的人員來書具有很好的指導和實踐意義。

【參考文獻】

［1］李延鵬.嵌入式開發(fā)工程師入行手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2013-8.

［2］韋東山.嵌入式Linux應用開發(fā)完全手冊［M］.北京：人民郵電出版社，2012-1.

［3］曾福振，閔聯(lián)營.基于ARM和Linux的嵌入式平臺的構(gòu)建［J］.微型機與應用，2011，30（12）.