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】微處理器技術的發展使得小型、實時、性能良好的嵌入式操作系統得到廣泛的應用。分析了Linux操作系統的結構，描述了將Linux內核移植到ARM9開發板TQ2440上的方法和完整過程。介紹目標平臺以及移植環境的構建，重點介紹Bootloader的架構和功能以及Linux內核的移植，移植后運行結果良好可行。

【關鍵詞】TQ2440；ARM9；系統移植；Boot loader；Linux內核

0　引言

本文中使用的TQ2440開發板CPU是三星公司生產的S3C2440，內核為ARM 920T，采用0.13um CMOS標準單元和存儲器編譯器開發。以此作為硬件平臺來實現Linux系統的完整移植。而嵌入式系統其本身具有結構較小、穩定性好等優點，因為Linux本身具有良好的可移植性，通過構建相應的開發環境，能夠進行獨立的產品開發，使得它被廣泛應用于多種硬件平臺。

1　Linux系統分析

1.1Linux系統的基本體系結構

Linux系統主要由內核、shell、文件系統和應用程序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。

1.2Linux內核

內核是操作系統的核心，負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統，決定著系統的性能和穩定性。

Linux內核由如下幾部分組成：內存管理、進程管理、硬件驅動程序、文件系統和網絡管理等。

圖1　Linux內核結構圖

圖2　交叉編譯環境圖

2　Linux操作系統移植

2.1交叉編譯環境的搭建

硬件環境構建采用的是主機與目標板結合的交叉開發模式，TQ2440開發板配有S3C2440處理器，64MB的SDRAM內存，256MB的Nand lash，2MB的NOR LASH，串口，網絡接口，USB接口等強大的硬件系統。

軟件環境的搭建是由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是這么是一段系統上電時候開始執行，并初始化硬件設備，預備軟件環境，然后調用操作系統的程序。TQ2440開發板中ARM上電CPU是從0x0000000開始執行，Bootloader存放在此處。根據開發板的需要，我們適當的修改CPU的頻率、支持NOR LASH的支持和SDRAM的配置及大小、環境變量的位置等相關數據。

3　移植Linux內核

3.1Linux移植準備

載內核源文件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。

$tar jf atch-2.6.22.6.bz2.22.6

$cd inux-2.6.22

$patch p1＜ ./patch-2.6.22.6

由此我們得到了內核源碼。

Makef e由配置文件.confg確定部分文件與內核、模塊和子目錄的關系。在內核目錄下執行“make enuconfg RCH=arm ROSS_ OMPILE=arm-linux-”得到內核配置界面，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內核移植

修改內核以支持TQ2440開發板，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；通過內核的配置單按用戶需求配置好內核并保存為.confg，即可編譯。

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

YAFFS是專門為NAND FLASH存儲器設計的嵌入式文件系統，遵循GPL協議。添加YAFFS2文件系統的支持，就是在內核上打支持YAFFS2的補丁，之后對內核添加YAFFS的相關配置。

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

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

saveenv

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

4　結束語

本文通過TQ2440開發板，研究了將Linux移植到ARM9統上的整個移植流程。ARM平臺下嵌入式Linux的移植，包括熟悉硬件平臺，構建嵌入式Linux系統的軟件平臺，建立交叉編譯環境，Bootioader的移植，Linux內核的配置與編譯等許多相關內容，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應用開發完全手冊［M］.北京：人民郵電出版社，2012-1.

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