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ARM9S3C2410微處理器與Linux的結合越來越緊密，逐漸在嵌入式領域得到廣范的應用。目前，在便攜式消費類電子產品、無線設備、汽車、網絡、存儲產品等都可以看到S3C2410與Linux相結合的身影。 S3C2410微處理器是一款由Samsung公司為手持終端設計的低價格、低功耗、高性能，基于ARM920T核的微處理器。它帶有內存管理單元(MMU)，采用0.18mm工藝和AMBA新型總線結構，主頻可達203MHz。同時，它支持Thumb16位壓縮指令集，從而能以較小的存儲空間獲得32位的系統性能。 在眾多嵌入式操作系統中，Linux目前發展最快、應用最為廣泛[1]。性能優良、源碼開放的Linux具有體積小、內核可裁減、網絡功能完善、可移植性強等諸多優點，非常適合作為嵌入式操作系統。一個最基本的Linux操作系統應該包括：引導程序、內核與根文件系統三部分。 與Linux2.4內核相比，2.6內核吸收了最新的技術，在性能、可測量性、器件支持和可用性方面有了大幅度提高；支持更多的體系結構、處理器、總線、接口和設備；標準化了內部接口；簡化了擴展或添加新設備的步驟等。 本文著重介紹如何制作一個基于linux-2.6.19內核的小型Linux操作系統，并將它移植到S3C2410開放板上。內容包括交叉編譯環境的建立，引導程序、2.6.19內核、根文件系統的修改、配置、編譯、移植等。 系統的制作移植 建立交叉編譯環境 要移植、開發小型Linux系統，首先要在安裝了RedHat9或更高版本Linux操作系統的主機上配置交叉開發環境。交叉開發是指在開發主機上安裝開發工具，編輯、編譯目標板的引導程序、內核和文件系統，使其能在目標板上運行。 針對本次開發，需要安裝arm-linux-gcc-3.4.1以及armv4l-tools工具鏈。在安裝完畢后，切記要將兩者的路徑分別添加到系統路徑$PATH中。 引導程序 對于計算機系統來說，從開機上電到操作系統啟動需要一個引導程序。嵌入式linux系統同樣離不開引導程序，這個引導程序叫做Bootloader。通過這段小程序，可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射表，從而建立適當的系統硬件環境，為最終調用操作系統內核做好準備。 vivi是韓國MIZI公司為其ARM9系列產品而研發的Bootloader，小而靈巧，這里選用它作為小型Linux系統的Bootloader。 首先要修改vivi源代碼中的Flash分區信息，新的分區信息如表1所示。 根據表1，在vivi源碼arch/s3c2410/smdk.c文件中作出相應的修改。 然后在配置菜單中導入smdk2410的默認配置，編譯成功將在vivi源代碼目錄下生成所需的Bootloader文件，文件名為vivi。 接著，便可把vivi下載到目標板flash的相應位置。 內核 修改內核 首先，修改內核源碼linux-2.6.19下的Makefile文件，指定目標代碼類型與編譯器：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中根據表1修改內核中的Flash分區信息。這里提醒讀者，2.6.16(含)以前內核的源碼中沒有Flash分區信息，所以需要增加新的分區信息；而在2.6.17(含)以后內核的源碼中已含Flash分區信息，需要的只是修改分區信息。 內核Flash分區信息必須與vivi的Flash分區信息相一致。因為，vivi的Flash分區中的地址是內核及文件系統下載到Nandflash的真正地址；而內核在啟動時讀的卻是內核Flash分區設定的地址；所以，若兩者不同，則很可能導致不能正常啟動內核或讀取文件系統。 最后，修改linux-2.6.19/drivers/mtd/nand/s3c2410.c，禁止Nandflash差錯檢測： chip->eccmode=NAND_ECC_NONE;。 內核的配置編譯 在配置菜單中導入內核對smdk2410的默認配置，再在此基礎上選擇所需的功能。如NandFlash及MTD設備的支持，Cramfs文件系統的支持等。 配置完畢，在終端輸入編譯命令“make”進行編譯。若內核源碼編譯成功，將在linux-2.6.19/arch/arm/boot/下生成內核映像文件zImage。 最后，在vivi命令提示模式下使用下載命令，將內核映像zImage加載到開發板Flash中的適當地址。 根文件系統 Linux系統中的文件和設備是通過文件系統來組織的。文件系統的存在使得數據和設備可以被有效而透明地存取訪問。一個linux的最簡根文件系統應該包括支持linux系統正常運行的基本內容，包括系統使用的軟件和庫，以及所有用來為用戶提供基本支持的架構和指令。 在根文件目錄rootfs下建立bin、dev、etc、lib、proc、sbin、root、tmp等一系列必備的目錄，把所需的配置文件、動態函數庫放到相應的目錄。采用BusyBox是縮小根文件系統的好辦法。BusyBox以很小的體積集成了最常用的linux命令和應用程序，大大簡化了制作linux根文件系統的過程。 有一點必須指出的是，在2.6.12(含)之前的內核通常是用devfs來管理位于/dev下的所有塊設備和字符設備；但在2.6.13(含)之后的內核已不支持devfs，而轉用udev來管理/dev下的設備，詳見[5]。所以，針對2.6.19內核，要使系統啟動后進入BusyBox控制臺，還需在/rootfs/dev下添加控制臺設備文件：“[root@localhostdev]#mknod-m600consolec51”。 目前，linux已經能夠支持幾十種文件系統格式，如常用的Cramfs、Jfss2、Yaffs等。Cramfs是一種只讀的閃存文件系統，可以保護系統的基本設置不被更改。根文件系統就使用Cramfs格式。 使用Cramfs制作工具mkcramfs把根文件目錄制作成映像文件：rootfs.cramfs。 根文件系統制作完成，在vivi命令模式下把rootfs.cramfs下載到Flash的合適位置。 至此，一個基于2.6.19內核的小型Linux系統便成功地制作完畢，并移植到S3C2410開發板上了。 板子加電后便可看到系統的啟動信息，最終進入BusyBox控制臺。 結語 基于2.6內核的Linux憑借其突出的嵌入式特性與性能優越的ARM9S3C2410相結合，在嵌入式領域有著廣闊的應用天地。文章介紹了如何制作一個基于Linux2.6.19內核的小型Linux系統，并將其移植到S3C2410開發板上。小型系統的制作與移植是進行嵌入式開發的基礎，必須熟練掌握。 |
