基于S3C2410的嵌入式Linux系統(tǒng)構(gòu)建
| 目前，在嵌入式系統(tǒng)中基于ARM微核的嵌入式處理器已經(jīng)成為市場(chǎng)主流。隨著ARM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，建立面向ARM構(gòu)架的嵌入式操作系統(tǒng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。已經(jīng)涌現(xiàn)出許多嵌入式操作系統(tǒng)，如VxWork，windows-CE，PalmOS，Linux等。在眾多的嵌入式操作系統(tǒng)中，Linux以其開源代碼及免費(fèi)使用倍受開發(fā)人員的喜愛。本文選用的微處理器S3C2410是基于32位ARM920T內(nèi)核的微處理器，基于此處理器構(gòu)造一Linux嵌入式操作系統(tǒng)，將其移植到基于32位的ARM920T內(nèi)核的系統(tǒng)中，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。 1 開發(fā)環(huán)境介紹 1．1 基于S3C2410 ARM920T的硬件平臺(tái) 該系統(tǒng)的硬件平臺(tái)為深圳旋極公司提供，硬件的核心部件為三星$3C2410 ARM920T芯片，外圍還包括：64 M NAND FLASH和RAM外圍存儲(chǔ)芯片；串口、網(wǎng)口和USB外圍接口；CSTN LCD和觸摸屏外圍顯示設(shè)備；UDAl34lTS的外圍音頻設(shè)備。S3C2410處理器和外圍設(shè)備共同構(gòu)成了基于ARM920T的開發(fā)板。 1．2嵌入式Limlx軟件系統(tǒng) 該嵌入式Linux的軟件系統(tǒng)包括以下4個(gè)部分：引導(dǎo)加載程序vivi；Linux2．6．14內(nèi)核；YAFFS2文件系統(tǒng)以及用戶程序。他們的可執(zhí)行映像依次存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備上，如圖1所示： 與通常的嵌入式系統(tǒng)布局有所不同，本系統(tǒng)在引導(dǎo)加載程序和內(nèi)核映像之間還增加了一個(gè)啟動(dòng)參數(shù)區(qū)，在這個(gè)區(qū)里存放著系統(tǒng)啟動(dòng)參數(shù)。引導(dǎo)加載程序通過調(diào)用這些參數(shù)來決定啟動(dòng)模式、啟動(dòng)等待時(shí)間等，這些啟動(dòng)參數(shù)的增加加強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。本系統(tǒng)采用64 M NANDFLASH的存儲(chǔ)設(shè)備，其布局如表1所示。 2嵌入式Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2．1 引導(dǎo)加載程序vivi 2．1．1 vivi的基本功能 該系統(tǒng)使用的：Bootloader是vivi，vivi是韓國MIZIResearch公司為其開發(fā)的SMDK2410開發(fā)板編寫的一款引導(dǎo)程序。vivi是CPU加電后運(yùn)行的第一段程序，其基本功能是初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而為調(diào)用嵌入式Linux內(nèi)核做好準(zhǔn)備。 vivi由2部分組成：一部分是依賴于CPU體系結(jié)構(gòu)的代碼，用匯編語言實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件環(huán)境的初始化，并為第二部分代碼的執(zhí)行做好準(zhǔn)備；另部分是用C語言實(shí)現(xiàn)內(nèi)存空間的映射，并將Linux內(nèi)存映像和根文件系統(tǒng)映像從FLASH上讀到RAM空間中，設(shè)置好啟動(dòng)參數(shù)，最后調(diào)用內(nèi)核。 2．1．2 Bootloadcrvivi移植 從網(wǎng)站www．mizi．com下載vivi源碼并解壓，按以下步驟進(jìn)行移植，該系統(tǒng)使用ARM-GCC一2．95．2對(duì)vivi進(jìn)行編譯。 （1）指定／vivi／Makefile文件中的CROSS-COM-PILE，Linux-INCLUDE-DIR，ARM-GCC-LIBS，如下面的參考路徑： Linux_INCLUDE_DIR=／opt／host／armv41／include／； CROSS_COMPILE=／opt／host／armv41／bin／armv41一UD- known-Linux一： ARM-GCC-LIBS=／opt／host／armv41／lib／gcc-lib／ar- mv41一unknown-Linux／2．95．2： （2）修改／vivi／arch／s3c2410／smdk．C文件里的mtd-par-tition-t default-mtd-partitions[]分區(qū)內(nèi)容如表1所示； （3）增加／vivi／lib／loadyaffs．C文件，實(shí)現(xiàn)燒寫yaffs2 映像文件；修改／vivi／lib／Config_cmd．in，增加如下一行：bool‘load yaffs tO flash command‘CONFIG-LOAD-YAFFS，使得loadyaffs命令可作為可選項(xiàng)； （4）執(zhí)行make distclean：清理vivi編譯環(huán)境；執(zhí)行make menuconfig進(jìn)行對(duì)vivi裁剪，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，注意要選上" load yaffs tO flash command"因?yàn)檫@里用的是YAFFS2文件系統(tǒng)，需要vivi支持YAFFS2映像下載；執(zhí)行make生成所需要的文件vivi； （5）采用JTAG燒寫映像到目標(biāo)板NAND FLASH的零地址處，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)程序的裝載。 2．2 Linux2．6．14內(nèi)核的移植 2．2．1 內(nèi)核的選擇 Linux內(nèi)核版本的更新速度非?？?，但Linux的內(nèi)核版本發(fā)行同Linux對(duì)嵌入式處理器支持程度的發(fā)展是不同步的，因此，需要對(duì)特定的處理器體系結(jié)構(gòu)選擇合適的內(nèi)核，并且根據(jù)其硬件功能部件加上相應(yīng)的補(bǔ)丁。根據(jù)$3C2410的體系結(jié)構(gòu)以及外圍硬件特性，該系統(tǒng)采用Linux2．6．14內(nèi)核，所用的編譯器為ARM-Linux-GCC一3．4．1版本；由于該系統(tǒng)采用的是YAFFS2文件系統(tǒng)，因此需要從網(wǎng)上下載yaffs2．tar．gz文件，解壓并執(zhí)行"．／patch．ker．sh／I．inux2．6．14"命令，對(duì)I．inux內(nèi)核打補(bǔ)丁使其支持YAFFS2文件系統(tǒng)。 2．2．2 內(nèi)核的修改 （1）修改內(nèi)核源碼中Makefile的交義編譯項(xiàng)： ARM=arm；CROSS一COMPILE?=／usr／local／arm／3．4．1／bin／arm-Linux一； （2）在arch／arm／mach-s3c2410／devs．C文件中： ①增加頭文件定義： #include<Linux／mtd／pa rtitions．hi> #include<Linux／mtd／nand．h> #inelude<asm／arch／nand．h> ②增加static struct mtd-partition partition-info[]函數(shù)，建立分區(qū)表信息，分區(qū)內(nèi)容如表1所示； ③加入Nand Flash分區(qū)：struet s3c24 1 O-nand-set nandset一｛nr_partitions：5，partitions：partition-info，｝； ④建立Nand Flash 芯片支持struct s3c24 10-platform-nand superlpplatform＝｛tacls：O，twrph0：30，twrphl：0，sets：＆．nandset，nr-sets：1，｝； ⑤在Nand Flash驅(qū)動(dòng)里加入Nand Flash芯片支持：在s3C-device-nand中增加．dev一｛．platforM一data一＆super-lpplatform｝。 （3）在arch／arm／machs3c2410／machsmdk2410．C中的一initdata部分增加&s3c-device-nand，使內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)初始化NAND FLASH信息。 （4）為了使內(nèi)核支持devfs并在啟動(dòng)時(shí)在／sbin／init運(yùn)行之前自動(dòng)掛載／dev為devfs文件系統(tǒng)．修改fs／Kconfig．并在menu"Pseudo filesystetns"下添加如下語句：config DEVFS_FSbooI"／dev flie system support（OBOLETE）default yconfig DEVFS-MOUNTbool"Automatically mount at boot"default ydepends on DEVFS FS 2．2．3 內(nèi)核的編譯和加載 （1）執(zhí)行make mrproper：編譯內(nèi)核前清理編譯環(huán)境。 （2）執(zhí)行make menuconfig：對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置是量體裁衣的過程．是十分復(fù)雜的過程，配置適合自已的內(nèi)核可能需要多次重復(fù)的配置操作。以下根據(jù)該系統(tǒng)對(duì)部分配置做簡單介紹： Boot options一一一>Default kernel command st ring Noinitrd root＝／dev／mtdblock3 init=／Linuxrc console——ttySAC0.1 15200 說明：mtdblock3代表NAND FASH第4個(gè)分區(qū)，他足該系統(tǒng)的root分區(qū)； Floating point emulation一一一> NwFPE math emulation #選擇在內(nèi)核中使用NWFPE浮點(diǎn)模擬 File systems一一一> <>Second extended fs support |
