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1、基于32位ARM920T内核的微处理器的嵌入式Linux系统构建详解目前，在嵌入式系统中基于ARM微核的嵌入式处理器已经成为市场主流。随着ARM技术的广泛应用，建立面向ARM构架的嵌入式操作系统成为当前研究的热点问题。已经涌现出许多嵌入式操作系统，如VxWork，windows-CE，PalmOS，Linux等。在众多的嵌入式操作系统中，Linux以其开源代码及免费使用倍受开发人员的喜爱。本文选用的微处理器S3C2410是基于32位ARM920T内核的微处理器，基于此处理器构造一Linux嵌入式操作系统，将其移植到基于32位的ARM920T内核的系统中，在此基础上进行应用程序开发。l、开发环境
2、介绍1.1、基于S3C2410ARM920T的硬件平台该系统的硬件平台为深圳旋极公司提供，硬件的核心部件为三星$3C2410ARM920T芯片，外围还包括：64MNANDFLASH和RAM外围存储芯片；串口、网口和USB外围接口；CSTNLCD和触摸屏外围显示设备；UDAl34lTS的外围音频设备。S3C2410处理器和外围设备共同构成了基于ARM920T的开发板。1.2、嵌入式Limlx软件系统该嵌入式Linux的软件系统包括以下4个部分：引导加载程序vivi；Linux2614内核；YAFFS2文件系统以及用户程序。他们的可执行映像依次存放在系统存储设备上与通常的嵌入式系统布局有所不同，本
3、系统在引导加载程序和内核映像之间还增加了一个启动参数区，在这个区里存放着系统启动参数。引导加载程序通过调用这些参数来决定启动模式、启动等待时间等，这些启动参数的增加加强了系统的灵活性。本系统采用64MNANDFLASH的存储设备。2、嵌入式Linux系统设计与实现2.1、引导加载程序vivi2.1.1、vivi的基本功能该系统使用的：Bootloader是vivi，vivi是韩国MIZIResearch公司为其开发的SMDK2410开发板编写的一款引导程序。vivi是CPU加电后运行的第一段程序，其基本功能是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而为调用嵌入式Linux内核做好准备。vivi
4、由2部分组成：一部分是依赖于CPU体系结构的代码，用汇编语言实现对硬件环境的初始化，并为第二部分代码的执行做好准备；另部分是用C语言实现内存空间的映射，并将Linux内存映像和根文件系统映像从FLASH上读到RAM空间中，设置好启动参数，最后调用内核。2.1.2、Bootloadcrvivi移植从网站wwwmizicom下载vivi源码并解压，按以下步骤进行移植，该系统使用ARM-GCC一2952对vivi进行编译。(1)、指定viviMakefile文件中的CROSS-COM-PILE，Linux-INCLUDE-DIR，ARM-GCC-LIBS，如下面的参考路径：Linux_INCLUDE
5、_DIR=opthostarmv41include；CROSS_COMPILE=opthostarmv41binarmv41-unknown-Linux-：ARM-GCC-LIBS=opthostarmv41libgcc-libarmv41一unknown-Linux2952：(2)、修改viviarchs3c2410smdkC文件里的mtd-par-tiTIon-tdefault-mtd-parTITIons分区内容如表1所示；(3)、增加vivilibloadyaffsC文件，实现烧写yaffs2映像文件；修改vivilibConfig_cmdin，增加如下一行：boolloadyaffs
6、tOflashcommandCONFIG-LOAD-YAFFS，使得loadyaffs命令可作为可选项；(4)、执行make distclean：清理vivi编译环境；执行make menu config进行对vivi裁剪，根据实际情况进行选择，注意要选上*load yaffs t0 flash command因为这里用的是YAFFS2文件系统，需要vivi支持YAFFS2映像下载；执行make生成所需要的文件vivi；(5)、采用JTAG烧写映像到目标板NAND FLASH的零地址处，实现引导程序的装载。2.2、Linux2614内核的移植2.2.1、内核的选择Linux内核版本的更新速度非
7、常快，但Linux的内核版本发行同Linux对嵌入式处理器支持程度的发展是不同步的，因此，需要对特定的处理器体系结构选择合适的内核，并且根据其硬件功能部件加上相应的补丁。根据S3C2410的体系结构以及外围硬件特性，该系统采用Linux2614内核，所用的编译器为ARM-Linux-GCC一341版本；由于该系统采用的是YAFFS2文件系统，因此需要从网上下载yaffs2targz文件，解压并执行patchkershIinux2614命令，对Iinux内核打补丁使其支持YAFFS2文件系统。2.2.2、内核的修改(1)、修改内核源码中Makefile的交义编译项：ARM_=arm；CROSS_
8、COMPILE=usrlocalarm341binarm-Linux-；(2)、在archarmmach-s3c2410devsC文件中：、增加头文件定义：#include#include#inelude、增加staTIcstruct mtd-partition partition-info函数，建立分区表信息，分区内容如表1所示；、加入NandFlash分区：struet s3c241O-nand-set nandset-nr_partitions：5，partitions：partition-info，；、建立NandFlash芯片支持struct s3c2410-platform-nan
9、d superlpplatformtacls：O，twrph0：30，twrphl：0，sets：nandset，nr-sets：1，；、在NandFlash驱动里加入Nand Flash芯片支持：在s3C-device-nand中增加dev一platforM一data一super-lpplatform。(3)、在archarmmachs3c2410machsmdk2410C中的一initdata部分增加(4)、为了使内核支持devfs并在启动时在sbininit运行之前自动挂载dev为devfs文件系统修改fsKconfig并在menuPseudo filesystetns下添加如下语句：c
10、onfig DEVFS_FSbooIdev flie system support(OBOLETE) default yconfig DEVFS-MOUNTboolAutomatically mount at bootdefault ydepends on DEVFS FS2.2.3、内核的编译和加载(1)、执行make mrproper：编译内核前清理编译环境。(2)、执行makeme nuconfig：对内核进行配置是量体裁衣的过程是十分复杂的过程，配置适合自已的内核可能需要多次重复的配置操作。以下根据该系统对部分配置做简单介绍：Boot options一一一Default kernel
11、command stringNo initrd rootdevmtd block3 init=Linuxrcconsole-ttySAC0.115200说明：mtdblock3代表NANDFASH第4个分区，他足该系统的root分区；Floating point emulation一一一*NwFPE math emulation#选择在内核中使用NWFPE浮点模拟File systems一一一Second extended fs support#去除对ext2的支持Pseu do filesystems一一*proc file system support*Virtual memory fil
12、e system support(former shmfs)*dev file system support(OBSOLETE)*Automatically mount at boot(NEW)这里会看到前面修改fsKconfig的结果，devfs已经被支持。Miscellaneous file systems一-#选择YAFFS2根文件系统YAFFS2 file system support-512bytepagedevices*Lets Yaffs doi ts own ECCUse the same ecc byte order as Steven HillS nand-eccC一一一2
13、048byte(or larger)page devices*Auto select yaffs2 format*Disable lazy loading(10)Reserved blocks for check pointing*Turn off wide tnodesForce chunk erase checkCache short names in RAMNetwork File Systems-AMDISK等多种文件系统。本系统使用可读写的YAFFS2根文件系统。2.3.1、YAFFS2文件系统简介YAFFS2是YAFFS(Yet Ano ther FLASH File System
14、)的升级版，能更好地支持NAND FLASH，是一种类似于JFFS的专门为FLASH设计的嵌入式文件系统。与JFFS相比，他减少了一些功能，因此速度更快、占用内存更少。NANDFLASH大多采用MTD+YAFFS的模式，通过YAFFS文件系统，可以像操作硬盘上的文件一样操作FLASH中的数据，在系统断电后数据仍然存储在FLASH芯片中2.3.2、根文件制作(1)、建立根文件系统目录root，在root目录下建讧子日录bin，sbin，dev，etc，proc，lib，user；bin：保存大多数如initbusybox，shell文件管理实用程序等二进制文件；sbin：保存系统启动过程通常需要
15、的命令；/dev：包含用在设备中的所有没备节点；/etc：包含系统的所有配置文件；proc：这是一个必须设置的特殊目录，在系统运行之后他下面有许多内容，在某些情况下，可以通过他进行系统设置，许多工具能从这里获得信息。在编译内核时要选择文件系统proc的支持；/lib：包含所有必要的库；/user：存放用户程序。(2)、编译busyboxbusyh。x足一个著名的开源软件他以极小型的应用程序集成了一百多个最常用的Linux命令，闪此享有嵌入式Linux的瑞士军刀的美臀。首先，从网上下载busybox源码该系统使用的是113版本；其次，执行makemenuconfig命令根据实际需求进行功能配置，
16、该系统将busybox编详为静态连接；最后：执行FIlakca11install进行编译、安装；编译器为：ARM-Linux-GCC一341，安装路径与上述root为同一路径。这样在root目录下将有脚本Linuxrc在/bin，/sbin日录下将订busy box提供的指向busy box的符号连接命令集。(3)、编写启动脚本：一般系统启动时都会按要求执行相应的初始化操作。写住命令仃的init/Liunxrc这个Linuxrc足指向/etcinitd/rcS文件的一个符号连接。在rcs文件中列出了Linux仞始化要执行的文件例如初始化进程init、挂载根系统、挂载模块化设备驱动等。rcs的作
17、用相当于windoWS中的autocxecbat文什，由于对于不同的应用rcS的内容变化很大，因此应根据实际需要编写rcS的内容。(4)、制作YAFFs2映象：利用实用程序nlkyaffsinlage(mkvaffmage与root目录在同一路径下)制作YAFFS2映像root.img命令为：#inkyaffsimagerootroot.Inlgrootimg就是所需要的YAFFS2文件系统；(5)文件系统映像下载：在vivi提示符下，执仃loadyaffsrootx选择rootinlg将文件通过串口下载到NANDFLASH的root分区中然后复化或重启开发板，就可以启动Linux系统。3、结语通过对嵌入式系统ARNI平台的构建，分析bootloadervivj的功能阐述了Linux内核的移植，同时也解释r制作YAFFS2文件系统的步骤和方法意在给嵌入式系统平台的搭建有个整体的把握和认识，以降低进入ARM嵌入式开发应用领域的门槛，进一步推进嵌入式软硬件开发的进程。