基于ARM9平臺(tái)上的嵌入式Linux系統(tǒng)移植

引 言

嵌入式系統(tǒng)是傳感器、微電子、計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)適合對功耗、成本、功能、可靠性等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [1-2]。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣范。

嵌入式系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)選擇 Linux。Linux 是一種具有開發(fā)成本低，可應(yīng)用于多種硬件平臺(tái)，可定制的內(nèi)核，性能優(yōu)異，良好的網(wǎng)絡(luò)支持等優(yōu)勢的系統(tǒng) [3]。Linux 具有的諸多優(yōu)勢， 注定它將在嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用中，給人們帶來意想不到的驚喜，使生活越來越便捷。

1 BootLoader引導(dǎo)程序及移植

系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段程序是Boot Loader。通常由BIOS 和位于MBR 的操作系統(tǒng) Boot Loader 組成，系統(tǒng)的加載啟動(dòng)任務(wù)交由 Boot Loader 完成，這段小程序，可以初始化必要的硬件設(shè)備，把內(nèi)核需要的信息創(chuàng)建出來，并且這些有用的信息經(jīng)相關(guān)機(jī)制可傳遞給內(nèi)核，將軟件和硬件系統(tǒng)的環(huán)境帶到合適的狀態(tài)。最后對操作系統(tǒng)的內(nèi)核進(jìn)行調(diào)用，可產(chǎn)生引導(dǎo)和加載內(nèi)核的效果 [4]。VIVI 是一種 Boot Loader，本文在移植 VIVI 時(shí)，以 smdk2410 為基礎(chǔ)，經(jīng)修改后實(shí)現(xiàn)。外部定義的初始值、相應(yīng) NAND FLASH 中各鏡像的初始地址都是需要修改的參數(shù)。

2 嵌入式 Linux內(nèi)核的定制

內(nèi)核裁剪是對內(nèi)核進(jìn)行相關(guān)修改，將其中多余的程序刪除掉。Linux 內(nèi)核對系統(tǒng)修改后，能夠建立一個(gè)配置對話框，方便對內(nèi)核進(jìn)行相應(yīng)的修改。系統(tǒng)執(zhí)行修改時(shí)，大部分內(nèi)容是頭文件、Kconfig 和修改時(shí)會(huì)用到的東西，能夠建立修改的對話框。Linux 內(nèi)核的配置命令包括 make config，make menuconfig 及 make xconfig[5] 。

實(shí)現(xiàn)在對內(nèi)核的配置后，其編譯相對容易。

(1) 進(jìn)入目錄

[root@zxt/]cd/arm2410cl/kernel/linux-2.4.18-2410cl/

(2) make clean

[root@ linux-2.4.18-2410cl/] make clean

該指令是把界面用不到的東西清除掉，而且是在正式make 內(nèi)核前。

(3) make dep

這條命令是創(chuàng)建內(nèi)核的依賴關(guān)系。

(4) make zImage

這條命令是最終的編譯命令，這里建立的為壓縮的內(nèi)核映像。

(5) 到/arm2410cl/kernel/linux-2.4.18-2410cl/arch/arm/boot 下查看新生成的內(nèi)核文件。

[root@BC linux-2.4.18-2410cl]# cd arch/arm/boot/

[root@BC boot]# ls

bootp conpressed install.sh Makefile zImage

3 嵌入式根文件系統(tǒng)的定制

YAFFS（Yet Another Flash File System，YAFFS） 文件系統(tǒng)是專門針對 NAND 閃存設(shè)計(jì)的嵌入式文件系統(tǒng)。該系統(tǒng)相對于 JFFS2 減少了部分功能，提升了運(yùn)行速度，并且占用的內(nèi)存也相對減少 [6]，因此本文選用 YAFFS 作為根文件系統(tǒng)。

制作根文件系統(tǒng)步驟如下：

(1) 創(chuàng)建一個(gè)名字為 rootfs的文件夾，在其中創(chuàng)建

etc bin var dev home lib mnt proc root sbin sys tmp usr opt

共14 個(gè)文件夾 ；

(2) 解壓 Busybox；

(3) 編譯 Busybox工具集 ；

(4) 配置完成后，執(zhí)行 make和makeinstall；

(5) 在dev目錄下，創(chuàng)建兩個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn) ：mknodconsolec5 1與mknod null c 1 3；

(6) 進(jìn) 入自己 建 立 的 etc目 錄。 拷貝 Busybox-1.16/examples/bootfloopy/etc/* 到當(dāng)前目錄下。包括文件 fstab init.d inittab profile[7] ；

(7) 修改 inittab文件 ；

(8) 修改 init.d/rcS文件 ；

(9) 修改 profile文件 ；

(10) 用mkyaffs2image工具將指定的根文件系統(tǒng)目次生成 YAFFS根文件系統(tǒng)映像 ：

[root@vm-dev rootfs]# mkyaffs2image rootfs root.yaffs [root@vm-dev rootfs]# ls busybox-1.12.2 busybox-1.12.2.tar.bz2 mkyaffs2image root.yaffs rootfs rootfs.tar.bz2

[root@vm-dev rootfs]#

生成 root.yaffs 根文件系統(tǒng)文件。

4 嵌入式系統(tǒng)的移植

VIVI 燒寫時(shí)，將 PC 機(jī)和 2410-CL 實(shí)驗(yàn)箱的線連接好， 打開實(shí)驗(yàn)箱的電源 ；在 D 盤創(chuàng)建一個(gè)目錄引導(dǎo)加載程序，把四個(gè)文件拷貝到此目錄下；進(jìn)入 D ：/Boot Loader 目錄，運(yùn)行sjf2410-s 命令 ：sjf2410-s /f ：vivi，完成 VIVI 的燒寫，啟動(dòng)引導(dǎo)程序。燒寫內(nèi)核時(shí)，將并口線拔掉，連接 2410-CL 實(shí)驗(yàn)箱的網(wǎng)線。在 VIVI 狀態(tài)下，輸入燒寫內(nèi)核的命令為 ：tftp flash kernel zImage。在實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的燒寫后，輸入燒寫 root 命令：

tftp flash root root.yaffs。

在完成以上的燒寫內(nèi)容后就可對移植到ARM9 平臺(tái)上的應(yīng)用程序進(jìn)行測試，對某音樂播放器 mplayer 進(jìn)行測試。在2410-CL 的實(shí)驗(yàn)箱上音樂播放器可以正常播放，證明應(yīng)用程序在 ARM9 平臺(tái)上可以運(yùn)行，移植成功。

5 結(jié) 語

本文主要介紹了 Boot Loader 的移植方法、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的定制過程，最后通過燒寫 VIVI、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)完成嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)在 ARM9 平臺(tái)上的移植。此舉對嵌入式 Linux 系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。