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)。
l、開發(fā)環(huán)境介紹
1.1、基于S3C2410ARM920T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$3C2410ARM920T芯片，外圍還包括：64MNANDFLASH和RAM外圍存儲(chǔ)芯片;串口、網(wǎng)口和USB外圍接口;CSTNLCD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.
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64MNANDFLASH的存儲(chǔ)設(shè)備。
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(guó)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-unknown-Linux-：
ARM-GCC-LIBS=/opt/host/armv41/lib/gcc-lib/armv41一unknown-Linux/2.95.2：
(2)、修改/vivi/arch/s3c2410/smdk.C文件里的mtd-par-tition-tdefault-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'loadyaffstOflashcommand'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 menu config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 t0 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)S3C2410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_COMPILE=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-Linux-;
(2)、在arch/arm/mach-s3c2410/devs.C文件中：
①、增加頭文件定義：
#include
#include
#inelude
②、增加staticstruct 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NandFlash分區(qū)：struet s3c241O-nand-set nandset-{nr_partitions：5，partitions：partition-info，};
④、建立NandFlash芯片支持struct s3c2410-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NANDFLASH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
