arm linux內(nèi)核移植裁剪過程概覽

微處理器的產(chǎn)生為價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)的連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，這樣，限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。盡管從八十年代末開始，已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)(比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows CE)。但這些專用操作系統(tǒng)都是商業(yè)化產(chǎn)品，其高昂的價格使許多低端產(chǎn)品的小公司望而卻步；而且，源代碼封閉性也大大限制了開發(fā)者的積極性。而Linux的開放性，使得許多人都認(rèn)為Linux非常適合多數(shù)Intemet設(shè)備。Linux操作系統(tǒng)可以支持不同的設(shè)備和不同的配置。Linux對廠商不偏不倚，而且成本極低，因而很快成為用于各種設(shè)備的操作系統(tǒng)。嵌入式linux是大勢所趨，其巨大的市場潛力與醞釀的無限商機(jī)必然會吸引眾多的廠商進(jìn)入這一領(lǐng)域。

1 嵌入式linux操作系統(tǒng)
Linux為嵌入操作系統(tǒng)提供了一個極有吸引力的選擇，它是個和Unix相似、以核心為基礎(chǔ)、全內(nèi)存保護(hù)、多任務(wù)、多進(jìn)程的操作系統(tǒng)。可以支持廣泛的計算機(jī)硬件，包括X86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC、ARM、NEC、MOTOROLA等現(xiàn)有的大部分芯片。Linux的程序源碼全部公開，任何人都可以根據(jù)自己的需要裁剪內(nèi)核，以適應(yīng)自己的系統(tǒng)。文章以將linux移植到ARM920T內(nèi)核的s3c2410處理器芯片為例，介紹了嵌入式linux內(nèi)核的裁剪以及移植過程，文中介紹的基本原理與方法技巧也可用于其它芯片。

2 內(nèi)核移植過程
2．1 建立交叉編譯環(huán)境
交叉編譯的任務(wù)主要是在一個平臺上生成可以在另一個平臺上執(zhí)行的程序代碼。不同的CPU需要有不同的編譯器，交叉編譯如同翻譯一樣，它可以把相同的程序代碼翻譯成不同的CPU對應(yīng)語言。
交叉編譯器完整的安裝涉及到多個軟件安裝，最重要的有binutils、gcc、glibc三個。其中，binutils主要用于生成一些輔助工具；gcc則用來生成交叉編譯器，主要生成arm—linux—gcc交叉編譯工具；glibc主要是提供用戶程序所使用的一些基本的函數(shù)庫。
自行搭建交叉編譯環(huán)境通常比較復(fù)雜，而且很容易出錯。本文使用的是開發(fā)板自帶的交叉編譯器，即CROSS一3．3．4．交叉編譯器，該編譯只需將光盤中的arm—linux一3．3．4．bar．bz2用tar ixvf arm—linux一3．3．4．bar．bz2命令解壓到／usr／local／arm下即可。
2．2 修改Makefile
修改內(nèi)核目錄樹根下的Makefile時，可先指明交叉編譯器。設(shè)計時，可向Makefile中添加如下內(nèi)容：
ARCH ?=arm
CROSS_COMPILE?=arm-linux-然后設(shè)置PATH環(huán)境變量，使其可以找到其交叉編譯工具鏈，然后運行vi～／．bashrc，再添加如下內(nèi)容：
export PATH=／usr／local／arln—linux一3．4．4／bin：$PATH
2．3 設(shè)置Flash分區(qū)
此處一共要修改3個文件，分別如下：
(1)在arch／arm／machs3c2410／devs．c文件中添加如下內(nèi)容：
#include
#include
#include
然后再建立Nand Flash分區(qū)表；同時建立Nand F1ash芯片支持，最后加入Nand Flash芯片并支持到Nand Flash驅(qū)動。
另外，還要修改arch／arm／machs3c2410／devs．C文件中的s3c_device_nand結(jié)構(gòu)體變量，同時添加對dev成員的賦值。
(2)指定啟動時初始化
內(nèi)核啟動時，可以依據(jù)對分區(qū)的設(shè)置進(jìn)行初始配置，然后修改arch／am4mach—s3c2410／machsmdk2410．e文件下的smdk2410_devices[]，指明初始化時包括在前面所設(shè)置的flash分區(qū)信息，并添加如下語句：
&s3c_device_nand，
(3)禁止Flash ECC校驗
內(nèi)核一般都是通過UBOOT寫到Nand Flash的。UBOOT則通過軟件ECC算法來產(chǎn)生ECC校驗碼，這與內(nèi)核校驗的ECC碼不一樣，內(nèi)核中的ECC碼是由S3C2410中Nand Flash控制器產(chǎn)生的。所以，這里選擇禁止內(nèi)核ECC校驗。
修改drivers／mtd／nand／s3c2410．C 下的s3c2410_nand_init_chip ()函數(shù)，可在該函數(shù)體最后加上如下一條語句：
chip->eccmode=NAND_ECC_NONE；
3 內(nèi)核配置過程
3．1 支持啟動時掛載devfs
為了使內(nèi)核支持devfs以及在啟動且在／sbin／init運行之前能自動掛載／dev為devfs文件系統(tǒng)，應(yīng)修改fs／Keonfig文件，找到menu“Pseudo filesystems”并添加如下語句：
3．2 配置內(nèi)核產(chǎn)生．config文件
Linux內(nèi)核裁減的配置菜單命令有好幾個配置方法，這幾個方法實現(xiàn)的功能類似，只是與用戶的交互界面不同。其中：
make config是基于文本的、最為傳統(tǒng)的配置界面，可進(jìn)入命令行；
make menuconfig是基于文本菜單的配置界面；
make xconfig是基于圖形窗口模式的配置界面，在Xwindow下推薦使用該界面。
在這3種方法中，make menuconfig使用最為廣泛，這里選用的是make menuconfig的配置方法。相應(yīng)的配置有三種選擇，它們分別代表的含義如下：
“Y”：將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核；
“N”：不將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核；
“M”：將該功能編譯成可以在需要時動態(tài)插入到內(nèi)核中的模塊。
運行make menuconfig時，在smdk2410_defeonfig基礎(chǔ)上，其所增刪的內(nèi)核配置項如下：
(1)增加對模塊的支持
Loadable module support--->

• Enable loadable module support
  
• Automatic kernel module loading
  System Type——>
  4 內(nèi)核編譯與下載
  4．1 內(nèi)核編譯
  編譯內(nèi)核時，可運行以下命令：其一是#make clean，即清理環(huán)境，保證沒有不正確的依賴文件存在；二是#make dep，即將內(nèi)核源碼樹中每個子目錄產(chǎn)生的“．depend”文件建立起依賴關(guān)系；三是#make zImage，用于建立壓縮的linux內(nèi)核映像。
  4．2 下載zImage到開發(fā)板
  下載zImage到開發(fā)板的方法很多，常見的有網(wǎng)絡(luò)下載(如FTP、TFTP等方式)、串口下載、USB下載等。本文采用FTP方式來移植Linux內(nèi)核映像文件到目標(biāo)機(jī)NAND FLASH中。代碼如下：
  CRANE2410#tftp 0x30008000 zImage
  至此，該嵌入式Linux的編譯和移植工作便告全部完成。