嵌入式Linux在ARM9(TQ)上的移植

嵌入式Linux在ARM9（TQ）上的移植

【摘 要】微处理器技术的发展使得小型、实时、性能良好的嵌入式操作系统得到广泛的应用。分析了Linux操作系统的结构，描述了将Linux内核移植到ARM9开发板TQ2440上的方法和完整过程。介绍目标平台以及移植环境的构建，重点介绍Bootloader的架构和功能以及Linux内核的移植，移植后运行结果良好可行。

【关键词】TQ2440；ARM9；系统移植；Bootloader；Linux内核

0 引言

本文中使用的TQ2440开发板CPU是三星公司生产的S3C2440，内核为ARM920T，采用0.13um CMOS标准单元和存储器编译器开发。以此作为硬件平台来实现Linux系统的完整移植。而嵌入式系统其本身具有结构较小、稳定性好等优点，因为Linux本身具有良好的可移植性，通过构建相应的开发环境，能够进行的产品开发，使得它被广泛应用于多种硬件平台。

1 Linux系统分析

1.1 Linux系统的基本体系结构

Linux系统主要由内核、shell、文件系统和应用程序4个部分组成。用户通过它们来运行程序、管理文件和使用系统。

1.2 Linux内核

内核是操作系统的核心，负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。

Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、硬件驱动程序、文件系统和网络管理等。

2 Linux操作系统移植

2.1 交叉编译环境的搭建

硬件环境构建采用的是主机与目标板结合的交叉开发模式，TQ2440开发板配有S3C2440处理器，MB的SDRAM内存，256MB的Nand Flash，2MB的NOR FLASH，串口，网络接口，USB接口等强大的硬件系统。

软件环境的搭建是由GNU C库（glibc），GNU binutils以及GNU编译器gee等一系列交叉开发工具组成，如下图2所示。

2.2 引导加载程序Bootloader

Bootloader是这么是一段系统上电时候开始执行，并初始化硬件设备，预备软件环境，然后调用操作系统的程序。TQ2440开发板中ARM上电CPU是从0x0000000开始执行，Bootloader存放在此处。根据开发板的需要，我们适当的修改CPU的频率、支持NOR FLASH的支持和SDRAM的配置及大小、环境变量的位置等相关数据。

3 移植Linux内核

3.1 Linux移植准备

载内核源文件linux-2.6.22.tar.bz2、补丁文件patch-2.6.22.6.bz2，将两个文件放在同一个目录下面解压如下：

由此我们得到了内核源码。

Makefile由配置文件.config确定部分文件与内核、模块和子目录的关系。在内核目录下执行“make menuconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-”得到内核配置界面，通过配置界，我们可以选择我们所需要的芯片类型，文件类型等。

3.2 Linux内核移植

修改内核以支持TQ2440开发板，首先修改顶层（即是根目录下）的Makefile文件，修改为ARCH=arm，cross_COMPILE=arm-linux-；修改时钟：amdk2440_map_io（）中的s3c24xx_init_（12000000）；修改机器码为168；通过内核的配置单按用户需求配置好内核并保存为.config，即可编译。

对于NAND FLASH分区，我们要添加新的配置选项，启用MTD支持，选中MTD partitioning support，允许字符访问MTD设备，缓存块设备访问MTD设备，JAFFS2为文件服务系统，默认块设备层向MTD传输层接口。还要使内核支持S3C2440 NAND FLASH，设置并保存配置。

使用命令：vim arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c修改文件内容，将NAND FLASH分为uboot，ysffs2和kernel这3个分区，并修改相关偏移量。

YAFFS是专门为NAND FLASH存储器设计的嵌入式文件系统，遵循GPL协议。添加YAFFS2文件系统的支持，就是在内核上打支持YAFFS2的补丁，之后对内核添加YAFFS的相关配置。

内核配置完毕后保存退出，最后编译内核，输入命令#make zImage，成功编译后，生成zlmage内核映像文件，该文件在arch/arm/boot目录下产生，完成内

核的配置编译，只需要将编译好的内核映像文件zllnage下载到开发板的Flash中就可以了，使用以下命令：

开发板上电后内核自动启动，到此我们就完成了Linux在TQ2440开发板上的移植工作。

4 结束语

本文通过TQ2440开发板，研究了将Linux移植到ARM9统上的整个移植流程。ARM平台下嵌入式Linux的移植，包括熟悉硬件平台，构建嵌入式Linux系统的软件平台，建立交叉编译环境，Bootioader的移植，Linux内核的配置与编译等许多相关内容，对于学习ARM的人员来书具有很好的指导和实践意义。

【参考文献】

[1]李延鹏.嵌入式开发工程师入行手册[M].北京：中国铁道出版社，2013-8.

[2]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京：人民邮电出版社，2012-1.

[3]曾福振，闵联营.基于ARM和Linux的嵌入式平台的构建[J].微型机与应用，2011，30（12）.