基于S3C2410的嵌入式Linux系统构建.doc

基于S3C2410的嵌入式Linux系统构建.txt恨一个人和爱一个人的区别是：一个放在嘴边，一个藏在心里。人生三愿：一是吃得下饭，二是睡得着觉，三是笑得出来。基于S3C2410的嵌入式Linux系统构建目前，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开发环境介绍11 基于S3C2410 arm920T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$3C2410 arm920T芯片，外围还包括：64 M NAND FLASH和RAM外围存储芯片；串口、网口和USB外围接口；CSTN LCD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。12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，如图1所示：与通常的嵌入式系统布局有所不同，本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64 M NANDFLASH的存储设备，其布局如表1所示。2嵌入式Linux系统设计与实现21 引导加载程序vivi211 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。212 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_DIR=opthostarmv41include；CROSS_COMPILE=opthostarmv41binarmv41一UD-known-Linux一：ARM-GCC-LIBS=opthostarmv41libgcc-libar-mv41一unknown-Linux2952：(2)修改viviarchs3c2410smdkC文件里的mtd-par-tition-t default-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：boolload yaffs tO flash commandCONFIG-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 menuconfig进行对vivi裁剪，根据实际情况进行选择，注意要选上*load yaffs tO 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。22 Linux2614内核的移植221 内核的选择Linux内核版本的更新速度非常快，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$3C2410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。222 内核的修改(1)修改内核源码中Makefile的交义编译项：ARM?=arm；CROSS一COMPILE?=usrlocalarm341binarm-Linux一；(2)在archarmmach-s3c2410devsC文件中：增加头文件定义：#include#include#inelude增加static struct mtd-partition partition-info函数，建立分区表信息，分区内容如表1所示；加入Nand Flash分区：struet s3c24 1 O-nand-set nandset一nr_partitions：5，partitions：partition-info，；建立Nand Flash 芯片支持struct s3c24 10-platform-nand superlpplatformtacls：O，twrph0：30，twrphl：0，sets：nandset，nr-sets：1，；在Nand Flash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&s3c-device-nand，使内核启动时初始化NAND FLASH信息。(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：config DEVFS_FSbooIdev flie system support(OBOLETE)default yconfig DEVFS-MOUNTboolAutomatically mount at bootdefault ydepends on DEVFS FS223 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make menuconfig：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 command st ringNoinitrd rootdevmtdblock3 init=Linuxrcconsole-ttySAC0.1 15200说明：mtdblock3代表NAND FASH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Pseudo filesystems一一 *proc file system support*Virtual memory file system support(formershm fs)*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 filesystems一- #选择YAFFS2根文件系统YAFFS2 file system support-51 2 bytepage devices*Lets Yaffs do its own ECC Use the same ecc byte order as Steven HillS nand-eccC一一一2048 byte (or larger)page devices*Autoselect yaffs2 format*Disable lazy loading(1 0)Reserved blocks for checkpointing*Turn off wide tnodesForce chunk erase checkCache short names in RAMNetwork File Systems-*NFS file system support(3)执行make bzlmage，成功编译后将在archarmboot下生成需要的文件zImage。(4)在vivi提示符下，输入load flash kernel x命令通过串口下载内核映像到NAND FLASH的KERNEL分区中。23 文件系统Linux采用文件系统组织系统中的文件和设备，为设备和用户程序提供统一接口。他支持CRAMFS，JFFS2.RAMDISK等多种文件系统。本系统使用可读写的YAFFS2根文件系统。231 YAFFS2文件系统简介YAFFS2是YAFFS(Yet Another FLASH File Sys tem)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。NAND FLASH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232 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nlakemenuconfig命令根据实际需求进行功能配置，该系统将busybox编详为静态连接；最后：执行FIlakc a11 install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busvbox提供的指向busybox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：#inkyaffsimage root root. 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loadyaffs root x选择rootinlg将文件通过串口下载到NAND FLASH的root分区中然后复化或重启开发板，就可以启动Linux系统。(3)执行make bzlmage，成功编译后将在archarmboot下生成需要的文件zImage。(4)在vivi提示符下，输入load flash kernel x命令通过串口下载内核映像到NAND FLASH的KERNEL分区中。23 文件系统Linux采用文件系统组织系统中的文件和设备，为设备和用户程序提供统一接口。他支持CRAMFS，JFFS2.RAMDISK等多种文件系统。本系统使用可读写的YAFFS2根文件系统。231 YAFFS2文件系统简介YAFFS2是YAFFS(Yet Another FLASH File Sys tem)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。NAND FLASH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232 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nlakemenuconfig命令根据实际需求进行功能配置，该系统将busybox编详为静态连接；最后：执行FIlakc a11 install