Linux操作系統(tǒng)在S3C2410上的移植研究

李殿濤

（濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 山東省濱州市 256603）

1 引言

近來，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的處理器速度越來越快，功耗也越來越低，總之性能也越來越好，因此整個系統(tǒng)能夠處理的事物也越來越復(fù)雜，因此能否在一個處理器上實現(xiàn)主流操作系統(tǒng)的移植便呈現(xiàn)在我們的面前，當前Linux操作系統(tǒng)由于開放源代碼，功能強大，更新快變進入了我們的視線，而三星公司的產(chǎn)品S3C2410便是移植的平臺。

2 硬件平臺的介紹

本篇文章給予的硬件平臺S3C2410 是三星公司的基于ARM9處理的嵌入式系統(tǒng)板，它的應(yīng)用領(lǐng)域就是在消費電子領(lǐng)域，并且在系統(tǒng)板上集成了許多的設(shè)備，像存儲設(shè)備如128M的SDRAM，64M的NAND flash。還用進行網(wǎng)絡(luò)通信的網(wǎng)卡DM9000等，還有一系列的USB接口，音頻接口。有如此豐富的外設(shè)為我們的應(yīng)用提供了很多的便利。

3 Linux內(nèi)核源碼的介紹

3.1 內(nèi)核源碼的架構(gòu)

Linux的內(nèi)核源碼組織的很是有序，不同功能的文件通過不同的目錄組織在一塊，這樣的組織形式使得開發(fā)出的內(nèi)核容易調(diào)試，層次性非常清楚[1]，封裝性做的很好，這樣的軟件可以為我們進行移植帶來了很多的方便。

Linux的內(nèi)核文件的目錄如下：

/arch 關(guān)于體系架構(gòu)的目錄，在本文中主要就是針對這部分目錄下的文件進行的修改

/ driver 目錄這是主要的驅(qū)動程序的目錄

/fs 文件系統(tǒng)目錄

/kernel 等等其他的目錄。

3.2 本文主要修改的目錄下的文件

進行移植時要修改必要的文件已適合我們的目標系統(tǒng)，在本文中，我們主要修改的是/arch目錄下的相關(guān)文件[2]，由于內(nèi)核的版本較高，/driver目錄下都有我們所需要的驅(qū)動，并且驅(qū)動程序的版本也較高，不需要我們的修改。

4 移植的基本問題

4.1 移植的概念

所謂的移植，指的是將某個操作系統(tǒng)的源代碼能夠在另外的體系架構(gòu)的處理器上運行，以便在這個處理器上實現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能。

4.2 Linux操作系統(tǒng)移植所面臨的問題

雖然說Linux是一個開放源代碼的操作系統(tǒng)，并且其內(nèi)核源碼樹維護的極為工整，像驅(qū)動程序的源代碼放在單獨的目錄中，這樣的目錄架構(gòu)也確實非常便于操作系統(tǒng)的移植，但是對于嵌入式操作系統(tǒng)的移植確實還有許多的問題，如在存儲器方面的設(shè)計，這都是我們需要考慮的問題。

圖1：Linux內(nèi)核的配置

圖2：編譯階段圖

4.3 移植所需要的工具以及內(nèi)核的要求

4.3.1 編譯器的選擇

因為我們要做的生成后的真?zhèn)€內(nèi)核要能在ARM體系架構(gòu)的處理器中運行，因此我們不能使用僅僅做本地編譯的GCC，（僅僅能在我們的PC中編譯源代碼并且編譯后的程序在本地PC上運行的編譯器）。

我們選擇的編譯器是交叉編譯器arm-linux-gcc，他能夠編譯生成基于目標平臺是arm的可執(zhí)行程序，這樣我們的編譯器也選擇好了。

4.3.2 編譯器的版本

在Linux下進行軟件開發(fā)是一個比較辛苦的工作，因為要面臨如版本的問題，我們最好選用高一些的版本來編譯Linux的內(nèi)核。因為很多高版本的內(nèi)核主要是作了一部分的優(yōu)化而這些優(yōu)化是必須要有高版本編譯器支持的。我們最終選取的是arm-linux-gcc 4.2.2

4.3.3 對內(nèi)核的要求

一般來說內(nèi)核的版本越高，它所提供的功能就越強大，但是新的問題就是產(chǎn)生，那就是高版本的產(chǎn)生的BUG也較多，為此我們應(yīng)折中一下，最終我們選擇的內(nèi)核的版本是2.6.24，這個版本不是太高，功能也較多，恰好就是我們所要求的版本。

圖3：Linux在S3C2410上的解壓

圖4：Linux內(nèi)核在S3C2410上的執(zhí)行

5 移植的過程

5.1 頂層Makefile的必要的修改

首先，我們要對內(nèi)核源碼的頂層的Makefile做一些修改，具體如下

特別是第二個選項，一定要標注上絕對路徑，以防系統(tǒng)不能將其識別。

5.2 設(shè)置必要的NAND FLASH分區(qū)

由于目標板使用的是64M的NAND Flash作為系統(tǒng)的存儲器，所以我們應(yīng)該建立一個分區(qū)表，來定義64M的空間的劃分，以及各區(qū)的啟示地址及大小。相應(yīng)的修改文件是arch/arm/mach-s3c2410/devs.c[3]

我們只要增加如下的結(jié)構(gòu)體變量即可

上述代碼的作用是建立一個64M的分區(qū)表，其中四個分區(qū)為啟動程序，內(nèi)核，根文件系統(tǒng)還有用戶空間。

5.3 內(nèi)核的配置

我們?nèi)羰瓜到y(tǒng)穩(wěn)定并快速的運行，配置是非常關(guān)鍵的，我們之選擇與本系統(tǒng)硬件相關(guān)的進行配置。具體配置圖形如圖1所示。

5.4 內(nèi)核的編譯及安裝

配置完了我們便可以編譯，在Linux下安裝軟件的朋友都知道Linux的軟件包都是基于源碼的，必須要經(jīng)過編譯才能安裝，然而內(nèi)核也是如此，不過我們可以做更多的事情，可以在編譯完了接著進行內(nèi)核的壓縮，壓縮為bzImage格式的。

命令如下：make zImage[4]

圖2是編譯階段的截圖。

這僅僅是其中一步，因為我們在配置內(nèi)核的時候很多的驅(qū)動程序部分以模塊的形式編譯進內(nèi)核，因此我們必須要把模塊編譯進內(nèi)核，其具體的命令是

make module_installed.

然后我們采用U-boot將操作系統(tǒng)由nand flash 加載到內(nèi)存中，由于我們的S3C2410的sdram的地址空間是0x30008000-3ああああf,這個地址范圍由linux源代碼中的/arch/arm/mach-S3C2410下的文件提供，所以我們會看到如圖3和圖4所示的界面。

6 總結(jié)

經(jīng)過以上的步驟，我們看到了移植后的內(nèi)核能夠在S3C2410上進行穩(wěn)定的運行，本文提出了一種針對移植的簡單便易的方法，對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)具有實際的應(yīng)用價值，由于本人采取的方法簡單，省時，可靠，可以縮短嵌入式產(chǎn)品的研發(fā)時間，能夠使產(chǎn)品更加快速的上市，對于整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是很有好處的。