嵌入式Linux操作系统移植共27页文档

7.1 Bootloader
7.1.2 常见Bootloader（续）
3）vivi vivi是当前比较流行的专为ARM9处理器而设计 的一款Bootloader，它操作简便，同时提供了完备 的命令体系。vivi是由韩国Mizi公司开发的一种 Bootloader，适合于ARM9处理器，支持S3C2410x处 理器，其源代码可以在网站 下载。 一个功能完备的大型Bootloader的工作量，相 当于一个小型的操作系统。由于Bootloader的移植 比较复杂，这里就不能详述了，读者可以查阅其他 资料。
7.2 Linux的移植
7.2.1 安装前的准备工作（续）
4）下载YAFFS2
[csu@fedora Documents]$ git clone git:///yaffs2
Cloning into yaffs2... remote: Counting objects: 6930, done remote: Compressing objects: 100% （4153/4153）, done remote: Total 6930 （delta 5484）, reused 3476 （delta 2700） Receiving Objects: 100% （6930/6930）, 3.42MiB | 17 Kibit/s, done. Receiving deltas: 100% （5484/5484）, done
7.1.1
Bootloader简介（续）
(2) 下载模式
下载模式是目标机上的Bootloader将通过串口 连接或网络连接等通信手段从主机下载文件，如下 载内核映像和根文件系统映像等。从主机下载的文 件通常首先被Bootloader保存到目标机的RAM中， 然后被Bootloader写入到目标机上的固态存储设备 中。Bootloader的这种模式在系统更新时使用。 工作于这种模式下的Bootloader通常都会向它 的终端用户提供一个简单的命令行接口。

精选ppt
4
嵌入式系统的分类
▪ Windows CE Microsoft Windows CE是从整体上为有限资源的平 台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。 它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到专用的工 业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基 本内核需要至少200K的ROM。
精选ppt
精选ppt
9
嵌入式系统的分类
▪ QNX ▪ OS-9 ▪ pSOS ▪ ……
精选ppt
10
嵌入式Linux的特点
▪ 一、广泛的硬件支持
Linux能够支持x86、ARM、MIPS、ALPHA、 PowerPC等多种体系结构，目前已经成功移植到数 十种硬件平台，几乎能够运行在所有流行的CPU上。 Linux有着异常丰富的驱动程序资源，支持各种主流 硬件设备和最新硬件技术，甚至可以在没有存储管 理单元（MMU）的处理器上运行，这些都进一步促 进了Linux在嵌入式系统中的应用。
精选ppt
13
嵌入式Linux的特点
▪ 四、优秀的开发工具 传统的嵌入式开发调试工具是在线仿真器（InCircuit Emulator，ICE），它通过取代目标板的微 处理器，给目标程序提供一个完整的仿真环境，从 而使开发者能够非常清楚地了解到程序在目标板上 的工作状态，便于监视和调试程序。价格非常昂贵， 只适合做非常底层的调试。 嵌入式Linux为开发者提供了一套完整的工具链 （Tool Chain），它利用GNU的gcc做编译器，用 gdb、kgdb、xgdb做调试工具，能够很方便地实现 从操作系统到应用软件各个级别的调试。
精选ppt
14
嵌入式Linux的特点
▪ 五、完善的网络通信和文件管理机制 Linux至诞生之日起就与Internet密不可分，支持所 有标准的Internet网络协议，并且很容易移植到嵌入 式系统当中。此外，Linux还支持ext2、fat16、 fat32、romfs等文件系统，这些都为开发嵌入式系 统应用打下了很好的基础。

对于任何平台，都必须包含以下几个子目录： • boot：包含启动内核所使用的部分或全部平台特有代码 • kernel：存放支持体系结构特有的(如信号处理和SMP)特征的实现 • lib：存放高速的体系结构特有的(如strlen和memcpy)通用函数的实现 • mm：存放体系结构特有的内存管理程序的实现 • math-emu：模拟FPU的代码。对于arm处理器来说，此目录用mach-
• Gcc的版本有很多种，其中低于3.3.2版本的只能编译 Linux2.4版本的内核，而3.3.2既能支持Linux2.4版本的内 核，也能支持Linux2.6版本的内核.
• 我们采用arm-linux-gcc 3.4.1
2020/3/8
操作系统实验
13
构建交叉编译环境
• 下载交叉编译工具包 /pub/armlinux/toolchain/
2020/3/8
操作系统实验
6
字节顺序
• 字节顺序byte order是指一个字中字节排列的顺序
• 不同硬件可能采用不同byte order
– x86 little-endian
– ppc big-endian
• Linux内核将硬件的byte order放在<asm/byteorder.h> 里面定义， __BIG_ENDIAN或__LITTLE_ENDIAN
2020/3/8
操作系统实验
19
Linux内核的arch目录
• 进入arch目录，每个体系结构代码都有一 个子目录
• 进入arm目录，在arm体系结构下我们可以 看到很多sub-arch的子目录
2020/3/8
操作系统实验
20
实现sub-arch

调用操作系统
BootLoader的stage1
1、基本的硬件初始化 ： 屏蔽所有的中断 设置CPU的速度和时钟频率 RAM初始化 对于具有MMU 的处理器 初始化LED 关闭CPU内部指令／数据cache
BootLoader的stage1
2、为加载stage2准备RAM空间 为了获得更快的执行速度，通常 把stage2加载到RAM空间中来执行， 因此必须为加载BootLoader的stage2 准备好一段可用的RAM空间范围。
include/asm-arm/arch-XXX
头文件
arch/arm/mach-XXX
处理器 移植文件
arch/arm/共同代码部分
ARM的 公共代码
编译脚本
对于某些处理器，需要更改针对ARM处 理器的共同代码部分，一般使用条件编 译的方式
Linux内核编译过程中，需要配置的脚 本决定编译的文件，选择移植的体系结 构。
Linux内核阶段 压缩内核的启动 非压缩内核的启动
基于PXA 2xx的ARM linux移植
对于增加Linux对一款新的处理器的支持， 需要从以下几个方面出发： 中断系统 中断和定时器是为操作系统提供 运行节拍的必要硬件 定时器 DMA系统 从编译的角度，增加对新处理器 的支持 编译选项
Makefile和config文件
基于ARM-noMMU的µCLinux移植



µCLinux的特点 µCLinux源文件结构和移植 ARM-µCLinux系统的初始化过程 S3C44B0X系统的µCLinux的移植
µCLinux的特点
µCLinux是针对工业控制领域的嵌入 式linux操作系统，它从Linux 2.0/2.4内 核派生而来，沿袭了主流Linux的绝大部 分特性，适合不具备MMU的微处理器/ 微控制器。支持没有MMU的CPU是 µCLinux与主流Linux的基本差异。

嵌入式μCLinux系统移植XX：1007-9416（20XX）04-0086-01嵌入式Linux系统在开发过程中需要对Linux内核进行重新定制，所以熟悉内核配置、编译和移植是非常重要的。

掌握一定的Linux内核的内容，是对Linux进行手动内核移植前必须要做的。

1 Linux内核移植Linux内核移植，通俗讲马上内核由一种硬件平台移植到另一种硬件平台上运行的方式。

虽然大部分的处理器和硬件平台，嵌入式Linux系统都可以支持，但最好还是以自己定制的硬件板为主，移植工作也可通过硬件平台的变化进行调整。

本文以Linux2.6.32.4版本内核为例，过程是如何将其移植到RM内核S3C2440处理器上，该处理器是Smsung公司出产的。

1.1 内核修改（1）解压内核源码。

加压命令：tr jxvf linux-2.6.32.4.tr.bz2。

（2）修改Mkefile。

Mkefile是贯穿整Linux内核的生命线，并以此完成编译和链接。

具体过程为：内核源码目录――进入一级目录（通过编译工具）――找到Mkefile文件――修改相关变量。

（3）修改目标板输入时钟。

内核源目录――找到文件rch/rm/mch-s3c2440/mch-smdk2440.c并打开（通过编译工具）――找到函数mini2440_mp_io（void）的实现代码：s3c24xx_init_clocks（12000000）。

此代码单位是Hz，是目标板中处理器晶振的频率的意思。

依照目标板实际晶振震荡器的大小进行修改，本文以12MHz晶振为例。

（4）修改MTD分区。

MTD驱动程序在Linux下，其接口分为用户模块和硬件模块两种。

将MTD子系统编译到内核中，是为了访问特定的闪存设备，并在它上面放置文件系统，这包括选择适当的MTD硬件和用户模块。

MTD子系统就目前而言，支持绝大多数的闪存设备，且不断的有更多的驱动程序添加进来，以用于不同的闪存芯片。

使用如下命令解压补丁包： tar -zxvf root.tar.gz 进入补丁所在目录，使用如下命令打补丁： ./patch-ker.sh c <linux2.6 path> 其中<linux2.6 path>为linux内核源码所在目录。 上面命令执行过程中相当于完成以下三项操作： (1) 修改内核fs/Kconfig： 增加了一行:source "fs/yaffs2/Kconfig" (2) 修改内核fs/Kconfig 增加一行:ojb-$(CONFIG_YAFFS_FS) +=yaffs2/ (3) 在内核fs/目录下创建yaffs2目录
第9章 嵌入式Linux操作系统移植
3. Linux内核组成内存管理虚拟文件系统虚拟文件系 统网络接口进程间通信.
Linux内核由进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程间 通信五大子系统组成，各个子系统之间的依赖关系如图9-1所示。
内存管理
进程间入式Linux操作系统移植
（1）进程调度。 （2）内存管理。 （3）虚拟文件系统。 （4）网络接口。 （5）进程通信。
用户应用程序
函数库
系统调用 进程管理 进程 通信 进程 调度 内存管 理
用户 层
虚拟文件系统
字符 设备 块设备
内核 层
设备管理程序 系统调用 系统调用 硬件 层
第9章 嵌入式Linux操作系统移植
结合图9-2，可以发现Linux内核中各个系统之间有 如下关系： （1）进程调度处于中间。 （2）进程调度与内存管理的依赖关系 （3）进程间通信依赖于内存管理。 （4）虚拟文件系统与网络接口之间的关系。 （5）内存管理域虚拟文件系统之间的关系。
嵌入式系统原理及应用教程

本章提要
1
嵌入式Linux系统的构建流程 系统的构建流程 嵌入式
2
基于ARM-withMMU的Linux移植 的 基于 移植
3 4
基于ARM-noMMU的Linux移植 的 基于 移植 s3c2410系统的 系统的Linux移植 系统的 移植
7.1 嵌入式Linux系统的构建流程 嵌入式Linux Linux系统的构建流程
硬件地址转换的内存管理模型 作系统加载后， 作系统加载后，根据其加载的位置改变程序中和地址
相关的部分指令，让其可以在指定的物理地址运行。 相关的部分指令，让其可以在指定的物理地址运行。 应用程序使用虚拟地址，CPU实际执行程序的地址是 应用程序使用虚拟地址，CPU实际执行程序的地址是 物理地址， 物理地址，从虚拟地址到物理地址的转换需要操作系 统和MMU硬件的支持 硬件的支持， 统和MMU硬件的支持，这样应用程序可以在自己的 虚拟地址中运行，不需要考虑系统的实际内存情况。 虚拟地址中运行，不需要考虑系统的实际内存情况。
7.1.1 BootLoader程序原理 BootLoader程序原理
对于PC系统，引导加载程序由BIOS（固件程序）和 对于PC系统，引导加载程序由BIOS（固件程序）和 位于磁盘MBR（主引导记录）中系统引导程序（ 位于磁盘MBR（主引导记录）中系统引导程序（LILO 和GRUB等）一起组成。BIOS完成硬件检测和资源分 GRUB等）一起组成。BIOS完成硬件检测和资源分 配后，将硬盘MBR中的引导程序读到系统的内存中， 配后，将硬盘MBR中的引导程序读到系统的内存中， 然后将控制权交给引导程序。引导程序的主要任务就 是将内核映像从硬盘上读到内存中，然后跳转到内核 的入口点去运行，即开始启动操作系统。 在嵌入式系统中，主要使用flash作为系统的存储煤介， 在嵌入式系统中，主要使用flash作为系统的存储煤介， 很少用磁盘，因此整个系统的加载启动任务就完全由 引导程序（也称为Bootloader）来完成。 引导程序（也称为Bootloader）来完成。

第节绪沦内核精小、效率高,并且具有,:百度的模块化和扩一展性:具备文件和日录针理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(A川),开发应用程序简单;嵌入式应用软件丰富。

第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。

目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着工nternet的发展以及工nternet技术与信息、家电、工业控制技术等结合日益密切,嵌入式设备与InteI'net的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。

妇.2嵌入式操作系统的主要特点随着嵌入式系统的不断发展,可以看到嵌入式操作系统在嵌入式系统中的作用日显重要,它可以为嵌入式系统开发人员提供一个基本的软件开发和运行的支撑平台,从而大大减少了复杂嵌入式系统的开发难度和开发周期,增强了系统的稳定性,降低开发和维护成本。

本论文的工作也是针对特定的嵌入式通用操作系统一嵌入式L1nux展开的,故我们首先对嵌入式操作系统作进一步的阐述。

嵌入式操作系统并不是简单嵌入的操作系统,它与通常意义上的操作系统有一定的区别。

嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动,它必须体现所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。

根据各文献的描述,嵌入式操作系统具有如下一些特征: 1.小巧。

一般嵌入式系统所能够提供的资源有限,所以嵌入式操作系统必须做到小巧以满足嵌入式系统硬件的限制。

2.实时性。

据统计,有许多嵌入式系统工作在实时性要求很高的环境中,这就要求嵌入式操作系统必须将实时性作为一个重要的指标来考虑。

在信息时代, 人们必须在有效的时间内对收到的信息进行处理,从而为进一步的决策分析争取时间如GSI客户端的信息处理。

所以,嵌入式操作系统必须体现一定的实时性。

3.可定制性。

由于嵌入式系统需要根据应用的要求进定制,所以嵌入式操作系统也必须能够根据应用的要求进行定制,去掉多余的部分,或者简化相应的模块。

（ 保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
签Ｉ 名 ＆ ： Ｕ
导师签名
日： ６ 月 期－ 年ｆ ６日 ） ｝
第一章 绪论
第一章 绪论
嵌入式计算机系统是以 应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪， 能适应应用系统对功能、 可靠性、 成本、 体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 同时 工Ｅ 国际电 ＥＥ（ 器和电 子工程师协会） 将嵌入式系统定义为 “ ｅ ｃ ｕ ｄ Ｄｖ ｅ ｔ ｉ ｓ ｏ ｅ
ｄｖｌ ｉ ｆｌ Ｔｅ ａ ｈ ｔ ｔｏ ｅ ｂｄｅ ｓ ｔ ｄａｗｔｖｒｕ ａ ｅ ｅ ｏ ｎ ｉｄ ｈ ｒ ｅ ｃ ｃｎ ｎ ｆ ｅｄｄ ｅ ｅｌ ａｏｓ ｃ ｅ ｐ ｇ ． ｅ ｒ ｏ ｅ ｓ ｍ ｅ ｓ ｙ ｍ ｉ ｉ ｓ ｔ ｓ ｈ ｐ ｏｃ ｐｔ ｓ ｊ ｔ ｕ ａｔ ｎ ｓ ｔ ， ｌｓ ３ ａ ｌａｏ ａ ｃ ｓ ｅ ｆ ｕ ｒ ｅ ， ｓ ｅ ｙｅ ｗｒｅ ｎ ， ｐ ｉｔｎ ｏ ｕ ｒ ｏ ｅ ｕ ｃ ｓ ｈ ｈ ｔ ｍ ｉ ｓ ｅ Ｇ ｃｉ ｎ ｎ ｍ ｍ ｂ ｃ ｅ ｓ ｅ ｔ ｐ ｄ ｅ ｃｏｉ Ｐｉａ ｔｈｉ ｅｉ ｌ ｅ ｅｄｄ ｒｉ ｓｓｍ ｓ ｔ ｃｉｄｓｎ ｌ ｔｎ ． ｒ ｎ ｕｓ ｕ ｅ ｂｄｅ ｏｅ ｔｇ ｔ ， ｅ ｈ ｅｇ， ｅｒ ｃ ｒ ｙ ｅ ｑ ｎ ｄ ｍ ｍ ｃ ｃ ｐ ａｎ ｙ ｅ ｙ ｍ ｐ ｉ ｓ ａｐｃ ｉ ｓｆ ａ ｄｖｌ ｍ ｎａｄ ｉ ｓ ｉ ｉ ｅ ｉ ｔａ ｔ ｐｏｌｓ ｔ ｐｌａｏ ｏｗｒ ｅｅ ｐ ｅ ｎ ｖｒｕ ｓ ｖ ｅ ｓｇ ｅ ｈ ｅ ｅ ｍ ｓ ｉ ｔｎ ｅ ｏ ｔ ａｏ ｅ ｃ ｎ ｔａ ｒ ｅ ｐ ＇ ｏ ｔ ｒ ｖ ｅ
为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

AT91SAM9G20EK开发板Linux移植文档Ver 1.0目录：1．准备所需要的软件和编译工具包2．安装ARM-LINUX-GCC工具链3．安装编译AT91BootStrap Bootloader 4．安装编译Uboot及AT91-Uboot补丁5．安装编译Linux2.6.22及AT91-Linux补丁 6．安装下载工具AT91ISP及烧写文件 7．NFS根文件系统的建立8．移植Boa Web服务器9．移植网络摄像头10．移植Madplay音频播放器11．ARM MPlayer移植12．AT91SAM芯片的启动过程附录1：安装VMWARE+READHAT9环境附录2：如何安装虚拟工具和网络设置准备所需要的软件和编译工具包1．At91bootstrap Bootloader软件包Bootstrap.tar.gz光盘位置：/linux/该压缩文件为AT91SAM9的第二级BootLoader源代码。

2．Uboot以及补丁u-boot-1.1.7.tar.bz2 u-boot-1.1.5_atmel_1.7.diff光盘位置：/linux/3．Linux2.6.27源码包linux-2.6.27.tar.gz光盘位置：/linux/4．ARM-LINUX-GCC交叉工具链arm-linux-gcc-3.4.1/download/projects/toolchain/arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2arm-linux-gcc-3.3.2/download/projects/toolchain/arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2arm-2007q1-10-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2/public/gnu_toolchain/arm-none-linux-gnueabi/arm-2007q1-10-arm-none-linux -gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2光盘位置：/linux/toolchain/安装GNU ARM-LINUX-GCC交叉编译工具链解压缩工具链压缩包：arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2arm-2007q1-10-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2#cd /usr/loacal/arm/toolchain#tar xvjf arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2#tar xvjf arm-linux-gcc-3.3.2.tar.bz2#tar xvjf arm-2007q1-10-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2设置编译器默认路径：打开/etc/bashrc文件，在文件最后添加export PATH=:$PATH:/usr/local/arm/toolchain/arm-2007q1/binexport PATH=:$PATH:/usr/local/arm/toolchain/arm-softfloat-linux-gnu/bin export PATH=:$PATH:/usr/local/arm/toolchain/3.4.1/bin保存退出，在终端里运行：#source bashrc重新加载环境变量，然后测试交叉编译工具链是否能被正确引用：#arm-linux-gcc –v#arm-none-linux-gnueabi-gcc –v#arm-softfloat-linux-gnu-gcc -v出现版本信息提示表示安装成功。

嵌入式Linux内核移植一、基于ARM的硬件BOOT程序的基本设计1．实验步骤本实验仅使用实验教学系统的CPU板。

在进行本实验时，LCD电源开关、音频的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。

基于ARM芯片的应用系统，多数为复杂的片上系统，该复杂系统里，多数硬件模块都是可配置的，需要由软件来预先设置其需要的工作状态，因此在用户的应用程序之前，需要由专门的一段代码来完成对系统基本的初始化工作。

由于此类代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程，故一般均用汇编语言实现。

系统的基本初始化内容一般包括：（1）分配中断向量表（2）初始化存储器系统（3）初始化各工作模式的堆栈（4）初始化有特殊要求的硬件模块（5）初始化用户程序的执行环境（6）切换处理器的工作模式（7）呼叫主应用程序二、开发环境搭建实验1.实验原理绝大多数的Linux 软件开发都是以native 方式进行的，即本机（HOST）开发、调试，本机运行的方式。

这种方式通常不适合于嵌入式系统的软件开发，因为对于嵌入式系统的开发，没有足够的资源在本机（即板上系统）运行开发工具和调试工具。

通常嵌入式系统软件的开发采用交叉编译调试的方式。

交叉编译调试环境建立在宿主机（即一台PC 机）上，对应的开发板叫做目标板。

开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具形成可执行的二进制代码，（这种可执行代码并不能在宿主机上执行，而只能在目标板上执行。

）然后把可执行文件下载到目标机上运行。

调试时的方法很多，可以使用串口，以太网口等，具体使用哪种调试方法可以根据目标机处理器所提供的支持作出选择。

宿主机和目标板的处理器一般都不相同，宿主机为PXA270。

GNU 编译器提供这样的功能，在编译编译器时，可以选择开发所需的宿主机和目标机从而建立开发环境。

所以在进行嵌入式开发前第一步的工作就是要安装一台装有指定操作系统的PC 机作宿主开发机，对于嵌入式Linux，宿主机上的操作系统一般要求为Redhat Linux，在此，推荐使用Redhat 9.0 作为宿主机（开发主机）的操作系统。

Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
EI Dept.,Huazhong University of Science and Technology

8
1.7 Bootloader的C部分

第四讲 嵌入式Linux系统移植
华中科技大学电信系 鄢舒 E-mail: yan0shu@
Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
内容提纲(1/4)
• • • •
官方网站 http://www.denx.de和/ projects/u-boot 开发套件ELDK（Embedded Linux Development Kit）
Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
EI Dept.,Huazhong University of Science and Technology
Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
EI Dept.,Huazhong University of Science and Technology

12
1.11 U-Boot可支持的主要功能
Linux公社() 是包括Ubuntu,Fedora,SUSE技术，最新IT资讯等Linux专业类网站。
EI Dept.,Huazhong University of Science and Technology

所有的智能手 机 PAD 小米手环
四旋翼飞机 扫地机器人 机械义肢
Chapter
2
硬件构成及运行原理
2.0
CPU
01
INTERFACE
WORKING PRINCIPLE
03
05
02
04
MEM
DEVICE
2.1 CPU
CPU是一个嵌入式系统的 核心，对系统的性能有很 大的影响。
ARM/MIPS: S3C24xx,STM32,Raspberry Pi
Linux 内核
设备驱动的编写
BLOB 引导程序
嵌入式Linux系统软件平台结构图
Linux内核的组成
虚拟文件系统 逻辑文件系统 硬件驱动程序
内存管理 硬件无关 硬件相关
进程调度
网络 网络协议 硬件驱动程序
进程间通讯
图示符号 子系统 子系统层 依赖关系
用户应用程序(GUI)
QT图形界面的建立
Rootfs 根文件系统
件件,它之是间嵌的入中式间系层统次（。包括硬、软件
Boot Loader
I/O System系硬统件）抽极象为层重通要过的特组RT定成O部S l分ibr，ar通ies常 包的括上与层硬接件口相与关操的作底系层驱动软件、
系统统进内行核交、互设，备向驱操动作接口、通信协
File SystemHardware AbstracRtiToOn SLaKyeer议Brn：er系信、olBw统息图SsP提，形e&r供并D等界e底根面vic层据、e 的操标Dr硬作准ivTe件系化Cr P浏/IP览S器tack
从嵌入式系统的商业模式来分类 Ø 一 ， 询般 其 ）➢实 实 。时 时 非系 性实统 的要 ， 时求 其 嵌比 系 入强 统 式实 响操时 应作系 时系许 F统 间缺统多要 在点：高差 毫：级 一一 秒 价功般些 － 格能只（ 几 昂; 具电 秒 贵有且 子 的弱源 菜 数代 实谱 量码的 级 时封查 上 特闭点性，，如这W大i大nC限E制、了版开发者的积

嵌入式linux操作系统移植嵌入式Linux操作系统移植是一个广泛应用的开发任务，主要用于将Linux操作系统移植到特定的嵌入式设备上。

在嵌入式系统开发中，这种移植可以帮助开发者在一个有限资源环境中实现更高效、更可靠的运行。

嵌入式Linux操作系统有许多优势。

它是一个开源项目，有着广泛的开发者和社区支持。

这意味着有大量的资源和文档可供参考，有利于降低开发难度和成本。

Linux具有良好的稳定性和可靠性，能在各种硬件平台上运行。

嵌入式Linux可以提供类似PC的环境，但需要的资源更少，效率更高。

需要选择一个适合设备硬件平台和应用程序需求的Linux内核版本。

这可能包括ARM、MIPS或其他架构。

选择后，下载并解压相应的内核源代码。

配置内核是移植过程中的关键步骤。

通过make menuconfig或make config命令，可以针对特定硬件平台和应用程序需求进行配置。

这包括处理器类型、内存大小、设备驱动、文件系统等。

针对硬件平台编写或修改设备驱动程序，以确保Linux内核能正确识别和访问设备。

这通常需要了解硬件的工作原理和Linux驱动程序开发的相关知识。

使用make命令编译内核和设备驱动程序。

成功后，生成可烧录到设备上的映像文件（如zImage或initramfs）。

将映像文件烧录到目标设备并启动。

嵌入式Linux操作系统的移植是一项复杂的任务，需要深入了解硬件平台、操作系统和驱动程序开发的知识。

还需要注意以下几点：有限的资源：嵌入式设备的资源通常比PC少得多，如RAM、Flash等。

这需要在移植过程中优化资源的使用。

硬件兼容性：确保选择的Linux内核版本与目标设备的硬件兼容。

如果不兼容，可能会导致系统运行不稳定或无法运行。

驱动程序稳定性：设备驱动程序的稳定性直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。

在编写或修改驱动程序时，需要进行充分的测试和验证。

网络安全性：嵌入式系统通常具有网络连接功能，因此需要考虑网络安全问题。

Linux系统移植目录第一部分前言 (8)1硬件环境 (8)1.1主机硬件环境 (8)1.2目标板硬件环境 (8)1.3工具介绍 (8)2软件环境 (8)2.1主机软件环境 (8)2.1.1Windows操作系统 (8)2.1.2Linux操作系统 (8)2.1.3目标板最后运行的环境 (9)2.2Linux下工作用户及环境 (9)2.2.1交叉工具的安装 (9)2.2.2u­boot移植工作目录 (9)2.2.3内核及应用程序移植工作 (9)2.3配置系统服务 (10)2.3.1tftp服务器的配置 (10)2.4工具使用 (12)2.4.1minicom的使用 (12)3作者介绍 (13)3.1策划,组织,指导,发布者 (13)3.2ADS bootloader部分 (13)3.3交叉工具部分 (13)3.4uboot部分 (13)3.5内核部分 (13)3.6应用程序部分 (13)3.7网卡驱动部分 (13)3.8Nand Flash驱动部分 (13)1.1.1armasm (14)1.1.2armcc,armcpp (14)1.1.3armlink (14)2基本原理 (15)2.1可执行文件组成及内存映射 (15)2.1.1可执行文件的组成 (15)2.1.2装载过程 (16)2.1.3启动过程的汇编部分 (17)2.1.4启动过程的C部分 (17)3AXD的使用以及源代码说明 (18)3.1源代码说明 (18)3.1.1汇编源代码说明 (18)3.1.2C语言源代码说明 (23)3.1.3源代码下载 (23)3.2AXD的使用 (23)3.2.1配置仿真器 (23)3.2.2启动AXD配置开发板 (23)第三部分 GNU交叉工具链 (25)1设置环境变量，准备源码及相关补丁 (25)1.1设置环境变量 (25)1.2准备源码包 (25)1.2.1binuils (25)1.2.2gcc (25)1.2.3glibc (25)1.2.4linux kernel (26)1.3准备补丁 (26)1.3.1ioperm.c.diff (26)1.3.2flow.c.diff (26)1.3.3t­linux.diff (26)1.4编译 GNU binutils (26)1.5准备内核头文件 (26)1.5.1使用当前平台的gcc编译内核头文件 (26)1.5.2复制内核头文件 (27)1.6译编glibc头文件 (27)1.7编译gcc第一阶段 (27)1.8编译完整的glibc (27)1.9编译完整的gcc (28)2GNU交叉工具链的下载 (28)2.1ARM官方网站 (28)2.2本文档提供的下载 (28)3GNU交叉工具链的介绍与使用 (29)3.1常用工具介绍 (29)3.2.1arm­linux­gcc的使用 (29)3.2.2arm­linux­ar和arm­linux­ranlib的使用 (30)3.2.3arm­linux­objdump的使用 (30)3.2.4arm­linux­readelf的使用 (31)3.2.6arm­linux­copydump的使用 (32)4ARM GNU常用汇编语言介绍 (32)4.2ARM GNU专有符号 (33)4.3操作码 (33)5可执行生成说明 (33)5.1lds文件说明 (33)5.1.1主要符号说明 (33)5.1.2段定义说明 (34)第四部分u­boot的移植 (35)1u­boot的介绍及系统结构 (35)1.1u­boot介绍 (35)1.2获取u­boot (35)1.3u­boot体系结构 (35)1.3.1u­boot目录结构 (35)2uboot的启动过程及工作原理 (36)2.1启动模式介绍 (36)2.2阶段1介绍 (36)2.2.1定义入口 (36)2.2.2设置异常向量 (37)2.2.3设置CPU的模式为SVC模式 (37)2.2.4关闭看门狗 (37)2.2.5禁掉所有中断 (37)2.2.6设置以CPU的频率 (37)2.2.7设置CP15 (37)2.2.8配置内存区控制寄存器 (38)2.2.9安装U­BOOT使的栈空间 (38)2.2.10BSS段清0 (38)2.2.11搬移Nand Flash代码 (39)2.2.12进入C代码部分 (39)2.3阶段2的C语言代码部分 (39)2.3.1调用一系列的初始化函数 (39)2.3.2初始化网络设备 (41)2.3.3进入主UBOOT命令行 (41)2.4代码搬运 (41)3uboot的移植过程 (42)3.1环境 (42)3.2步骤 (42)3.2.1修改Makefile (42)3.2.2在board子目录中建立crane2410 (42)3.2.3在include/configs/中建立配置头文件 (42)3.2.4指定交叉编译工具的路径 (42)3.2.5测试编译能否成功 (42)3.2.9UBOOT的Nand Flash移植 (45)3.2.8重新编译u­boot (45)3.2.9把u­boot烧入flash (45)4U­BOOT命令的使用 (46)4.1U­BOOT命令的介绍 (46)4.1.1获得帮助信息 (46)4.2常用命令使用说明 (47)4.2.1askenv(F) (47)4.2.2autoscr (47)4.2.3base (47)4.2.4bdinfo (47)4.2.5bootp (47)4.2.8tftp(tftpboot) (48)4.2.9bootm (48)4.2.10go (48)4.2.11cmp (48)4.2.12coninfo (48)4.2.13cp (48)4.2.14date (49)4.2.15erase(F) (49)4.2.16flinfo(F) (49)4.2.17iminfo (49)4.2.18loadb (49)4.2.19md (49)4.2.20mm (50)4.2.21mtest (50)4.2.22mw (50)4.2.23nm (50)4.2.24printenv (50)4.2.25ping (51)4.2.26reset (51)4.2.27run (51)4.2.28saveenv(F) (51)4.2.29setenv (51)4.2.30sleep (51)4.2.31version (51)4.2.32nand info (51)4.2.33nand device<n> (51)4.2.34nand bad (51)4.2.35nand read (52)4.2.36nand erease (52)4.2.37nand write (52)4.5下载提供 (53)5参考资料 (53)第五部分 linux2.6内核的移植 (53)1内核移植过程 (53)1.1下载linux内核 (53)1.2修改Makefile (53)1.3设置flash分区 (54)1.3.1指明分区信息 (54)1.3.2指定启动时初始化 (56)1.3.3禁止Flash ECC校验 (56)1.4配置内核 (56)1.4.1支持启动时挂载devfs (56)1.4.2配置内核产生.config文件 (57)1.4.3编译内核 (58)1.4.4下载zImage到开发板 (58)2创建uImage (61)2.1相关技术背景介绍 (61)2.2在内核中创建uImage的方法 (61)2.2.1获取mkimage工具 (61)2.2.2修改内核的Makefile文件 (61)3追加实验记录 (62)3.1移植linux­2.6.15.7 (62)3.2移植linux­2.6.16.21 (62)3.3移植linux­2.6.17 (62)4参考资料 (62)第六部分应用程序的移植 (63)1构造目标板的根目录及文件系统 (63)1.1建立一个目标板的空根目录 (63)1.2在my_rootfs中建立Linux目录树 (63)1.3创建linuxrc文件 (63)2移植Busybox (64)2.1下载busybox (64)2.3编译并安装Busybox (65)3移植TinyLogin (66)3.1下载 (66)3.2修改tinyLogin的Makefile (66)3.3编译并安装 (66)4相关配置文件的创建 (66)4.1创建帐号及密码文件 (66)4.5创建inetd.conf配置文件 (67)5移植inetd (67)5.1inetd的选择及获取 (67)5.1.1获取inetd (67)5.2编译inetd (67)5.2.1修改configure文件 (67)5.2.2编译 (68)5.3配置inetd (68)5.3.1拷贝inetd到根文件系统的usr/sbin目录中 (68)6移植thttpd Web服务器 (69)6.1下载 (69)6.2编译thttpd (69)6.3配置 (69)6.3.1拷贝thttpd二进制可执行文件到根文件系统/usr/sbin/目录中 (69)6.3.2修改thttpd配置文件 (69)6.3.3转移到根文件系统目录，创建相应的文件 (69)7建立根目录文件系统包 (70)7.1建立CRAMFS包 (70)7.1.1下载cramfs工具 (70)7.1.2制作cramfs包 (70)7.1.3写cramfs包到Nand Flash (70)8参考资料 (70)第七部分 Nand flash驱动的编写与移植 (71)1Nand flash工作原理 (71)1.1Nand flash芯片工作原理 (71)1.1.1芯片内部存储布局及存储操作特点 (71)1.1.2重要芯片引脚功能 (71)1.1.3寻址方式 (71)1.1.4Nand flash主要内设命令详细介绍 (72)1.2Nand Flash控制器工作原理 (72)1.2.1Nand Flash控制器特性 (72)1.2.2Nand Flash控制器工作原理 (72)1.3Nand flash控制器中特殊功能寄存器详细介绍 (72)1.4Nand Flash控制器中的硬件ECC介绍 (73)1.4.1ECC产生方法 (73)1.4.2ECC生成器工作过程 (74)1.4.3ECC的运用 (74)2在ADS下flash烧写程序 (74)2.1ADS下flash烧写程序原理及结构 (74)2.1.1特殊功能寄存器定义 (74)2.1.2操作的函数实现 (74)2.3第二层实现说明 (75)2.3.1Nand Flash初始化 (75)2.3.3获取Nand flash ID (75)2.3.4Nand flash写入 (76)2.3.5Nand flash读取 (77)2.3.6Nand flash标记坏块 (78)2.3.7Nand Flash检查坏块 (79)2.3.8擦除指定块中数据 (79)2.4第一层的实现 (80)3在U­BOOT对Nand Flash的支持 (82)3.1U­BOOT对从Nand Flash启动的支持 (82)3.1.1从Nand Flash启动U­BOOT的基本原理 (82)3.1.2支持Nand Flash启动代码说明 (82)3.2U­BOOT对Nand Flash命令的支持 (84)3.2.1主要数据结构介绍 (84)3.2.2支持的命令函数说明 (85)4在Linux对Nand Flash的支持 (87)4.1Linux下Nand Flash调用关系 (87)4.1.1Nand Flash设备添加时数据结构包含关系 (87)4.1.2Nand Flash设备注册时数据结构包含关系 (87)4.2Linux下Nand Flash驱动主要数据结构说明 (88)4.2.1s3c2410专有数据结构 (88)4.2.2Linux通用数据结构说明 (89)4.3.1注册driver_register (94)4.3.2探测设备probe (94)4.3.3初始化Nand Flash控制器 (94)4.3.4移除设备 (94)4.3.5Nand Flash芯片初始化 (94)4.3.6读Nand Flash (95)4.3.7写Nand Flash (95)第八部分 Cs8900a网卡驱动的编写与移植 (95)1Cs8900a工作原理 (95)2在ADS下cs8900a的实现 (95)2.1在cs8900a下实现的ping工具 (95)3在u­boot下cs8900a的支持 (96)3.1u­boot下cs8900a的驱动介绍 (96)3.2u­boot下cs8900a的移植说明 (96)4.2Linux下cs8900a的移植说明 (96)4.2.1为cs8900a建立编译菜单 (96)4.2.2修改S3C2410相关信息 (97)序该文档的目的是总结我们在工作中的一些经验，并把它们分享给喜欢ARM和Linux的朋友, 如有错误之处,请大家多多指点. 同样, 我们也希望更多人能把自己的工作经验和体会加入该文档,让大家共同进步.该文档是一份交流性文档, 只供个人学习与交流,不允许公司和企业用于商业行为.第一部分前言1 硬件环境1.1 主机硬件环境开发机：Pentium-4 CPU内存: 512MB 硬盘: 60GB1.2 目标板硬件环境CPU: S3C2410SDRAM: HY57V561620Nand flash: K9F1208U0B（64MB）以太网芯片：CS8900A （10M/100MB）1.3 工具介绍仿真器：Dragon-ICE电缆：串口线，并口线2 软件环境2.1 主机软件环境2.1.1 Windows操作系统ADS编译工具：ADS1.2仿真器软件: Dragon-ICE daemon程序2.1.2 Linux 操作系统GNU交叉编译工具：2.95.3:作用：编译u-boot3.3.2, 3.4.4:作用：编译内核和应用程序tree工具：作用：查看文件目录树下载：从ftp:///linux/tree/下载编译2.1.3 目标板最后运行的环境启动程序:u-boot-1.1.4 内核:linux-2.6.14.1 应用程序:1. busybox-1.1.32. TinyLogin-1.43. Thttpd-2.252.2 Linux 下工作用户及环境2.2.1 交叉工具的安装工具链的编译过程请参考第三部分.1. 下载交叉工具2.95.3 下载地址：ftp:///pub/armlinux/toolchain/cross- 2.95.3.tar.bz23.3.4 下载地址：2. 编译交叉工具[root@localhost ~]mkdir /usr/local/arm[root@localhost ~]cd /usr/local/arm把cross-2.95.2.tar.bz2, cross-3.4.4.tar.gz 拷贝到/usr/local/arm目录中。