2024年4月16日发(作者：)

第１１卷第１１期　

电手元器件盔用　

ＶｏＩ．１１　Ｎｏ．１ｌ　

２００９年１ｌＹｌ　

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ＆Ｄｅｖｉｃｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　

ＮＯＶ．２０ｏ９　

ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１５６３－４７９５．２００９．１１．０２０　

基于ＡＲＭ的嵌入式ｌｉｎｕｘ　

内核的裁剪与移植　

刘国秀，王元伟，徐建华，蒋朝根　

（西南交通大学，四川　成都６１００３１）　

摘　要：针对交叉编译环境的建立，修改Ｍａｋｅ　ｌｅ，设置ｎａｓｈ分区，配置内核，编译内核以　

及下栽内核映像到开发板等设计，给出了以ｓ３ｃ２４ｌＯ为核心的嵌入式Ｌｉｎｕｘ内核的裁剪与移植　

过程。　

关键词：ＡＲＭ；嵌入式Ｌｉｎｕｘ；￥３Ｃ２４１０；裁剪；移植　

０引言　

等现有的大部分芯片。Ｌｉｎｕｘ的程序源码全部公　

开。任何人都可以根据自己的需要裁剪内核，以　

微处理器的产生为价格低廉、结构小巧的　

适应自己的系统。文章以将ｌｉｎｕｘ移植到ＡＲＭ９２叽’　

ＣＰＵ和外设的连接提供了稳定可靠的硬件架构。　

内核的ｓ３ｃ２４１０处理器芯片为例．介绍了嵌入式　

这样。限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在　

ｌｉｎｕｘ内核的裁剪以及移植过程，文中介绍的基本　

了软件方面。尽管从八十年代末开始．已经陆续　

原理与方法技巧也可用于其它芯片。　

出现了一些嵌入式操作系统ｆ比较著名的有Ｖｘ—　

ｗｏｒｋ、ｐＳＯＳ、Ｎｅｃｕｌｅｕｓ和Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ１。但这些专　

２内核移植过程　

用操作系统都是商业化产品，其高昂的价格使许　

多低端产品的小公司望而却步；而且，源代码封　

２．１建立交叉编译环境　

闭性也大大限制了开发者的积极性。而Ｌｉｎｕｘ的　

交叉编译的任务主要是在一个平台上生成可　

开放性，使得许多人都认为Ｌｉｎｕｘ￣常适合多数　以在另一个平台上执行的程序代码。不同的ＣＰＵ　

Ｉｎｔｅｍｅｔ设备。Ｌｉｎｕｘ操作系统可以支持不同的设　需要有不同的编译器。交叉编译如同翻译一样，　

备和不同的配置。Ｌｉｎｕｘ对厂商不偏不倚，而且　

它可以把相同的程序代码翻译成不同的ＣＰＵ对应　

成本极低，因而很快成为用于各种设备的操作系　

语言。　

统。嵌入式ｌｉｎｕｘ是大势所趋，其巨大的市场潜力　

交叉编译器完整的安装涉及到多个软件安　

与酝酿的无限商机必然会吸引众多的厂商进入这　

装．最重要的有ｂｉｎｕｔｉｌｓ、ｇｃｃ、ｇｌｉｂｃ－－＂个。其中，　

一

领域。　ｂｉｎｕｔｉｌｓ主要用于生成一些辅助工具；ｇｃｃ￣ＩⅡ用来　

生成交叉编译器，主要生成ａｍｌ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ交叉编　

１嵌入式ｌｉｎｕｘ操作系统　

译工具：ｇｌｉｂｃ：１：￣提供用户程序所使用的一些　

Ｌｉｎｕｘ为嵌入操作系统提供了一个极有吸引　

基本的函数库。　

力的选择，它是个和Ｕｎｉｘ相似、以核心为基础、　

自行搭建交叉编译环境通常比较复杂，而且　

全内存保护、多任务、多进程的操作系统。可以　

很容易出错。本文使用的是开发板自带的交叉编　

支持广泛的计算机硬件，包括Ｘ８６、Ａｌｐｈａ、　

译器，即ｃｒｏｓｓ一３．３．４交叉编译器，该编译只需将　

Ｓｐａｒｃ、ＭＩＰＳ、ＰＰＣ、ＡＲＭ、ＮＥＣ、ＭＯＴＯＲＯＬＡ　

光盘中的ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ一３．３．４．ｂａｒ．ｂｚ２用ｔａｒ　ｉｘｖｆ　ａｎｎ—　

ｌｉｎｕｘ一３．３．４．ｂａｒ．ｂｚ２命令解压￣Ｕ／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ａｒｍ下即　

可　

收稿日期：２００９—０７－０３　

６６．电子元嚣件主硐　２００９．１１　ＷＵｒＷ．ｅｃｄ￣ｃｎ　

第１１卷第１１期　

２００９年ｌ１月　遂簖参辔　Ｖ０１．１ｌ　Ｎｏ．１ｌ　

ＮＯＶ．２０（）９　

２．２修改Ｍａｋｅｆｉｌｅ　

　

ｃｈｉｐ－＞ｅｃｃｍｏｄｅ＝ＮＡＮＤ

ＥＣＣ

ＮＯＮＥ；

——

修改内核目录树根下的Ｍａｋｅｆｉｌｅ时，可先指　

明交叉编译器。设计时，可向Ｍａｋｅｆｉｌｅ中添加如　

下内容：　

ＡＲＣＨ　

３　内核配置过程　

３．１支持启动时挂载ｄｅｖｆｓ　

？＝ａｌＴａ　

为了使内核支持ｄｅｖｆｓ以及在启动且在／ｓｂｉｎ／　

ＣＲＯＳＳ

ＣＯＭＰＩＬＥ　？＝ａ瑚一ｌｉｎｕｘ一　

—

然后设置ＰＡＴＨ环境变量，使其可以找到其　

交叉编译工具链，然后运行ｖｉ～／．ｂａｓｈｒｃ，再添加　

如下内容：　

ｅｘｐｏｒｔ　ＰＡＴＨ＝／ｕｓｒ／１ｏｃａＹ　ａｒｎｌ—ｌｉｎｕｘ一３．４．４／ｂｉｎ：　

￥ＰＡＴＨ　

２＿３设置Ｆｌａｓｈ分区　

此处一共要修改３个文件．分别如下：　

ｆ　ｌ１在ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈｓ３ｅ２４１０／ｄｅｖｓ．Ｃ文件中添　

加如下内容：　

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｌｉｎｕｘ／ｍｔｄ／ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ．ｈ＞　

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｌｉｎｕｘ／ｍｔｄ／ｎａｎｄ．ｈ＞　

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ａｓｍ／ａｒｃｈ／ｎａｎｄ．ｈ＞　

然后再建立Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ分区表：同时建立　

Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ芯片支持．最后加人Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ芯片并　

支持￣ｌＪＮａｎｄ　Ｆｌａｓｈ驱动。　

另外，还要修改ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈｓ３ｃ２４１０／ｄｅｖｓ．Ｃ　

文件中的ｓ３ｃ＿ｄｅｖｉｃｅ—ｎａｎｄ结构体变量，同时添加　

Ｘ￣ｄｅｖ成员的赋值。　

ｆ２１指定启动时初始化　

内核启动时，可以依据对分区的设置进行初　

始配置，然后修改ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈ—ｓ３ｃ２４１０／　

ｍａｃｈｓｍｄｋ２４１０．Ｃ文件下的ｓｍｄｋ２４１０＿ｄｅｖｉｃｅｓ【】，　

指明初始化时包括在前面所设置的ｆｌａｓｈ分区信　

息，并添加如下语句：　

＆ｓ３ｃ

—　

ｄｅｖｉｃｅ

——

ｎａｎｄ，　

ｆ３）禁止Ｆｌａｓｈ　ＥＣＣ校验　

内核一般都是通过ＵＢＯＯＴ写￣ｌＪＮａｎｄ　Ｆｌａｓｈ的。　

ＵＢＯＯＴ￣Ｊ通过软件ＥＣＣ算法来产生ＥＣＣ校验码．　

这与内核校验的ＥＣＣ码不一样．内核中的ＥＣＣ码　

是由￥３Ｃ２４１０中Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ控制器产生的。所以。　

这里选择禁止内核ＥＣＣ校验。　

修　改ｄｒｉｖｅｒｓ／ｍｔｄ／ｎａｎｄ］ｓ３ｃ２４１０．Ｃ　下　的　

ｓ３ｃ２４１０

一

ｎａｎｄ

—

ｉｎｉｔ

—

ｃｈｉｐ　０函数，可在该函数体　

最后加上如下一条语句：　

ｉｎｉｔ运行之前能自动挂载／ｄｅｖ为ｄｅｖｆｓ文件系统，应　

修改￣／Ｋｃｏｎｆｉｇ文件，找到ｍｅｎｕ”Ｐｓｅｕｄｏ　ｉｆｌｅｓｙｓ—　

ｔｅｍｓ”并添加如下语句：　

ｃｏｎｆｉｇＤＥＶＦＳ

——

ＦＳ　

ｂｏｏｌ”／ｄｅｖ　ｉｆｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｆｌ（ＯＢＳＯＬＥＴＥ）”　

ｄｅｆａｕｌｔ　Ｙ　

ｃｏｎｆｉｇ　ＤＥＶＦＳ

—　

ＭＯＵＮＴ　

ｂｏｏｌ”Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｍｏｕｎｔ　ａｔ　ｂｏｏｔ”　

ｄｅｆａｕｌｔ　Ｙ　

ｄｅｐｅｎｄｓ　ｏｎ　ＤＥＶＦＳ

——

ＦＳ　

３．２配置内核产生．ｃｏｎｆｉｇ文件　

Ｌｉｎｕｘ内核裁减的配置菜单命令有好几个配　

置方法，这几个方法实现的功能类似，只是与用　

户的交互界面不同。其中：　

ｍａｋｅ　ｃｏｎｆｉｇ是基于文本的、最为传统的配置　

界面，可进入命令行；　

ｍａｋｅ　ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ是基于文本菜单的配置界　

面：　

ｍａｋｅ　ｘｃｏｎｆｉｇ是基于图形窗口模式的配置界　

面。在Ｘｗｉｎｄｏｗ下推荐使用该界面。　

在这３种方法中，ｍａｋｅ　ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ使用最为　

广泛，这里选用的是ｍａｋｅ　ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ的配置方　

法。相应的配置有三种选择，它们分别代表的含　

义如下：　

“Ｙ”：将该功能编译进内核：　

“Ｎ”：不将该功能编译进内核；　

“Ｍ”：将该功能编译成可以在需要时动态插　

入到内核中的模块。　

运行ｍａｋｅ　ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ时．在ｓｍｄｋ２４１Ｏ＿ｄｅｆ－　

ｃｏｎｆｉｇ基础上，其所增删的内核配置项如下：　

ｆ１）增加对模块的支持　

Ｌｏａｄａｂｌｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ｓｕｐｐｏ￣…＞　

【　】Ｅｎａｂｌｅ　ｌｏａｄａｂｌｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ｓｕｐｐｏｆｌ　

【　】Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｋｅｒｎｅｌ　ｍｏｄｕｌｅ　ｌｏａｄｉｎｇ　

Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｙｐｅ…＞　

．

ｅｃｄ￣ｃｎ　２００９．１１电子元器件主用　６７　

第１ｌ卷第１１期　

电手元器件盔用　

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ＆Ｄｅｖｉｃｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　

Ｖ０１．１１　Ｎｏ．１ｌ　

Ｎｏｖ．２０ｏ９　

２００９年１１月　

［　】￥３Ｃ２４１０　ＤＭＡ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

Ｂｏｏｔ　ｏｐｔｉｏｎｓ　…

ｓｔｒｉｎｇ：　

Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｆｉｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ一＞　

＞Ｄｅｆａｕｌｔ　ｋｅｒｎｅｌ　ｃｏｍｍａｎｄ　

＜　＞ＮＦＳ　ｆｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

ｎｏｉｎｉｔｒｄ　ｒｏｏｔ＝／ｄｅｖ／ｍｔｄｂｌｏｃｋ２　ｉｎｉｔ＝／ｌｉｎｕｘｒｃ　ｃｏｎ—　

ｓｏｌｅ＝ｔｔｙＳＡＣ０，ｌ　１　５２００　

Ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ｅｍｕｌａｔｉｏｎ－－－＞　

４内核编译与下载　

４．１内核编译　

【木】ＮＷＦＰＥ　ｍａｔｈ　ｅｍｕｌａｔｉｏｎ　

（２）对内核ＭＴＤ子系统的设置　

Ｄｅｖｉｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒｓ－－－＞　

编译内核时，可运行以下命令：其一是　

＃ｍａｋｅ　ｃｌｅａｎ，即清理环境，保证没有不正确的依　

赖文件存在；二是＃ｍａｋｅ　ｄｅｐ，即将内核源码树　

Ｍｅｍｏｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｉｃｅｓ（ＭＴＤ）一－－＞　

ＭＴＤ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ　＃支持　

ＭＴＤ分区　

［　】Ｃｏｍｍａｎｄ　ｌｉｎｅ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　ｔａｂｌｅ　ｐａｒｓｉｎｇ＃　

支持从命令行设置ｆｌａｓｈ分区信息　

ＲＡＭ，ＲＯＭ／Ｆｌａｓｈ　ｃｈｉｐ　ｄｒｉｖｅｒｓ一＞　

＜　＞Ｄｅｔｅｃｔ　ｆｌａｓｈ　ｃｈｉｐｓ　ｂｙ　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｆｌａｓｈ　Ｉｎｔｅｒ－　

ｆａｃｅ（ＣＦＩ）ｐｒｏｂｅ　

＜　＞Ｄｅｔｅｃｔ　ｎｏｎ—ＣＦＩ　ＡＭＤ／ＪＥＤＥＣｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　

ｌｆａｓｈ　ｃｈｉｐｓ　

＜半＞Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｅｌ／Ｓｈａｒｐ　ｌｆｓａｈ　ｃｈｉｐｓ　

＜　＞Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆｒ　ＡＭＤ／Ｆｕｊｉｔｓｕ　ｌｆｓａｈ　ｃｈｉｐｓ　

＜　＞Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆｒ　ＲＯＭ　ｃｈｉｐｓ　ｉｎ　ｂｕｓ　ｍａｐｐｉｎｇ　

ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒｓ…＞　

＜　＞ＮＡＮＤ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　

＜　＞ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ￥３Ｃ２４１０／　

￥３Ｃ２４４０　ＳｏＣ　

Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｄｅｖｉｃｅｓ一＞　

［　］Ｎｏｎｓｔａｎｄａｒｄ　

￥３Ｃ２４１０　ＲＴＣ　Ｄｒｉｖｅｒ　

（３）配置文件系统　

Ｆｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ－－－＞　

＜＞Ｓｅｃｏｎｄ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｆｓ　ｓｕｐｐｏｒｔ　＃去除；Ｉ￣ｅｘｔ２　

的支持　

Ｐｓｅｕｄｏ　ｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍｓ　ｍ－－ｍ￣　

／ｐｒｏｃ　ｉｆｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

【　】Ｖｉｔｒｕａｌ　ｍｅｍｏｒｙ　ｆｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ（ｆｏｒ－　

ｍｅｒ　ｓｈｍｆｓ）　

【牢】／ｄｅｖ　ｉｆｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ（ＯＢＳＯＬＥＴＥ）　

Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｍｏｕｎｔ　ａｔ　ｂｏｏｔ（ＮＥＷ）　

Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ　ｉｆｌｅｓｙｓｔｅｍｓ一＞　

＜　＞Ｃｏｍ　ｐｒｅｓｓｅｄ　ＲＯＭ　ｆｉｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

（ｃｒａｍｆｓ）＃支持ｃｒａｍｆｓ　

６８　电子元嚣件主用　２００９．１１　ＷＷＷ．ｅｃｄａ．ｃｎ　

中每个子目录产生的“．ｄｅｐｅｎｄ”文件建立起依赖　

关系；三是＃ｍａｋｅ　ｚＩｍａｇｅ，用于建立压缩的ｌｉｎｕｘ　

内核映像。　

４．２下载ｚＩｍａｇｅ到开发板　

下载ｚｌｍａｇｅ￣Ｕ开发板的方法很多。常见的有　

网络下载（如ＦＴＰ、Ｔ丌Ｐ等方式）、串口下载、　

ＵＳＢ下载等。本文采用ＦＴＰ方式来移植Ｌｉｎｕｘ内核　

映像文件到目标机ＮＡＮＤ　ＦＬＡＳＨ中。代码如下：　

ＣＲＡＮＥ２４１０＃ｔｆｔｐ　０ｘ３０００８０００　ｚＩｍａｇｅ　

至此，该嵌入式Ｌｉｎｕｘ的编译和移植工作便　

告全部完成。　

５　结束语　

本文以将ｌｉｎｕｘ移植到ＡＲＭ９２０Ｔ内核的　

ｓ３ｃ２４１０处理器芯片为例，介绍了嵌入式ｌｉｎｕｘ内　

核裁剪以及移植的过程．并对移植中的关键技术　

和重要步骤给出了详细的说明。移植后的Ｌｉｎｕｘ　

系统在开发板上运行稳定，性能良好。本文的操　

作过程对嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统在其它处理器上的移　

植也具有参考意义。　

参考文献　

李亚锋，欧文盛．ＡＲＭ￣，ｈ－式Ｌｉｎｕｘ系统开发【Ｍ】．北京：　

清华大学出版社．２０ｏ７．　

Ｋａｒｉｎｌ　Ｙａｇｈｍｏｕｒ．构建嵌入式ｌｉｎｕｘ系统【Ｍ】．北京：中国　

电力出版社．　

邹球．基于ＡＲＭ２４１０嵌入式Ｌｉｎｕｘ内核的编译与移植　

【Ｊ］．计算机工程应用技术，２００８，（３）：１００９－３０４４　

宋宝华．Ｌｉｎｕｘ设备驱动开发详解【Ｍ】．北京：人民邮电　

出版社．２００８．　

孙琼．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用程序开发详解［Ｍ】－｜ｂ京：人民　

邮电出版社．２００ｌ６．