基于ARM-Linux和S3C2440的嵌入式Linux内核设计（2） 编译器, 嵌入式, Linux, 开发

yuyang911220

3.2 Linux内核移植
        首先配置、编译内核，确保内核可以正确编译。先修改顶层Makefile，
        ARCH ?= $(SUBARCH)
        CROSS_COMPILE ?=
        改为
        RCH ?= arm
        CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
        使用交叉编译器，然后执行下面的命令“make s3c2410_deconf ig”配置内核，最后，执行“make uImage”，可生成U-Boot格式的内核映像文件。这时生成的镜像文件还是不能在开发板上用的，因为内核还没有支持S3C2440，需要做一些修改来使其支持S3C2440开发板。
        在arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c 中，进行如下修改：
        static void __init smdk2440_map_io(void)
        {
        s3c24x x _ i n i t _ io (smd k 24 4 0 _ io d e s c ,
        ARRAY_SIZE(smdk2440_iodesc));
        s3c24xx_init_clocks(12000000);
        // 修改开发板晶振的频率，为12MHz
        s3c24xx_init_uar ts(smdk2440_uar tcfgs, ARRAY_SIZE(smdk2440_uartcfgs));
        }
        晶振的频率不匹配是上面编译出的uImage不能正常使用的原因，将其改成开发板晶振频率12MHz。
        内核中，对于每种支持的单板(“机器类型ID”)， 都会使用宏MACHINE_START、MACHINE_END 来定义一个machine_desc结构。它定义了单板相关的 一些属性及函数，比如机器类型ID、起始I /O物理地 址、Bootloader传入的参数的地址、中断初始化函数、 I/O映射函数等。
        Bootloader调用内核时，会在r1寄存器中给出单板的标记——机器类型ID。__lookup_machine_typ函数将这个值与machine_desc结构中的nr成员（机器类 型）比较，如果两者相等则表示找到匹配的machine_ desc结构，返回它的地址(存在r5中)，否则返回0。
        对于本系统，Bootloader传入的机器类型ID为 MACH_TYPE_S3C2440在arch/arm/tools/machtypes 中，S3C2440的机器码修改成和Bootloader的一 样，因为Bootloader中设置的是782，所以这里也设置 成782。再次执行“make uImage”，生成的uImage就 可以使用了，这时还需要修改mtd分区、增加对yaffs文 件系统的支持。
        3.3 设置MTD分区
        MTD（Memory Technology Device内存技术设 备），是Linux中对ROM、NOR Flash、NAND Flash 等存储设备抽象出来的一个设备层，MTD相当于在硬件和上层之间提供了一个抽象的接口，可以把它理解 为Flash的设备驱动程序，它主要向上提供两个接口： MTD字符设备和MTD块设备。通过这两个接口，就可 以像读写普通文件一样对Flash设备进行读写操作，屏 蔽了底层硬件的操作、各类存储设备的差别。经过简 单的配置后，MTD在系统启动以后可以自动识别支持 CFI或JEDEC接口的Flash芯片，并自动采用适当的命 令参数对Flash进行读写或擦除。得益于MTD设备的 作用，划分NAND Flash的分区很简单。
        对于本文中S3C24 40开发板，需要根据a rch / arm/plat-s3c24xx/commom-smdk.c文件中的smdk_ default_nand_part结构来告诉内核本系统Flash存储 器中存放的文件类型和大小。
        将NAND Flash划分3个分区，前256KB用来存放 U-Boot，接下来的2MB用来存放内核，剩下的用来存 放YAFFS 文件系统。如下：
        static struct mtd_partition smdk_default_nand _part[] = {
        [0]={
        .name = "U-Boot",
        .size = SZ_256K,
        .offset = 0,
        },
        [1] ={
        .name = "kernel",
        .size = SZ_2M,
        .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
        },
        [2] = {
        .name = "yaffs",
        .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
        .size = MTDPART_SIZ_FULL,
        }
        };
        对以上的smdk_default_nand_par t结构体，用 表1可解释本系统的NAND Flash存储器（地址空间 0x0~0x4000000）分区如下：

          3.4 内核的裁剪
        上面移植的内核已经可以应用到ARM板上，但是 因为嵌入式系统的存储空间通常很有限，因此需要对 Linux内核进行适当的裁剪。裁剪的第一步，就是以前 提到的，修改顶层的Makef ile文件，把交叉编译器改 为arm-linux-gcc，然后再执行“make menuconfig”， 会看到内核的配置的菜单。通过这个配置界面，首 先选择最重要的CPU类型，S3C2440，如图2。可以 选择芯片类型、所需要支持的文件系统以及驱动程 序，去掉不需要的选项。所有配置工具都是通过读取 arch/$(ARCH)/Kconfig文件来生成配置界面，这个 文件是所有配置文件的总入口，它会包含其它目录的 Kconfig文件。

        Linux内核配置选项多达上千个，要了解每个配置选项的作用，一个个地进行选择很耗费时间。一般在某个默认配置文件的基础上进行修改，使用arch/ arm/configs/s3c2410_defconf ig文件来配置内核，它生成.conf ig配置文件，这样就可以直接使用“make menuconf ig”来选择芯片类型、设备驱动和文件系统 等前述的单板相关的软硬件设置，配置裁剪内核了。
        4 结论
        以上基于ARM-Linux和S3C2440的嵌入式内核设计，讨论了在嵌入式应用上如何对硬软件进行选型，并且给出结合Linux内核最新的稳定版本的移植过程。重点讨论了移植和裁剪中的关键函数和驱动程序。目前基于S3C2440的Bootloader、内核和文件系统已经成功启动操作系统，为以后的相关驱动程序及应 用程序的开发提供了有力的平台服务。随着IT业的不 断发展，嵌入式设备将是下一代的主流产品，而本身有着优势的Linux系统也将具有广阔的应用前景。