LINUX嵌入式操作系统在ARM上的移植

上传者：范明天
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上传时间：2015-05-06
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LINUX嵌入式操作系统在ARM上的移植

技
术
创
新
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第４－２期
３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》
嵌入式操作系统应用
LINUX
嵌入式操作系统在
ARM
上的移植
ＴｒａｎｓｐｌａｎｔｏｆＬｉｎｕｘＥｍｂｅｄｄｅｄＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｔｏＡＲＭｐｌａｔｆｏｒｍ
（西南石油大学研究生院）田家林陈利学寇向辉
ＴＩＡＮＪＩＡＬＩＮＣＨＥＮＬＩＸＵＥＫＯＵＸＩＡＮＧＨＵＩ
摘要：本文是基于ＡＲＭ的平台上进行嵌入式操作系统ＬＩＮＵＸ的移植，其中ＡＲＭ选用Ｓ３Ｃ２４１０。文中首先对Ｌｉｎｕｘ操作系统
内核进行了介绍，然后对系统引导程序（ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ）进行了设计，最后给出了Ｌｉｎｕｘ在ＡＲＭ上的移植过程。
关键词：嵌入式系统；操作系统；Ｌｉｎｕｘ；ＡＲＭ；Ｓ３Ｃ２４１０
中图分类号：ＴＰ３１６文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｓａｂｏｕｔｔｈｅＴｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＬｉｎｕｘＥｍｂｅｄｄｅｄＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｔｏＡＲＭｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｔｈｅＡＲＭｉｓＳ３Ｃ２４１０．
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｋｅｒｎｅｌｏｆＬｉｎｕｘＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ．Ｌａｓｔｌｙ，ｉｔｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｃｏｕｒｓｅ
ｏｆＴｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ，ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，Ｌｉｎｕｘ，ＡＲＭ，Ｓ３Ｃ２４１０
文章编号：１００８－０５７０（２００７）０４－２－００６０－０２
１Ｌｉｎｕｘ操作系统内核
Ｌｉｎｕｘ作为一种优秀的ＦｒｅｅＯＳ，近几年在嵌入式领域成为了
极具潜力的嵌入式操作系统。本文的主要内容是将内核版本为
２．４．１８的Ｌｉｎｕｘ系统移植到ＡＲＭ（基于ＡＲＭ９的Ｓ３Ｃ２４１０）上。
Ｌｉｎｕｘ操作系统主要由内核、Ｓｈｅｌｌ、文件结构组成。其中内
核是系统的心脏，是运行程序和管理磁盘、打印机等硬件设备
的核心程序。
（１）Ｌｉｎｕｘ内核结构
Ｌｉｎｕｘ内核是整个Ｌｉｎｕｘ系统的灵魂，负责整个系统的内
存管理、进程调度和文件管理。Ｌｉｎｕｘ内核与大部分ＵＮＩＸ内核
一样是单内核体系结构的，能够根据需要定制内核映像的尺
寸，具有很大灵活性，不需要重新编译内核和引导就能检验新
的内核组件，这个特性对于嵌入式而言是非常有好处的，方便
用户构筑自己的个人内核。Ｌｉｎｕｘ内核由５个主要的子系统组
成：进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程间通
信，结构如图１所示。
图１Ｌｉｎｕｘ内核结构图
（２）Ｌｉｎｕｘ内核代码组织结构
本文将对内核版本为２．４．１８的ＬＩＮＵＸ进行移植，其内核
代码分布如图２所示。
图２Ｌｉｎｕｘ内核代码分布
下面分别对其进行说明：／ａｒｃｈ目录包含了目前Ｌｉｎｕｘ支持
的硬件结构—— —如ｉ３８６、ａｌｐｈａ、ａｒｍ等的内核代码；／ｄｒｉｖｅｒｓ目录
包含了内核中所以的设备驱动程序；／ｆｓ目录包含了所有的文件
系统的代码；／ｉｎｃｌｕｄｅ目录包含了建立内核代码所需的大部分库
文件，这个模块利用其它模块重建内核；／ｉｎｉｔ目录包含了内核的
初始化代码，内核从此处工作；／ｉｐｃ目录包含了进程间通信代码；
／ｋｅｒｎｅｌ子目录包含了主内核代码；／ｍｍ目录包含所有独立于
ＣＰＵ体系结构的内存管理代码；／ｎｅｔ目录包含了和网络相关的
代码，如ｉｐｖ４、ｉｐｖ６等。
一般在每个目录下都有一个．ｄｅｐｅｎｄ文件和一个Ｍａｋｅｆｉ１ｅ
文件，这两个文件都是编译时使用的辅助文件。
２本系统引导加载程序的设计
（１）引导加载程序（ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ）说明
引导加载程序通常称为ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ，是在系统复位后执行
的第一段代码，是非常重要的组成部分。ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ独立于操作
系统，必须由用户自己设计，它的实现高度依赖于硬件，所以不
可能形成一个通用的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ。在系统中存储的空间分配结
构中ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ、内核映像和文件系统映像的关系如图３所示：
（２）本系统的ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ设计与分析
大多数ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ都分为第一阶段和第二阶段两大部
分。第一阶段中包含依赖于ＣＰＵ体系结构的代码，通常都用汇
田家林：助教
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