移植操作系統(tǒng)報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上嵌入式系統(tǒng)及應用基于s3c6410的嵌入式Linux系統(tǒng)移植1. 嵌入式系統(tǒng)介紹嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可配置，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格約束的專用系統(tǒng)。嵌入式Linux是在標準Linux的基礎上針對嵌入式系統(tǒng)進行內(nèi)核裁減和優(yōu)化后形成的一種小型操作系統(tǒng)，一般只有幾百KB左右，即使加上其它必要的模塊和應用程序，所需的存儲空間也很小，非常適合于移植到嵌入式系統(tǒng)中去。一個完整的嵌入式系統(tǒng)的構建過程大體可以分為四個步驟：交叉編譯環(huán)境的搭建、Boot Loader移植、Linux內(nèi)核的配置編譯及移植、根文件系統(tǒng)的制作及移植。本文將以SUM

2、SANG公司的s3c6410處理器為目標平臺，介紹嵌入式Linux系統(tǒng)的構建過程。1.1. 嵌入式系統(tǒng)的組成一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務。執(zhí)行裝置可以很簡單，如手機上的一個微小型的電機，當手機處于震動接收狀態(tài)時打開；也可以很復雜，如SONY 智能機器狗，上面集成了多個微小型控制電機和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復雜的動作和感受各種狀態(tài)信息。硬件層：硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲器（SDRAM

3、、ROM、Flash等）、通用設備接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式處理器基礎上添加電源電路、時鐘電路和存儲器電路，就構成了一個嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應用程序都可以固化在ROM中。中間層：硬件層與軟件層之間為中間層，也稱為硬件抽象層（Hardware Abstract Layer，HAL）或板級支持包（Board Support Package，BSP），它將系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開來，使系統(tǒng)的底層驅動程序與硬件無關，上層軟件開發(fā)人員無需關心底層硬件的具體情況，根據(jù)BSP 層提供的接口即可進行開發(fā)。該層一般包含相關底層硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作和

4、硬件設備的配置功能。系統(tǒng)軟件層：系統(tǒng)軟件層主要指運行于ARM芯片上的操作系統(tǒng)，目前常見的ARM操作系統(tǒng)有WinCE、Linux、Symbain、Android等。應用軟件層：主要指運行于帶操作系統(tǒng)的ARM上的軟件，是由程序員編寫的軟件。2. Linux系統(tǒng)移植Linux系統(tǒng)移植實際上是把整套軟件系統(tǒng)平臺運行環(huán)境從一個硬件平臺搬移到另一個硬件平臺并運行的過程，這整個的過程主要包括系統(tǒng)引導代碼的移植、操作系統(tǒng)移植、文件系統(tǒng)移植，通過這整套軟件系統(tǒng)平臺的移植，可以達到使同樣的軟件系統(tǒng)平臺在不同的硬件環(huán)境下運行的目的。進行Linux系統(tǒng)移植的先決條件是要對軟件、硬件以及整個系統(tǒng)都有一個比較深入的了解，

5、例如在Linux系統(tǒng)移植的過程中首先需要對各種硬件原理比較熟悉，其次對硬件原理圖也要非常了解，再次對Linux系統(tǒng)與引導代碼和文件系統(tǒng)的關系也要了解，最后更要對Linux系統(tǒng)本身要有一個深入的理解，只有通過這些準備工作才能具備進行Linux系統(tǒng)移植的條件。由于系統(tǒng)移植是軟硬件結合的工作，在移植的過程中還會遇到各種問題，更需要事先準備好各種軟硬件知識，協(xié)同來解決這樣的問題。這部分將對整個Linux系統(tǒng)移植有一個全面的介紹，并且對后文中一些基本概念和所用的技術進行基本的介紹。2.1. Linux系統(tǒng)移植主要步驟Linux系統(tǒng)向ARM開發(fā)平臺上移植，其主要步驟主要有四步：搭建交叉編譯環(huán)境；Bootl

6、oader移植；Linux內(nèi)核移植；文件系統(tǒng)移植；系統(tǒng)移植主要步驟流程圖如下：2.2. 交叉編譯環(huán)境搭建將arm-linux-gcc-4.3.2.tgz 文件拷貝到Ubuntu 的/forlinx 目錄下，該文件位于用戶基礎資料光盤的“實用工具”文件夾中。在Ubuntu 中新建一個終端，輸入下面的命令安裝交叉編譯器：#cd /forlinx (進入/forlinx 目錄)#mkdir /usr/local/arm （創(chuàng)建目錄，若目錄已存在會提示錯誤，跳過即可）#tar zxvf arm-linux-gcc-4.3.2.tgz -C /編譯器解壓到/usr/local/arm把交叉編譯器路徑添加

7、到系統(tǒng)環(huán)境變量中，以后可以直接在終端窗口中輸入arm-linx-gcc 命令來編譯程序。在終端中執(zhí)行:gedit /etc/profile添加以下四行到該文件中:export PATH=/usr/local/arm/4.3.2/bin:$PATHexport TOOLCHAIN=/usr/local/arm/4.3.2export TB_CC_PREFIX=arm-linuxexportPKG_CONFIG_PREFIX=$TOOLCHAIN/arm-none-linux-gnueabi保存，退出。重新啟動系統(tǒng)，在終端里面執(zhí)行arm-linux-gcc 回車：如下圖所示就說明交叉編譯器已經(jīng)成功

8、安裝到了系統(tǒng)里面，可以使用該編譯器來編譯Uboot 代碼和內(nèi)核代碼了。2.3. Boot Loader引導程序及移植引導加載程序是系統(tǒng)加電后運行的第一段軟件代碼。它包括固化在固件(firmware)中的boot代碼(可選)和Boot Loader兩大部分。PC機中Boot Loader的主要運行任務就是將內(nèi)核映象從硬盤上讀到RAM中，然后跳轉到內(nèi)核的入口點去運行，也即開始啟動操作系統(tǒng)。在嵌入式系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的加載啟動任務就完全由Boot Loader來完成。由于Boot Loader的實現(xiàn)依賴于CPU的體系結構，因此，嵌入式領域里建立一個通用的Boot Loader幾乎是不可能的。大多數(shù)Bo

9、ot Loader都分為stagel和stage2兩大部分。依賴于CPU體系結構的代碼，比如設備初始化代碼等，通常都放在stagel中，而且通常都用匯編語言來實現(xiàn)，以達到短小精悍的目的。而stage2則通常用c語言來實現(xiàn)，這樣可以實現(xiàn)更復雜的功能，而且代碼會具有更好的可讀性和可移植性。Boot Loader的stagel上電啟動后通常按以下步驟執(zhí)行：首先對硬件設備初始化。包括屏蔽所有中斷，設置CPU的速度和頻率，RAM初始化，初始化LED，關閉CPU的內(nèi)部指令數(shù)據(jù)Cache等。接下來的工作是為加載Boot Loader的stage2準備RAM空間，然后拷貝Boot Loader的stage2到

10、RAM空間中。接著設置好堆棧。最后跳轉到stage2的人口點。Boot Loader的stage2通常按以下步驟執(zhí)行：初始化本階段要使用到的硬件設備，然后檢測系統(tǒng)內(nèi)存映射(memory map)，將Kernel映像和根文件系統(tǒng)映像從Flash上讀到RAM空間中，接著為內(nèi)核設置啟動參數(shù)，最后調(diào)用內(nèi)核。至此整個Boot Loader的啟動引導過程結束。U-Boot作為嵌入式系統(tǒng)中通用的BootLoader，可以很方便的移植到其他硬件平臺，因此對嵌入式系統(tǒng)BootLoader，研究U-Boot的移植就顯得非常重要。移植U-Boot到新的嵌入式系統(tǒng)板上包括兩個層面的移植,第一層面是針對CPU的移植,第

11、二層面是針對BOARD的移植,同時需要移植相關的頭。然后根據(jù)開發(fā)板的不同內(nèi)存需要使用不同的U-boot 配置項。編譯128M內(nèi)存開發(fā)板 Uboot方法：進入uboot1.1.6 目錄、配置config、編譯：#cd uboot1.1.6 （進入uboot 源碼的目錄）# make forlinx_nand_ram128_config （配置適用于128M 內(nèi)存開發(fā)板的config）#make clean （刪除以前編譯的文件）#make （編譯）2.4. Linux內(nèi)核移植1、編譯Linux-3.0.1將壓縮包FORLINX_linux-3.0.1.tar.gz 拷貝到作目錄下，解壓縮：#ta

12、r zxf FORLINX_linux-3.0.1.tar.gz2、配置內(nèi)核1) 進入Linux-3.0.1內(nèi)核主目錄，通過以下命令將6410的默認配置文件寫到當前目錄下的.config。makes3c6410_defconfig2） 配置內(nèi)核模塊的功能，有幾種方式可以進行界面選擇：makemenuconfig（文本選單的配置方式，在有字符終端下才能使用）makexconfig（圖形窗口模式的配置方式，圖形窗口的配置比較直觀，必須支持Xwindow下才能使用）makeoldconfig（文本配置方式，在原內(nèi)核配置的基礎修改時使用）這里使用makemenuconfig命令。3 編譯內(nèi)核命令如下：

13、#make zImage編譯結束后將在內(nèi)核源碼目錄的arch/arm/boot 中得到Linux 內(nèi)核映像文件：zImage2.5. 文件系統(tǒng)映像制作1、準備好文件系統(tǒng)FileSystem-Yaffs2.tar.gz 是文件系統(tǒng)目錄，可以使用此目錄制作Yaffs2文件系統(tǒng)，且FileSystem-Yaffs2.tar.gz 目錄也用于NFS 網(wǎng)絡根文件系統(tǒng)掛載。2、制作映像在基礎光盤Linux-3.0.1filesystemYaffs2 文件系統(tǒng)制作工具中有兩個制作工具：mkyaffs2image-nand2g 和mkyaffs2image-nand256m1）mkyaffs2image-na

14、nd256m制作出的映像，適用于 256M 和 1G字節(jié) nandflash的開發(fā)板。制作命令：#./mkyaffs2image-nand256m FileSystem-Yaffs2 rootfs.yaffs22）mkyaffs2image-nand2g制作出的映像，適用于 2G或者 4G字節(jié) nandflash的開發(fā)板。制作命令：#./mkyaffs2image-nand2g FileSystem-Yaffs2 rootfs.yaffs2最后生成rootfs.yaffs2 是可以下載到開發(fā)板nandflash 中的yaffs2 文件系統(tǒng)映像。移植成功后Linux啟動的界面：3. 基于移植的系

15、統(tǒng)上的小程序功能：每次可以選擇上下左右其中一個方向去撥動，每撥動一次，所有的數(shù)字方塊都會往撥動的方向靠攏外，系統(tǒng)也會在空白的地方隨機出現(xiàn)一個數(shù)字方塊，相同數(shù)字的方塊在靠攏、相撞時會相加。系統(tǒng)給予的數(shù)字方塊不是2就是4，玩家要想辦法在這小小的16格范圍中湊出“2048”這個數(shù)字方塊。程序源碼：2048.c/*2048*/#include#include#include#includemy_getch.hint code44=0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0;int temp5;int mov=0;int score=0void print(void) int

16、i,j; printf(2048n); printf(W-UP A-LEFT S-DOWN D-RIGHT 0-EXITn); printf(Score:%d mov:%dn,score,mov); printf(|*|n); for(i=0;i=3;i+) for(j=0;j=3;j+) if(codeij=0) printf(| ); else printf(|%4d,codeij); printf(|n|*|n); int add(void) int i; int t=0; int change=0; do for(i=0;i=3;i+) if(tempi=0) if(tempi!=te

17、mpi+1) change=1; tempi=tempi+1; tempi+1=0; t+; while(t=3); for(i=1;i=3;i+) if(tempi=tempi-1) if(tempi!=0) change=1; score=score+tempi; tempi-1=tempi-1*2; tempi=0; do for(i=0;i=3;i+) if(tempi=0) tempi=tempi+1; tempi+1=0; t+; while(t=1) do i=(unsigned)rand()%4; j=(unsigned)rand()%4; while(codeij!=0);

18、if(unsigned)rand()%4=0) codeij=4; else codeij=2; mov+; print();input=my_getch(); change=0; switch(input) case 0: printf(Are you sure to exit?(y/n); input=getchar(); if(input=y|input=Y) exit(0); break; case W: case w: for(j=0;j=3;j+) for(i=0;i=3;i+) tempi=codeij; temp4=0; change=change+add(); for(i=0

19、;i=3;i+) codeij=tempi; break; case A: case a: for(i=0;i=3;i+) for(j=0;j=3;j+) tempj=codeij; temp4=0; change=change+add(); for(j=0;j=3;j+) codeij=tempj; break; case S: case s: for(j=0;j=3;j+) for(i=0;i=3;i+) tempi=code3-ij; temp4=0; change=change+add(); for(i=0;i=3;i+) code3-ij=tempi; break; case D: case d: for(i=0;i=3;i+) for(j=0;j=3;j+) tempj=codei3-j; temp4=0; change=change+add(); for(j=0;j=3;j+) codei3-j=tempj; break; gameover=