linux

　　Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。它能運(yùn)行主要的UNIX工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

　　Linux操作系統(tǒng)誕生于1991 年10 月5 日（這是第一次正式向外公布時(shí)間）。Linux存在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，比如手機(jī)、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺(tái)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。

　　嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來(lái)形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU 工程各種工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。

　　PMP軟件體系框架

　　PMP軟件最底層是操作系統(tǒng)層，該層主要包括 Bootloader引導(dǎo)程序和嵌入式Linux操作系統(tǒng)。 Bootloader主要完成系統(tǒng)從Flash的啟動(dòng)、硬件各部分的初始化、LOGO的顯示以及OS的引導(dǎo)：嵌入式 Linux主要包括經(jīng)過(guò)定制的適合在DM320上運(yùn)行的 Linux操作系統(tǒng)。

　　Bootloade r：引導(dǎo)程序的定制

　　DM320下的Bootloader的啟動(dòng)過(guò)程

　　Bootloader是指系統(tǒng)啟動(dòng)后，在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。不同的Bootloader的安裝介質(zhì)Flash，系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程是不一樣的。

　　1）當(dāng)安裝介質(zhì)為NOR Flash時(shí)，Bootloader就可以直接在Flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必把代碼拷貝到系 ①收稿時(shí)I‘a(chǎn)-］：2008—1 2-1 9 統(tǒng)RAM中。啟動(dòng)方式設(shè)置成外部Memory，這樣ARM 的開(kāi)始地址就從0xFFFF：0000開(kāi)始。然后在 Bootloader的程序中，把入口地址設(shè)置成 0xFFFF：0000即可。

　　2）當(dāng)安裝介質(zhì)為NAND Flash時(shí)，系統(tǒng)上電以后，運(yùn)行ROM里面的啟動(dòng)代碼，選擇啟動(dòng)方式為： AIM（Arm Internal Memory）ROM，ARM的開(kāi)始地址為0×0000：O000。然后ROM里的程序會(huì)拷貝NAND Flash里的User Bootloader到處理器內(nèi)部的RAM。再次，執(zhí)行User Bootloader程序，完成初始化 SDRAM和驅(qū)動(dòng)NAND Flash的讀能力等少量工作。最后初始化系統(tǒng)，將NAND Flash中的主Bootloader 拷貝到SDRAM中執(zhí)行，拷貝完成后，要把存放主 Bootloader的內(nèi)存地址，賦值給pc（Program Counter）指針o

　　DM320下Bootloader啟動(dòng)程序的定制

　　本PMP使用的Bootloader為U-Boot。從 Internet上得到開(kāi)源的U—Boot程序，然后對(duì)DM320 特有硬件環(huán)境進(jìn)行初始化工作。

　　1）修改Makefile和Kconfig，目的是生成適合 DM320平臺(tái)的配置選項(xiàng)以及目標(biāo)文件。在．／Makefile （當(dāng)前目錄均為U—Boot源碼樹(shù)根目錄）下加入如下語(yǔ)句：

　　dm320一config：unconfig @．／mkconfig S（@：一config=）arm arm926ejs dm320

　　其中mkconfig為一個(gè)腳本文件，參數(shù)為 （Target，Architecture，CPU，Board）分別對(duì)應(yīng)上面的四個(gè)參數(shù)（$（@：一config=）arm arm926ejs dm320）。

　　2）在U—Boot源碼樹(shù)下創(chuàng)建文件夾．／board／ dm320。存放與DM320平臺(tái)有關(guān)的文件。

　　3）在．／board／dm320／platform．S中加入對(duì) DM320寄存器初始化賦值語(yǔ)句，在．／cpu／arm 926ejs中對(duì)cpu．C和start．S修改，前者提供有關(guān)cpu 操作的函數(shù)，后者為cpu執(zhí)行時(shí)的初始化代碼。

　　4）．／lib—arm／board．C是完成初始化操作的主要文件。在文件中定義了一個(gè)初始化序列： init—fnc_t★init—sequence［】=l cpu—init． P basic cpu dependent setup+| board—init。|+basic board dependent setup+| interrupt—init．|+set up exceptions’| env_init。|’initialize environment‘| init—baudrate。|+initialize baudrate settings+| serial—init．|+serial communications setup‘} console—init』， ／+init console★／ display—bannerl|’say that we are here‘| dram—init．|+configure available RAM banks’| display—dram—config， #if defined（CONFlG—VCMA9） checkboard， #endif NULL， ）：上述數(shù)組中函數(shù)序列依次執(zhí)行。在完成初始化序列后，將是一些特定的操作。

　　Linux內(nèi)核的定制

　　本系統(tǒng)中采用的Linux內(nèi)核版本號(hào)為2．6．50要定制Linux內(nèi)核，不僅要修改內(nèi)核源碼樹(shù)，而且要編寫(xiě)相關(guān)外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。使之成為一個(gè)適合 DM320運(yùn)行的OS環(huán)境。

　　Kconfig文件的修改 Kconfig文件是用來(lái)對(duì)所要加載內(nèi)核內(nèi)容進(jìn)行配置的文件，其腳本語(yǔ)言描述參考．＼Documentation ＼kbuild。

　　首先，在內(nèi)核目錄下．／arch／arm／Kconfig中加入DM320的配置選項(xiàng)，將DM320框架加入內(nèi)核，這樣才能在執(zhí)行make menuconfig配置內(nèi)核時(shí)看到 DM320框架。修改內(nèi)容如下：

　　choice

　　prompt”ARM system type”

　　default ARCH—DM320—20

　　表示：在配置ARM架構(gòu)的系統(tǒng)時(shí)：默認(rèn)的就是 DM320框架。

　　source”arch／arm／mach-dm320-20／Kcon f．g”

　　表示：把DM320框架下的配置選項(xiàng)也引入，同時(shí)把其他CPU框架去掉，這樣方便選擇。比如： #source”arch／arm／mach-clps71 1 x／Kconfig”

　　#source”arch／arm／mach-integrator／Kconfi g“（“孝”表示注釋掉相關(guān)的內(nèi)容）

　　最后把內(nèi)核配置選項(xiàng)中對(duì)DM320開(kāi)發(fā)有用的選進(jìn)來(lái)。比如：

　　source”drivers／char／Kconfig”

　　if（1ARCH—DM320一20） source”sound／Kconfig” endif

　　表示：需要開(kāi)發(fā)字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，而不需要聲音的支持。

　　因?yàn)橐袰ODEC編入內(nèi)核，所以還要加入對(duì) CODEC支持的配置選向。

　　source”codecs／modules／Kconfig” 如果要加入一個(gè)新的外圍設(shè)備，也需要在Kconfig 文件中加入相應(yīng)的內(nèi)容。比如說(shuō)要加入一個(gè)三星的4 寸TFT—LCD的驅(qū)動(dòng)，就需要修改．／drivers／char／ Kconfig文件，并加入以下內(nèi)容：

　　config DM 3 20．．SAMSU NG．．4．．LCD

　　tristate”DM320 SAMSUNG 4．0 inch 1 6：9 TFT LCD”

　　depends on ARCH—DM320—20 ＆＆ BOARD一400H

　　default Y

　　help

　　This driver provides support for SAMSUNG 4．0’1 6：9 TFT—LCD

　　for DM320 Platform．

　　config DM320一SAMSUNG一4一LCD：表示增加

　　新的配置入口。一旦這個(gè)配置選項(xiàng)被選中就會(huì)在．／include／Iinu×／autoconf．h中有：#define CONFIG—DM320一SAMSUNG一4一LCD 1

　　這樣整個(gè)內(nèi)核源碼中都可以使用CONFIG— DM320—SAMSUNG一4一LCD進(jìn)行特定選擇。

　　tristate”DM320 SAMSUNG 4．0 inch 1 6：9 TFT—LCD”：在引號(hào)里的內(nèi)容是在配置選項(xiàng)中的提示文字。tristate表示除了可以選擇【+】，【】外。還可以選擇【M】，表示把當(dāng)前內(nèi)容當(dāng)成模塊編譯。

　　depends on ARCH—DM320—20＆＆BOARD一 400H：如果配置平臺(tái)框架時(shí)選擇了ARCH—DM 320—20，在選擇型號(hào)時(shí)選擇BOARD一400H，就能看到三星4寸T丌一LCD配置選項(xiàng)。

　　default Y：表示默認(rèn)把此驅(qū)動(dòng)編入內(nèi)核。

　　help：help的內(nèi)容為對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置時(shí)。選中幫助選項(xiàng)所看到的內(nèi)容。

　　Makefile文件的修改

　　Makefile根據(jù)配置文件．config形成編譯源文件列表，GNU編譯工具對(duì)源文件進(jìn)行編譯，把目標(biāo)代碼鏈接在一起，形成Linux內(nèi)核二進(jìn)制文件。Makefile 分布在各源代碼目錄中。

　　在作者所進(jìn)行的PMP設(shè)備開(kāi)發(fā)中，首先是對(duì)主 Makefile的修改，比如：

　　ARCH：=arm

　　CROSS—COMPILE：=arm—linux一（對(duì)編譯器的選項(xiàng)修改為ARM平臺(tái)）

　　E×TRAVERSION=-our0

　　EXT臥WERSlON變量值被附加在內(nèi)核版本編號(hào)之后，成為內(nèi)核建立后自勺最終版本。項(xiàng)目中使用的內(nèi)核版本號(hào)為2．6．5，加上EXTRAVERSION變量后，最終的版本就是2．6．5一our0，表示開(kāi)發(fā)過(guò)程中零號(hào)內(nèi)核版本。

　　對(duì)其他子目錄的Makefile文件的修改則相對(duì)容易。以加入三星4寸TF丁一LCD驅(qū)動(dòng)為例說(shuō)明，當(dāng)需要把此驅(qū)動(dòng)模塊加入相應(yīng)的內(nèi)核源碼樹(shù)時(shí)，要在．／drivers／char／MakefiIe文件中加入如下內(nèi)容： obj一$（CONFIG—DM320一SAMSUNG一4一LCD）-I-= dm320一Icd—samsung4.0

　　總結(jié)

　　本文探討了嵌入式Linux在PMP消費(fèi)類電子產(chǎn)品上的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)程序Bootloader和Linux 內(nèi)核的移植和定制。目前一些項(xiàng)目產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，成功推向市場(chǎng)。