基于AT91RM9200的ARM Linux的移植方法

1. 引言
目前，在嵌入式系統里基于ARM微核的嵌入式處理器以其功耗低，功能強大的優點已經成為市場的主流。與此同時，在網絡上發展起來的Linux操作系統，以其功能強大，開放源代碼，支持硬件種類眾多的特點，越來越受到人們的青睞。然而如何把Linux操作系統移植到ARM平臺上卻成了一個重點，也是一個難點問題。

嵌入式Linux系統包括引導程序(Bootloader),內核(kernel)和根文件系統三個部分,其開發流程如圖1所示:嵌入式Linux 移植到特定的硬件平臺上,一般需要以下五個步驟:(1)前期準備包括從網站http://kernel.org上下載嵌入式Linux的源碼包, 搭建交叉編譯開發環境,配置主機的開發環境等(2)配置Bootloader,并將其燒寫到目標平臺的Flash上,使其能正常的啟動內核；(3)配置和編譯Linux內核，首先要對源碼進行一定的修改, 并將其移植到目標平臺上,然后再根據自己的硬件資源進行裁減,使內核達到最優；(4)制作RAMDISK來掛接Linux的根文件系統,并在 RAMDISK上添加自己的應用程序；(5)部署Linux系統使目標板脫離交叉開發環境,直接在目標機上本地啟動運行。本文就將根據實際項目開發中一個 ARM構架的嵌入式系統為例，闡述如何移植Linux到AT91RM9200的ARM平臺上。

2.建立交叉編譯環境

一般而言，直接在移植的目標硬件平臺上編寫和調試Linux比較困難，目前一般采用的辦法是首先在通用計算機上編寫程序，然后通過交叉編譯生成目標平臺上可以運行的二進制代碼格式，最后再下載到目標平臺上的特定位置上運行。

移植前需要在宿主機上建立如圖2所示的ARM的交叉編譯環境,建立ARM的交叉編譯環境主要用到的開發工具有: binutils、gcc、glibc，其中 binutils是二進制文件的處理工具； gcc是編譯工具, 用來編譯內核代碼的工具； glibc 是鏈接和運行庫。社區的開發者和一些芯片廠商已經編譯出了常用體系結構的工具鏈，使用這些工具鏈，可以大大減少工作量。交叉編譯工具的安裝步驟如下: (1)從官方站點http://arm.Linux.org.uk下載cross-2.95.3.tar.bz2；

(2)在usr/local/arm下解壓:#tar -jxvf cross-2.95.3.tar.bz2;

(3)在/etc/bashrc文件中修改PATH環境變量，加入export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH。

3. ARM Linux系統的開發

3.1 Linux啟動代碼Bootloader的移植

Bootloader是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。這段程序完成硬件的初始化和建立內存空間的映射圖等重要工作，為內核的啟動創建正確的環境，并最終啟動內核，Bootloader在Linux嵌入式系統中所處的層次位置如圖3所示。Bootloader的實現依賴于CPU的體系結構，大多數的Bootloader都分為stage 1和stage 2兩大部分，圖4為兩階段Bootloader的結構框圖。依賴于CPU體系結構的代碼，如設備初始化代碼等，通常都放在stage 1，而且用匯編語言實現。而stage 2則通常用C語言實現，這樣可以實現復雜功能，而且有更好的可讀性和移植性。