linux

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

Linux操作系统诞生于1991 年10 月5 日(这是第一次正式向外公布时间)。Linux存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。

严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

PMP软件体系框架

PMP软件最底层是操作系统层，该层主要包括 Bootloader引导程序和嵌入式Linux操作系统。 Bootloader主要完成系统从Flash的启动、硬件各部分的初始化、LOGO的显示以及OS的引导：嵌入式 Linux主要包括经过定制的适合在DM320上运行的 Linux操作系统。

Bootloade r：引导程序的定制

DM320下的Bootloader的启动过程

Bootloader是指系统启动后，在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。不同的Bootloader的安装介质Flash，系统的启动过程是不一样的。

1)当安装介质为NOR Flash时，Bootloader就可以直接在Flash闪存内运行，不必把代码拷贝到系 ①收稿时I‘a-］：2008—1 2-1 9 统RAM中。启动方式设置成外部Memory，这样ARM 的开始地址就从0xFFFF：0000开始。然后在 Bootloader的程序中，把入口地址设置成 0xFFFF：0000即可。

2)当安装介质为NAND Flash时，系统上电以后，运行ROM里面的启动代码，选择启动方式为： AIM(Arm Internal Memory)ROM，ARM的开始地址为0&TImes;0000：O000。然后ROM里的程序会拷贝NAND Flash里的User Bootloader到处理器内部的RAM。再次，执行User Bootloader程序，完成初始化 SDRAM和驱动NAND Flash的读能力等少量工作。最后初始化系统，将NAND Flash中的主Bootloader 拷贝到SDRAM中执行，拷贝完成后，要把存放主 Bootloader的内存地址，赋值给pc(Program Counter)指针o

DM320下Bootloader启动程序的定制

本PMP使用的Bootloader为U-Boot。从 Internet上得到开源的U—Boot程序，然后对DM320 特有硬件环境进行初始化工作。

1)修改Makefile和Kconfig，目的是生成适合 DM320平台的配置选项以及目标文件。在．／Makefile (当前目录均为U—Boot源码树根目录)下加入如下语句：

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

其中mkconfig为一个脚本文件，参数为 (Target，Architecture，CPU，Board)分别对应上面的四个参数($(@：一config=)arm arm926ejs dm320)。

2)在U—Boot源码树下创建文件夹．／board／ dm320。存放与DM320平台有关的文件。

3)在．／board／dm320／platform．S中加入对 DM320寄存器初始化赋值语句，在．／cpu／arm 926ejs中对cpu．C和start．S修改，前者提供有关cpu 操作的函数，后者为cpu执行时的初始化代码。

4)．／lib—arm／board．C是完成初始化操作的主要文件。在文件中定义了一个初始化序列： 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， )：上述数组中函数序列依次执行。在完成初始化序列后，将是一些特定的操作。

Linux内核的定制

本系统中采用的Linux内核版本号为2．6．50要定制Linux内核，不仅要修改内核源码树，而且要编写相关外围设备的驱动程序。使之成为一个适合 DM320运行的OS环境。

Kconfig文件的修改 Kconfig文件是用来对所要加载内核内容进行配置的文件，其脚本语言描述参考．＼Documentation ＼kbuild。

首先，在内核目录下．／arch／arm／Kconfig中加入DM320的配置选项，将DM320框架加入内核，这样才能在执行make menuconfig配置内核时看到 DM320框架。修改内容如下：

choice

prompt”ARM system type”

default ARCH—DM320—20

表示：在配置ARM架构的系统时：默认的就是 DM320框架。

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

表示：把DM320框架下的配置选项也引入，同时把其他CPU框架去掉，这样方便选择。比如： #source”arch／arm／mach-clps71 1 x／Kconfig”

#source”arch／arm／mach-integrator／Kconfi g“(“孝”表示注释掉相关的内容)

最后把内核配置选项中对DM320开发有用的选进来。比如：

source”drivers／char／Kconfig”

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

表示：需要开发字符设备的驱动，而不需要声音的支持。

因为要把CODEC编入内核，所以还要加入对 CODEC支持的配置选向。

source”codecs／modules／Kconfig” 如果要加入一个新的外围设备，也需要在Kconfig 文件中加入相应的内容。比如说要加入一个三星的4 寸TFT—LCD的驱动，就需要修改．／drivers／char／ Kconfig文件，并加入以下内容：

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。一旦这个配置选项被选中就会在．／include／Iinu×／autoconf．h中有：#define CONFIG—DM320一SAMSUNG一4一LCD 1

这样整个内核源码中都可以使用CONFIG— DM320—SAMSUNG一4一LCD进行特定选择。

tristate”DM320 SAMSUNG 4．0 inch 1 6：9 TFT—LCD”：在引号里的内容是在配置选项中的提示文字。tristate表示除了可以选择【+】，【】外。还可以选择【M】，表示把当前内容当成模块编译。

depends on ARCH—DM320—20＆＆BOARD一 400H：如果配置平台框架时选择了ARCH—DM 320—20，在选择型号时选择BOARD一400H，就能看到三星4寸T丌一LCD配置选项。

default Y：表示默认把此驱动编入内核。

help：help的内容为对内核进行配置时。选中帮助选项所看到的内容。

Makefile文件的修改

Makefile根据配置文件．config形成编译源文件列表，GNU编译工具对源文件进行编译，把目标代码链接在一起，形成Linux内核二进制文件。Makefile 分布在各源代码目录中。

在作者所进行的PMP设备开发中，首先是对主 Makefile的修改，比如：

ARCH：=arm

CROSS—COMPILE：=arm—linux一(对编译器的选项修改为ARM平台)

E×TRAVERSION=-our0

EXT卧WERSlON变量值被附加在内核版本编号之后，成为内核建立后自勺最终版本。项目中使用的内核版本号为2．6．5，加上EXTRAVERSION变量后，最终的版本就是2．6．5一our0，表示开发过程中零号内核版本。

对其他子目录的Makefile文件的修改则相对容易。以加入三星4寸TF丁一LCD驱动为例说明，当需要把此驱动模块加入相应的内核源码树时，要在．／drivers／char／MakefiIe文件中加入如下内容： obj一$(CONFIG—DM320一SAMSUNG一4一LCD)-I-= dm320一Icd—samsung4.0

总结

本文探讨了嵌入式Linux在PMP消费类电子产品上的应用，并实现了启动程序Bootloader和Linux 内核的移植和定制。目前一些项目产品已经过严格测试，成功推向市场。