基于AT91RM9200的ARM Linux的移植方法

1. 引言
目前，在嵌入式系统里基于ARM微核的嵌入式处理器以其功耗低，功能强大的优点已经成为市场的主流。与此同时，在网络上发展起来的Linux操作系统，以其功能强大，开放源代码，支持硬件种类众多的特点，越来越受到人们的青睐。然而如何把Linux操作系统移植到ARM平台上却成了一个重点，也是一个难点问题。

嵌入式Linux系统包括引导程序(Bootloader),内核(kernel)和根文件系统三个部分,其开发流程如图1所示:嵌入式Linux 移植到特定的硬件平台上,一般需要以下五个步骤:(1)前期准备包括从网站http://kernel.org上下载嵌入式Linux的源码包, 搭建交叉编译开发环境,配置主机的开发环境等(2)配置Bootloader,并将其烧写到目标平台的Flash上,使其能正常的启动内核；(3)配置和编译Linux内核，首先要对源码进行一定的修改, 并将其移植到目标平台上,然后再根据自己的硬件资源进行裁减,使内核达到最优；(4)制作RAMDISK来挂接Linux的根文件系统,并在 RAMDISK上添加自己的应用程序；(5)部署Linux系统使目标板脱离交叉开发环境,直接在目标机上本地启动运行。本文就将根据实际项目开发中一个 ARM构架的嵌入式系统为例，阐述如何移植Linux到AT91RM9200的ARM平台上。

2.建立交叉编译环境

一般而言，直接在移植的目标硬件平台上编写和调试Linux比较困难，目前一般采用的办法是首先在通用计算机上编写程序，然后通过交叉编译生成目标平台上可以运行的二进制代码格式，最后再下载到目标平台上的特定位置上运行。

移植前需要在宿主机上建立如图2所示的ARM的交叉编译环境,建立ARM的交叉编译环境主要用到的开发工具有: binutils、gcc、glibc，其中 binutils是二进制文件的处理工具； gcc是编译工具, 用来编译内核代码的工具； glibc 是链接和运行库。社区的开发者和一些芯片厂商已经编译出了常用体系结构的工具链，使用这些工具链，可以大大减少工作量。交叉编译工具的安装步骤如下: (1)从官方站点http://arm.Linux.org.uk下载cross-2.95.3.tar.bz2；

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

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

3. ARM Linux系统的开发

3.1 Linux启动代码Bootloader的移植

Bootloader是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。这段程序完成硬件的初始化和建立内存空间的映射图等重要工作，为内核的启动创建正确的环境，并最终启动内核，Bootloader在Linux嵌入式系统中所处的层次位置如图3所示。Bootloader的实现依赖于CPU的体系结构，大多数的Bootloader都分为stage 1和stage 2两大部分，图4为两阶段Bootloader的结构框图。依赖于CPU体系结构的代码，如设备初始化代码等，通常都放在stage 1，而且用汇编语言实现。而stage 2则通常用C语言实现，这样可以实现复杂功能，而且有更好的可读性和移植性。