這篇文章是我6個月前在老師的指導下寫的論文，留在博客裏，做個備份，那時我的系統環境是window 7虛擬機下的RedHat Enterprise Linux6.0 ,現在我的系統環境是Ubuntu13.04。講的比較粗糙，有不正確的地方希望大家指出。
本文結合S3C2440處理器和GT2440開發板這個實驗平臺，進行了嵌入式Linux的移植，Linux內核版本號爲2.6.29。通過本次實踐，成功實現了Linux系統移植，從而爲後續的Linux應用程序開發及設備驅動程序開發打下了基礎，進而爲ARM的實際工業自動化應用及其他應用打開一個良好的開端。
嵌入式系統是以應用爲中心，軟硬件可以裁剪，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格的要求的系統。嵌入式系統的設計開發主要涉及嵌入式微處理器和嵌入式操作系統。處理器的選擇是嵌入式系統的基礎。目前,市場上的CPU種類繁多，包括X86系列、ARM系列、MIPS系列及其他一些專用的CPU，本文采用的CPU是ARM系列的S3C2440，它是三星的一款基於ARM920T內核開發的32位嵌入式處理器，爲手持設備和其它嵌入式應用提供了低功耗、低價格、高性能微控制器的解決方案
操作系統也是嵌入式系統的重要組成部分。目前的嵌入式操作系統有WindowsCE、Linux、uClinux、uC/OS-II、Vxworks等，每種操作系統都有其各自的優點。本文選用的是現在比較流行應用廣泛的Linux系統。它是以Unix爲基礎發展起來的一款開源的操作系統，是真正的多用戶、多任務操作系統，具有極強的平臺可伸縮性、豐富的圖形用戶界面及強大的網絡功能。再加上它提供了強大的管理功能，因此，Linux系統非常適於嵌入式系統開發
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系統引導程序及移植
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構建交叉編譯環境
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嵌入式Linux的開發環境可以是PC機上直接安裝Linux，也可以是Windows下在虛擬機上安裝Linux。本文的實驗環境是在Windows7下使用虛擬機安裝RedHat Linux操作系統，主機與目標板的鏈接主要是通過USB口、串口、並口、以太網口建立聯繫的。PC機一般稱爲主機，目標板稱爲目標機。
在移植前首先要先構建交叉編譯環境。交叉編譯環境是指利用運行在機器上的編譯器編譯某個源程序，生成在另一臺機器上運行的目標代碼的過程[5]。主要的開發工具包括三個部分：arm-linux-gcc,arm-linux-objdump,arm-linux-readelf。其中arm-linux-gcc是編譯工具，arm-linux-objdump是反彙編工具，arm-linux-readelf是ELF文件查看工具。
將已經製作好的交叉編譯工具的安裝包arm-linux-gcc-4.3.2.tar.gz通過vmwaretools工具從windows下掛載到Linux下的/mnt/hgfs/目錄下，執行命令[root@localhosthgfs]# tar xvzf arm-linux-gcc-4.3.2.tar.gz -C /opt,將交叉編譯工具解壓到/opt,然後修改/etc/profile這個配置文件，通過vim編輯器進入文件中，添加export PATH=$PATH:/usr/local/arm/4.3.2/bin,最後關鍵的一步是執行source /etc/profile,完成交叉編譯環境的安裝。
2.bootloader引導程序及移植
引導加載程序是系統加電後運行的第一段代碼，類似於PC機上的BIOS,它包括固化在固件（fireware)中的boot代碼和bootloader兩大部分。通過這段程序，可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖、爲最終調用操作系統內核作好準備。Bootloader是依賴於硬件實現的，因此在嵌入式操作系統中建立一個通用的Bootloader是不可行的。大多數Bootloader都分爲stage1和stage2兩大部分。依賴於cpu體系結構的代碼，比如設備初始化代碼等，通常都放在stage1中，而且通常都是彙編語言來實現，以達到短小精悍的目的。而stage2則通常用c語言來實現，這樣可以實現更復雜的功能，而且代碼會具有更好的可讀性和克移植性[2]。
Bootloader的stage1上電啓動後通常按以下步驟執行：首先初始化硬件設備，如：CPU內部寄存器、內存等。然後是爲加載Bootloader的stage2準備RAM空間，接着拷貝Bootloader的stage2到RAM空間中，然後設置好堆棧，最後跳轉到stage2的c入口點。
Bootloader的stage2通常按以下步驟執行：初始化本階段要使用的硬件設備，如：串口、網卡等，然後將內核映像和根文件系統映像從flash上讀到RAM空間中，最後調用內核。
U-boot是一種通用引導程序，能夠支持像ARM,X86,XS-cale等多個處理器系列，支持Linux，Vxwork等多個嵌入式操作系統，具有可靠性和穩定性強的特點，擁有豐富的設備驅動源代碼，擁有強大的網絡支持和大量的開發調試文檔。U-boot作爲一種源碼開放的引導程序，源代碼採用模塊化編程，能夠很好的在各種硬件平臺上實現方便移植。本文選用的是GT2440開發板作爲Linux操作系統移植的硬件平臺，完成U-boot的移植的步驟如下：
1.在頂層的Makefile中爲開發板添加新的配置選項[4]。
2.在board目錄中創建一個屬於新開發板的目錄，並添加文件：
mkdir -p board/gt2440
cp -rf board/smkd2440 board/gt2440
3.爲開發板添加新的配置文件，先複製參考開發板的配置文件，再修改。
cp include/configs/smdk2440.h include/configs/gt2440.h
4.配置開發板：
make gt2440_config具體的配置需要根據自己的開發板硬件資源的功能和應用作選擇。
5.編譯U-boot：
make CROSS_COMPILE= arm-linux-，編譯成功可以得到U-boot映像。
6.將U-boot映像通過JTAG燒寫的到GT2440開發板的NANDFlash的根文件分區中。
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嵌入式linux系統移植
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配置編譯內核文件
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將Linux源碼linux-2.6.29.tar.gz通過vmwaretools工具從windows下掛載到Linux下的/mnt/hgfs/目錄下，執行命令[root@localhosthgfs]# tar xvzf linux-2.6.29.tar.gz -C / 解壓到你指定的目錄。接下來配置步驟如下：
1.清除原有的配置與中間文件：make distclean
2.配置內核：make menuconfig ARCH=arm 具體的內核配置應根據硬件平臺和應用需要進行選擇
3.編譯內核：make Image ARCH=arm CROSS_COMPILE= arm-linux-
編譯成功後會在arch/<cpu>/boot/目錄下看到uImage內核
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Linux內核的移植
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連接並啓動開發板，通過setenv命令設置ethaddr, ipadder, serverip等參數，再通過saveenv命令保存設置。其中ethaddr是網卡地址，ipadder是開發板的ip地址，serverip是tftp服務器的地址。
最後把目錄下的uImage通過tftp讀入到起始地址爲0的nandflash中[5]：U-boot〉tftp 22200000 uImage
U-boot〉nand write 22200000 0 200000
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根文件系統的製作
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根文件系統是Linux啓動時使用的第一個文件系統。沒有根文件系統，Linux將無法正常啓動。根文件系統由一系列目錄組成，目錄中包含了應用程序，c庫，以及相關的配置文件。通過如下步驟製作根文件系統：
1.創建根文件系統的目錄：
mkdir rootfs
cd rootfs
mkdir bin dev etc lib proc sbin sys usr mnt tmp var
mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules
2.創建設備文件：
cd dev /先進入cdev目錄
mknod -m 666 console c 5 1
mknod -m 666 null c 1 3
注意Linux系統正常啓動必須要有這兩個設備文件
3.安裝/etc:
tar etc.tar.gz -C /XXX/rootfs
etc目錄下放置了很多的配置文件，包括與系統啓動、關閉有關的配置文件,這些配置 文件非常重要，沒有它，系統不能正常啓動。
4.編譯內核模塊：進入Linux內核目錄
make modules ARCH=arm CROSS_COMPILE= arm-linux
5.安裝內核模塊
make modules_install ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/XXX/rootfs
實際上安裝內核模塊就是把它從內核代碼拷貝到指定的位置。
6.配置busybox 具體的配置需要根據自己的應用需求選擇
7.編譯安裝busybox:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE= arm-linux-
make install
busybox是嵌入式開發中的瑞士軍刀：小巧、功能強大，提供了幾乎所有你需要的命令。
然後使用mkyaffs2image工具(同時也是一個命令）製作成映像文件rootfs.yaffs(注意此處是製作成適合於NandFlash的yaffs型根文件系統),並將其通過串口下載到NandFlash的根文件分區中。
最後，利用終端仿真程序DNW和Bootloader引導程序通過串口把內核鏡像uImage下載到GT2440的S3C2440上。完成後重新啓動開發板，通過超級終端可以看到系統正常啓動。這時，就可以像在虛擬機上操作安裝的Linux系統一樣，可以在超級終端上輸入命令，來控制目標板（GT2440）上的移植的Linux系統。
3.結束語
本文結合嵌入式Linux系統和GT2440平臺，研究並實現了Linux操作系統向S3C2440平臺的移植，成功搭建了基於ARM9的嵌入式系統開發平臺，這對嵌入式Linux的開發有很大的幫助，爲後續的驅動器程序和應用程序的開發也奠定了基礎。構建嵌入式系統是一項比較複雜的過程，其系統的穩定性，安全性，可靠性等都要使用者詳細考慮。雖然本文嵌入式系統的構建是建立在Linux操作系統和S3C2440目標板上的，但是對於其他的操作系統和目標板來說，其原理是一樣的。