嵌入式Linux系统内核的配置、编译和烧写

实验二 嵌入式Linux系统内核的配置、编译和烧写

1.实验目的

1)掌握交叉编译的基本概念；

2)掌握配置和编译嵌入式Linux操作系统内核的方法；

3)掌握嵌入式系统的基本架构。

2.实验环境

1)装有Windows系统的计算机；

2)计算机上装有Linux虚拟机软件；

3)嵌入式系统实验箱及相关软硬件（各种线缆、交叉编译工具链等等）。

3.预备知识

1)嵌入式Linux内核的配置和裁剪方法；

2)交叉编译的基本概念及编译嵌入式Linux内核的方法；

3)嵌入式系统的基本架构。

4.实验内容和步骤

4.1 内核的配置和编译——配置内核的MMC支持

1)由于建立交叉编译器的过程很复杂，且涉及汇编等复杂的指令，在这里

我们提供一个制作好的编译器。建立好交叉编译器之后，我们需要完成

内核的编译，首先我们要有一个完整的Linux内核源文件包，目前流行

的源代码版本有Linux 2.4和Linux 2.6内核，我们使用的是Linux 2.6内核；

2)实验步骤：

[1]以root用户登录Linux虚拟机，建立一个自己的工作路径（如用命令

“mkdir ‐p /home/user/build”建立工作路径，以下均采用工作路径

/home/user/build），然后将“cross‐3.3.2.tar.bz2、dma‐linux‐2.6.9.tar.gz、

dma‐rootfs.tar.gz”拷贝到工作路径中（利用Windows与虚拟机Linux

之间的共享目录作为中转），并进入工作目录；

[2]解压cross‐3.3.2.tar.bz2到当前路径：“tar ‐jxvf cross‐3.3.2.tar.bz2”；

[3]解压完成后，把刚刚解压后在当前路径下生成的“3.3.2”文件夹移

动到“/usr/local/arm/”路径下，如果在“/usr/local/”目录下没有“arm”

文件夹，用户创建即可；

[4]解压“dma‐linux‐2.6.9.tar.gz”到当前路径下：

tar ‐zxvf dma‐linux‐2.6.9.tar.gz

解压完成后，在当前目录下生成“linux‐2.6.9”文件夹。

[5]配置内核的MMC支持：进入内核源代码所在目录，即“linux‐2.6.9”，

输入“make menuconfig”后回车，弹出如下窗口：

用上下键选择“MMC/SD Card Support”，回车后显示：

按空格直到“MMC support”前出现“*”，以同样方式选择出现的几项如下：

然后按两次“Esc”键，提示你是否保存，选择“Yes”，至此内核MMC 驱动添加完毕。

[6]修改文件“Makefile”：输入“gedit Makefile”回车，弹出gedit窗口：

加入如下两行：

ARCH=arm

CROSS_COMPILE=/usr/local/arm/3.3.2/bin/arm‐linux‐

保存并关闭。

[7]编译内核：输入后“./compile‐dma‐270”后回车，开始编译，编译

成功时的现象是：

生成的内核映像文件“zImage”保存在“./arch/arm/boot/”目录下，

至此内核的配置和编译过程结束。

4.2 根文件系统的建立

1)在嵌入式系统中，大多数文件系统是从存储器中直接被加载的，但有时

受到ROM 或FLASH 大小的限制，文件系统要经过压缩放在存储器中，

这时就需要在RAM 中分配一块区域将文件系统解压后，再将文件系统

挂载到系统中，这种技术被称为“RAM Disk”，也称“RAM 盘”技术；

内核可以从存储器中导出RAM盘镜像，作为根文件系统来使用；在启动

时，内核首先检查引导选项是否存在一个initrd，如果有，内核就从指定的存储介质中获得压缩或未压缩的文件系统镜像，并导入到RAM盘中，将其挂载作为根文件系统；

2)下面主要介绍几种比较常用的文件系统：ROMfs文件系统是使用最多的

文件系统，它是一种简单、紧凑和只读的文件系统；ROMfs 顺序存储文件数据，并可以在uClinux支持的存储设备上直接运行文件系统，这样可以在系统运行时节省许多RAM空间。Cramfs文件系统是针对Linux内核

2.4之后的版本所设计的一种新型文件系统，也是压缩和只读格式的，其

主要优点是将文件数据以压缩形式存储，在需要运行时进行解压缩；由于它存储的文件形式是压缩的格式，所以文件系统不能直接在Flash上运行；虽然这样可以节约很多Flash存储空间，但是文件系统运行需要将大量的数据拷贝到RAM中，消耗了RAM空间。JFFS2日志文件系统是专门针对闪存的文件系统，除了有日志功能，还有负载平衡、垃圾收集等，并且源码公开。YAFFS2（Yet Another Flash File System）文件系统是一种和JFFSx类似的闪存文件系统，和JFFS2相比它减少了一些功能，所以速度更快，而且对内存的占用比较小；YAFFS自带NAND芯片驱动，并且为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API。除了上面介绍的文件系统之外，还有RAMDISK（一种基于内存的文件系统）、TrueFFS等等；

3)Linux内核在系统启动时的最后操作之一就是加载根文件系统，根文件系

统中存放了嵌入式系统使用的所有应用程序、库及一些需要用到的服务；

由于Linux受到UNIX系统发展的影响，Linux文件系统的组织和UNIX相同；根文件系统中每一个顶级目录都有特定的用途和目的，有些目录是为了多用户模式服务，在大多数没有用户和管理员的嵌入式Linux中，建立一个根文件系统可以不考虑大部分在多用户下需要注意的问题，下表列出了根文件系统顶层目录大致结构：

目录 内容

bin 基本命令的可执行文件

boot 内核及启动需要用到的一些文件

dev 设备文件

etc 系统配置文件，包括启动文件

home 用户目录

lib 基本库，例如c 库和内核模块

mnt 临时映射文件系统的映射点（映射目标）

proc 内核及进程信息的虚拟文件系统