基于嵌入式Linux的裁减方法设计与实现

论文摘要

随着计算机、通信技术及网络技术的高速发展,嵌入式系统广泛地渗透到各行各业及人们日常生活的方方面面。随着于嵌入式系统的应用领域不断扩大,嵌入式操作系统将成为了嵌入式系统中最重要的组成部分。在现有的各种嵌入式操作系统中,Linux凭借其性能优异,结构清晰,平台支持广泛,网络支持强劲及开放源代码等多方面的优势,被嵌入式系统开发者广泛的采用。同时,在手持设备、消费类电子等嵌入式的主要应用领域,高容量低成本的存储解决方案中,Linux也是必不可少的。而Linux 2.6包含许多新的特性,为其在嵌入式领域的应用提供了强有力的支持,新的内核应用于嵌入式Linux系统中是必然的趋势。基于嵌入式Linux发展趋势及其应用特点,针对目前嵌入式Linux系统多是基于Linux2.4内核的现状。本次研究的目的在于在ARMer9-11平台上研究并实现基于Linux 2.6内核的嵌入式Linux系统,同时充分利用NAND Flash闪存高容量低成本的特点,使用NANDFlash闪存作为嵌入式Linux系统的主要存储设备。本文从嵌入式系统软件的交叉开发与调试技术入手,阐述目标软硬平台并提出移植方案,同时为本次移植工作建立交叉开发工具链;接着研究了系统引导程序的原理,Linux内核的体系结构及设备驱动的设计,并将内核中与硬件体系结构相关的、特别是与系统移植相关的部分和体系结构无关的部分区分开来。在此基础上,着重分析了系统引导程序U-Boot、Linux2.6内核、内核防火墙及以太网控制器CS8900A驱动程序向目标平台移植的方法及需要注意的关键点。最后对本文研究工作进行总结,并对下一步工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 嵌入式系统软件发展趋势
• 1.1.2 商用嵌入式操作系统
• 1.1.3 嵌入式Linux优势
• 1.2 本课题的主要研究工作
• 第二章 嵌入式软件开发
• 2.1 嵌入式软件生成阶段
• 2.2 嵌入式软件调试阶段
• 2.3 嵌入式软件固化阶段
• 第三章 移植的准备工作
• 3.1 目标硬件平台三星s3c2410x开发板介绍
• 3.2 嵌入式微处理器
• 3.3 ARM体系结构
• 3.4 Linux与ARM处理器
• 3.5 Linux内核版本
• 3.5.1 内核版本编号
• 3.5.2 Linux内核特点
• 3.5.3 内核版本选择
• 3.6 交叉开发环境
• 3.6.1 开发工具选择
• 3.6.2 交叉开发工具制作
• 第四章 系统引导程序移植
• 4.1 BootLoader原理
• 4.2 U-BOOT简介
• 4.2.1 U-BOOT源代码目录结构
• 4.2.2 U-BOOT的特点
• 4.3 U-Boot移植实现
• 第五章 ARM Linux系统移植
• 5.1 linux裁剪技术
• 5.1.1 嵌入式Linux裁剪技术
• 5.1.2 精简内核的方法
• 5.2 共享库裁剪
• 5.2.1 共享库裁剪技术的原理
• 5.2.2 ELF文件符号提取
• 5.2.3 嵌入式系统裁剪结果与分析
• 5.3 Linux内核移植
• 5.3.1 内核结构分析
• 5.3.2 内核引导分析
• 5.3.3 内核移植实现
• 5.4 设备驱动移植
• 5.4.1 设备驱动程序组织
• 5.4.2 设备驱动程序设计
• 5.4.3 设备驱动移植实现
• 5.4.4 Linux下cs8900a的移植
• 5.5 netfilter/iptables配置及内嵌
• 5.5.1 建立规则和链
• 5.5.2 natfilter/iptables系统的优点
• 5.5.3 把Iptables移植到嵌入式Linux系统
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文