A. 學習linux的步驟是怎樣的
對於Linux的學習,可以分為四個階段,Linux初級入門階段→Linux中級進階→Linux高級進階→Linux資深方向細化階段
第一階段:初級階段
初級階段需要把linux學習路線搞清楚,任何學習都是循序漸進的,所以學linux也是需要有一定的路線。
1. Linux基礎知識、基本命令;
2. Linux用戶及許可權基礎;
3. Linux系統進程管理進階;
4. linux高效文本、文件處理命令;
5. shell腳本入門
第二階段:中級進階
中級進階需要在充分了解linux原理和基礎知識之後,對上層的應用和服務進行深入學習,其中說到服務肯定涉及到網路的相關知識,是需要花時間學習的。
1. TCP/IP網路基礎;
2. Linux企業常用服務;
3. Linux企業級安全原理和防範技巧;
4. 加密/解密原理及數據安全、系統服務訪問控制及服務安全基礎;
5. iptables安全策略構建;
6. shell腳本進階;
7. MySQL應用原理及管理入門
第三階段:Linux高級進階
1. http服務代理緩存加速;
2. 企業級負載集群;
3. 企業級高可用集群;
4. 運維監控zabbix詳解;
5. 運維自動化學習;
第四階段:Linux資深方向細化
1. 大數據方向;
2. 雲計算方向;
3. 運維開發;
4. 自動化運維;
5. 運維架構師
以上是Linux的一個學習方向和路線,對於Linux學習是一個需要堅持的過程,也許通過自學或者培訓,3至6個月都可以把基本知識學會,但是重在實踐,深入的思考和不斷的摸索,你會發現Linux更多的美!
B. linux重啟時怎麼修改bootargs和bootcmd
u-boot的環境參數中有兩個和內核啟動相關的,它們是bootcmd和bootargs
1.u-boot中和環境參數有悉侍關的命令
printenv:列印當前環境參數
setenv param_name "value":設置環境參數
saveenv:保存環境參數到FLASH
2.bootcmd:
這個參數包含了一些命令,這些命令將在u-boot進入主循環後執行
示例:
bootcmd=boot_logo;nand read 10000003c0000 300000;bootm 1000000
意思是啟動u-boot後,執行boot_logo顯示logo信息,然後從nand flash中讀內核映像到內存,然後啟動內核。
3.bootargs
這個參數設置要傳遞給內核的信息,主要用來告訴內核分區信睜陪吵息和根文件系統所在的分區。
示例:
root=/dev/mtdblock5 rootfstype=jffs2console=ttyS0,115200 mem=35M mtdparts=nand.0:3840k(u-boot),4096k(kernel),123136k(filesystem)
其中:
root=/dev/mtdblock5 表示根文件系統在第五分區
rootfstype=jffs2 表示根文件系統的類型是jffs2
console=ttyS0,115200 表示終端為ttyS0,串口波特率為115200
mem=35M 表示內存大小為35M
mtdparts告訴內核MTD分區情況,它在內核目錄/drivers/mtd/cmdlinepart.c文件中有介紹:
* The format for the command line is as follows:
*
* mtdparts=<mtddef>[;<mtddef]
* <mtddef> := <mtd-id>:<partdef>[,<partdef>]
* where <mtd-id> is the name from the "cat /proc/mtd" command
* <partdef> := <size>[@offset][<name>亂此][ro][lk]
* <mtd-id> := unique name used in mapping driver/device (mtd->name)
* <size> := standard linux memsize OR "-" to denote all remaining space
* <name> := '(' NAME ')'
*
* Examples:
*
* 1 NOR Flash, with 1 single writable partition:
* edb7312-nor:-
*
* 1 NOR Flash with 2 partitions, 1 NAND with one
* edb7312-nor:256k(ARMboot)ro,-(root);edb7312-nand:-(home)
*/
關於mtd-id,每個FLASH都不一樣,實際上我覺得和當前FLASH的驅動有關系,在內核啟動後會列印相關的分區信息,裡面會有相關FLASH的mtd-id。
需要解決更多linux問題,詳情請看 http://www.linuxprobe.com/chapter-00.html
望採納
C. linux nand flash block是什麼意思
通過flash驅動提供介面進行讀寫,而且flash的讀寫不是你想的可以按位元組來讀,而是按flash的pagesize大小來的激告,而且擦除只明罩明能悶運按block擦除 一般通用的可以使用mttils這個軟體包交叉編譯,它有提供nandmp nandtest nandwrite等命令 從flash讀取...
D. linux中什麼是塊設備和字元設備
塊設和改備是I/O設備中的一類,是將信息存儲在固定大小的塊中,每個塊都有自己的地址,還可以在設備的任意位置讀取一定長度的數據。數據塊的大小通常在512位元組到32768位元組之間。塊設備的基本特徵是每個塊都能獨立於其它塊而讀寫。
字元設備是在I/O傳輸過程中以字元為單位進行傳輸的設備。在linux系統中,字元設備以特別文件方式在文件目錄樹中占據位置並擁有褲棚旁相應的結點。結點中的文件類型指明該文件是字元設備文件。可以使用與普通文件相同的文件操作命令對字元設備文件進行操作。
(4)linuxnand命令擴展閱讀:
在大胡橡多數的linux操作系統中,塊設備只支持以塊為單位的訪問方式,如磁碟等。KYLIN支持以字元方式來訪問塊設備,即支持以字元為單位來讀寫磁碟等塊設備。所以在/dev目錄中的塊設備,如磁碟等,均以字元設備的外觀出現。
當一台字元型設備在硬體上與主機相連之後,必須為這台設備創建字元特別文件。linux操作系統的mknod命令被用來建立設備特別文件。
參考資料來源:
網路——塊設備
網路——字元設備
E. 如何編寫Linux下Nand Flash驅動
1. 硬體特性:
【Flash硬體實現機制】
Flash全名叫做Flash Memory屬於非易失性存儲設備(Non-volatile Memory Device)與相應易失性存儲設備(Volatile Memory Device)關於非易失性/易失性名字看非易失性容易丟失數據存儲類設備即使斷電丟失類設備除Flash其比較見入硬碟ROM等與相易失性斷電數據丟失比家用內存論前SDRAMDDR SDRAM現DDR2DDR3等都斷電數據沒
Flash內部存儲MOSFET面懸浮門(Floating Gate)真存儲數據單元
Flash前紫外線擦除(uv-erasable)EPROM已經採用用Floating Gate存儲數據技術
圖1.典型Flash內存單元物理結構
數據Flash內存單元電荷(electrical charge) 形式存儲存儲電荷少取決於圖外部門(external gate)所施加電壓其控制向存儲單元沖入電荷使其釋放電荷數據表示所存儲電荷電壓否超特定閾值Vth表示
【SLCMLC實現機制】
Nand Flash按照內部存儲數據單元電壓同層單內存單元存儲1位數據位數據SLCMLC:
1.SLCSingle Level Cell:
單存儲單元存儲位數據表示1或0.
面介紹於數據表示單存儲單元內部所存儲電荷電壓某特定閾值電壓Vth相比於Vth值表示1反於Vth表示0.
於nand Flash數據寫入1控制External Gate充電使存儲電荷夠超閾值Vth表示1於寫入0其放電電荷減少於Vth表示0
關於何Nand Flash能0變1我理解物理說實現每位0變1實際於實際物理實現於效率考慮於每存儲單元都能單獨控制即0變1每存儲單元單獨充電所需要硬體實現復雜昂貴同所進行塊擦除操作實現前閃速度失Flash眾特性
2.MLCMulti Level Cell:
與SLC相應單存儲單元存儲位比2位4位等其實現機制說起比較簡單通控制內部電荷少閾值通控制面電荷少達我所需要存儲同數據比假設輸入電壓Vin=4V(實際沒電壓處舉例便)設計22=4閾值 1/4 Vin=1V2/4Vin=2V3/4Vin=3VVin=4V別表示2位數據00011011於寫入數據充電通控制內部電荷少應表示同數據
於讀取則通應內部電流(與Vth反比)通系列解碼電路完讀取解析所存儲數據些具體物理實現都足夠精確設備技術才能實現精確數據寫入讀
單存儲單元存儲2位數據稱作22=4 Level Cell2 Level Cell點前差點搞暈同理於新單存儲單元存儲4位數據稱作 24=16 Level Cell
【關於何識別SLCMLC】
Nand Flash設計命令叫做Read ID讀取ID意思讀取晶元ID像家身份證讀取ID讀取幾位元組般少4新晶元支持5甚至更些位元組解析相關信息比Nand Flash內部幾晶元(chip)所組每chip包含幾片(Plane)每片頁塊等等些信息其識別flashSLCMLC面見Nand Flashdatasheet所規定第3位元組3rd byte所表示信息其SLC/MLC識別信息:
表1.Nand Flash 第3ID含義
【Nand Flash物理存儲單元陣列組織結譽帆構】
Nand flash內部組織結構處用圖解釋比較容易理解:
圖2.Nand Flash物鄭告理存儲單元陣列組織結構
圖K9K8G08U0Adatasheet描述
簡單解釋:
1.nand flash由塊(Block)組塊般128KB256KB512KB處128KB
2.每塊麵包含頁(page)每頁於現見nand flash數2KB更新nand flash4KB類頁於2KBnand flash稱作big block應發讀寫命令址共5周期(cycle)nand flash頁256B512B類nand flash稱作small block址周期4
塊Nand Flash擦除操作基本/單位
3.每頁應塊區域叫做空閑區域(spare area)/冗餘區域(rendant area)Linux系統般叫做OOB(Out Of Band)區域初基於Nand Flash硬體特性:數據讀寫候相容易錯誤所保證數據確性必須要應檢測糾錯機制喊虛明機制叫做EDC(Error Detection Code)/ECC(Error Code Correction, 或者 Error Checking and Correcting)所設計余區域用於放置數據校驗值
頁Nand Flash寫入操作基本/單位
【Nand Flash數據存儲單元整體架構】
簡單說見nand flash內部chip每chipplane
些復雜容量更nand flash內部chip每chipplane類nand flash往往更加高級功能比面要介紹Multi Plane ProgramInterleave Page Program等
比型號K9K8G08U0A晶元(chip)內部兩K9F4G08U0A每K9F4G08U0A包含2Plane每Plane1Gb所K9F4G08U0A1Gb×2=2Gb=256MBK9K8G08U0A內部2K9F4G08U0A即4Plane總4×256MB=1GB
型號K9WAG08U1Anand flash內部包含2K9K8G08U0A所總容量K9K8G08U0A兩倍=1GB×2=2GB類似K9NBG08U5A內部包含4K9K8G08U0A總4×1GB=4GB
【Flash名稱由】
Flash擦除操作block塊單位與相應其存儲設備bit位讀取/寫入單位Flash性擦除整塊:發送擦除命令性block見塊128KB/256KB全部擦除1面內容全部都0xFF由於擦除相說擦除用間短用閃形容所叫做Flash Memory文翻譯 (快速)快閃記憶體
【Flash相於普通設備特殊性】
1. 面提Flash操作單位些特殊
般設備比硬碟/內存讀取寫入都bit位單位讀取bit值某值寫入應址位都按位操作
Flash由於物理特性使內部存儲數據能1變0點前面內部實現機制解便統充電便單獨存儲單元放電所才說能1變0釋放電荷
所總結Flash特殊性:
表2.Flash普通設備相比所具特殊性
註:
① 所寫操作叫做編程flash 前EPROMEEPROM繼承發展前EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)往面寫入數據叫做編程Program所稱呼其數據寫入需要用電擦除/寫入叫做編程
② 於目前見頁2K/4KNand Flash其塊128KB/256KB/512KB等於Nor Flash見塊64K/32K等
③寫數據前要先擦除內部都變0xFF才能寫入數據應位由1變0
【Nand Flash引腳(Pin)說明】
圖3.Nand Flash引腳功能說明
圖見Nand Flash所擁引腳(Pin)所應功能簡單翻譯:
1. I/O0 ~ I/O7:用於輸入址/數據/命令輸數據
2. CLE:Command Latch Enable命令鎖存使能輸入命令前要先模式寄存器設置CLE使能
3. ALE:Address Latch Enable址鎖存使能輸入址前要先模式寄存器設置ALE使能
4. CE#:Chip Enable晶元使能操作Nand Flash前要先選晶元才能操作
5. RE#:Read Enable讀使能讀取數據前要先使CE#效
6. WE#:Write Enable寫使能, 寫取數據前要先使WE#效
7. WP#:Write Protect防寫
8. R/B#:Ready/Busy Output,緒/忙,主要用於發送完編程/擦除命令,檢測些操作否完,忙,表示編程/擦除操作仍進行,緒表示操作完.
9. Vcc:Power電源
10. Vss:Ground接
11. N.C:Non-Connection,未定義未連接
[識]
數據手冊看於引腳定義些字母面帶橫杠說明引腳/信號低電平效比面看RE橫線說明RE低電平效外書寫便字母面加#表示低電平效比我面寫CE#;字母啥都沒默認高電平效比面CLE高電平效
【何需要ALECLE】
突想明白Nand Flash, 何設計命令,整系統搞復雜原:
比命令鎖存使能(Command Latch Enable,CLE) 址鎖存使能(Address Latch EnableALE)Nand Flash8I/O且復用傳數據傳址傳命令區前傳入底啥所先要用發CLE(或ALE)命令告訴nand Flash控制器聲我面要傳命令(或址)面才能根據傳入內容進行應作否則,nand flash內部,知道傳入數據,址,命令啊,實現確操作.
【Nand Flash8I/O引腳處】
1.減少外圍引腳:相於並口(Parellel)Nor Flash48或52引腳說確減引腳數目封裝晶元體積現晶元向體積更功能更強功耗更低發展減晶元體積優勢同減少晶元介面意味著使用晶元相關外圍電路更簡化避免繁瑣硬體連線
2.提高系統擴展性沒像其設備用物理應完全數目addr引腳晶元內部換晶元等改於用全部址addr引腳引起些引腳數目增加比容量擴倍址空間/定址空間擴倍所址線數目/addr引腳數目要加於統用8I/O引腳Nand Flash由於外提供都統8引腳內部晶元變化或者其變化於外部使用者(比編寫nand flash驅)說需要關保證新晶元遵循同介面同序同命令提高系統擴展性
F. 如何開始從頭自學linux運維
學嵌入式Linux要先學以下幾點:
1.C語言。要有C語言的基礎,當然越熟練越好,不熟也沒關系,具備基本技能就可以:比如寫一個數組排序、輸入數字求和什麼的。C語言的學習就是多些多練。
2.Linux基礎
Linux操作系統的概念、安裝方法,詳細了解Linux下的目錄結構、基本命令、編輯器VI ,編譯器GCC,調試器GDB和 Make 項目管理工具, Shell、 Makefile腳本編寫等知識,嵌入式開發環境的搭建。
3.Linux系統編程
重點學習標准I/O庫,Linux多任務編程中的多進程和多線程,以及進程間通信(pipe、FIFO、消息隊列、共享內存、signal、信號量等),同步與互斥對共享資源訪問控制等重要知識,主要提升對Linux應用開發的理解和代碼調試的能力。
4.Linux網路編程
計算機網路在嵌入式Linux系統應用開發過程中使用非常廣泛,通過Linux網路發展、TCP/IP協議、socket編程、TCP網路編程、UDP網路編程、Web編程開發等方面入手,全面了解Linux網路應用程序開發。重點學習網路編程相關API,熟練掌握TCP協議伺服器的編程方法和並發伺服器的實現,了解HTTP協議及其實現方法,熟悉UDP廣播、多播的原理及編程方法,掌握混合C/S架構網路通信系統的設計,熟悉HTML,Javascript等Web編程技術及實現方法。
5.數據結構與演算法
數據結構及演算法在嵌入式底層驅動、通信協議、及各種引擎開發中會得到大量應用,對其掌握的好壞直接影響程序的效率、簡潔及健壯性。此階段的學習要重點理解數據結構與演算法的基礎內容,包括順序表、鏈表、隊列、棧、樹、圖、哈希表、各種查找排序演算法等應用及其C語言實現過程。
6.Cortex A8 、Linux 平台開發
通過基於ARM Cortex-A8處理s5pv210了解晶元手冊的基本閱讀技巧,掌握s5pv210系統資源、時鍾控制器、電源管理、異常中斷控制器、nand flash控制器等模塊,為底層平台搭建做好准備。Linux平台包括內核裁減、內核移植、交叉編譯、GNU工具使用、內核調試、Bootloader介紹、製作與原理分析、根文件系統製作以及向內核中添加自己的模塊,並在s5pv210實驗平台上運行自己製作的Linux系統,集成部署Linux系統整個流程。同時了解Android操作系統開發流程。Android系統是基於Linux平台的開源操作系統,該平台由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟體組成,是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟體,目前它的應用不再局限於移動終端,還包括數據電視、機頂盒、PDA等消費類電子產品。
7.驅動開發
驅動程序設計是嵌入式Linux開發工作中重要的一部分,也是比較困難的一部分。本階段的學習要熟悉Linux的內核機制、驅動程序與用戶級應用程序的介面,掌握系統對設備的並發操作。熟悉所開發硬體的工作原理,具備ARM硬體介面的基礎知識,熟悉ARM Cortex-A8處理器s5pv210各資源、掌握Linux設備驅動原理框架,熟悉工程中常見Linux高級字元設備、塊設備、網路設備、USB設備等驅動開發,在工作中能獨立勝任底層驅動開發。
G. 新手,關於嵌入式linux的問題。。如果已經有一塊有linux系統的板子,應用程序是怎麼燒寫到板子
一般開發板有兩種Flash,nor和nand,nor相當於BIOS,是命閉神令控制用的,里邊會通過Jtag燒入Uboot或者其他種類的控制代碼,nor里的信息通過串口列印到終端上,通枯態旅過選擇命令吧bootloader、zImage、文件系統或沒凳者裸機程序燒入nand里,然後通過開關選擇從nand啟動,系統或裸機程序就自動運行了
H. 誰能給我說一下嵌入式Linux的開發流程包括哪些步驟請詳細介紹,謝謝了
嵌入式Linux開發流程
在一個嵌入式系統中使用Linux開發,根據應用需求的不同有不同的配置開發方法,但是一般都要經過如下的過程:
1.建立開發環境
操作系統一般使用RedHat-Linux,版本從7到9都可以,選擇定製安裝或全部安裝,通過網路下載相應的GCC交叉編譯器進行安裝(例如arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc),或者安裝產品廠家提供的交叉編譯器。
2.配置開發主機
配置MINICOM,一般的參數為波特率為115 200bps,數據位為8位,停止位為1,無奇偶校驗,軟體硬體流控設為無。在Windows下的超級終端的配置也是這樣的。MINICOM軟體的作用是作為調試嵌入式開發板的信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具。配置網路,主要是配置NFS網路文件系統,需要關閉防火牆,簡化嵌入式網路調試環境設置過程。
3.建立引導裝載程序BOOTLOADER
從網路上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER,如U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等,根據自己具體的晶元進行移植修改。有些晶元沒有內置引導裝載程序,例如三星的ARM7、ARM9系列晶元,這樣就需要編寫開發板上Flash的燒寫程序,網路上有免費下載的Windows下通過JTAG並口簡易模擬器燒寫ARM外圍Flash晶元的燒寫程序,也有Linux下的公開源代碼的J-Flash程序。如果不能燒寫自己的開發板,就需要根據自己的具體電路進行源代碼修改。這是系統正常運行的第一步。如果購買了廠家的模擬器當然比較容易燒寫Flash,這對於需要迅速開發自己產品的人來說可以極大地提高開發速度,但是其中的核心技術是無法了解的。
4.下載別人已經移植好的Linux操作系統
如μCLinux、ARM-Linux、PPC-Linux等,如果有專門針對所使用的CPU移植好的Linux操作系統那是再好不過的,下載後再添加自己的特定硬體的驅動程序,進行調試修改,對於帶MMU的CPU可以使用模塊方式調試驅動,對於μCLinux這樣的系統則需編譯進內核進行調試。
5.建立根文件系統
從www.busybox.net下載使用BUSYBOX軟體進行功能裁減,產生一個最基本的根文件系統,再根據自己的應用需要添加其他程序。默認的啟動腳本一般都不會符合應用的需要,所以就要修改根文件系統中的啟動腳本,它的存放位置位於/etc目錄下,包括:/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等,自動掛裝文件系統的配置文件/etc/fstab,具體情況會隨系統不同而不同。根文件系統在嵌入式系統中一般設為只讀,需要使用mkcramfs、genromfs等工具產生燒寫映像文件。
6.建立應用程序的Flash磁碟分區
一般使用JFFS2或YAFFS文件系統,這需要在內核中提供這些文件系統的驅動,有的系統使用一個線性Flash(NOR型)512KB~32MB,有的系統使用非線性Flash(NAND型)8~512MB,有的兩個同時使用,需要根據應用規劃Flash的分區方案。
7.開發應用程序
應用程序可以放入根文件系統中,也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統中,有的應用不使用根文件系統,直接將應用程序和內核設計在一起,這有點類似於μCOS-II的方式。
8.燒寫內核、根文件系統、應用程序
9.發布產品
I. 「干貨」嵌入式Linux系統移植的四大步驟(上)
在學習系統移植的相關知識,在學習和調試過程中,發現了很多問題,也解決了很多問題,但總是對於我們的開發結果有一種莫名其妙的感覺,糾其原因,主要對於我們的開發環境沒有一個深刻的認識,有時候幾個簡單的命令就可以完成非常復雜的功能,可是我們有沒有想過,為什麼會有這樣的效果?
如果沒有去追問,只是機械地完成,並且看到實驗效果,這樣做其實並沒有真正的掌握系統移植的本質。
在做每一個步驟的時候, 首先問問自己,為什麼要這樣做,然後再問問自己正在做什麼? 搞明白這幾個問題,我覺得就差不多了,以後不管更換什麼平台,什麼晶元,什麼開發環境,你都不會迷糊,很快就會上手。對於嵌入式的學習方法,我個人方法就是:從宏觀上把握(解決為什麼的問題),微觀上研究(解決正在做什麼的問題),下面以自己學習的arm-cortex_a8開發板為目標,介紹下自己的學習方法和經驗。
嵌入式Linux系統移植主要由四大部分組成:
一、搭建交叉開發環境
二、bootloader的選擇和移植
三、kernel的配置、編譯、和移植
四、根文件系統的製作
第一部分:搭建交叉開發環境
先介紹第一分部的內容:搭建交叉開發環境,首先必須得思考兩個問題,什麼是交叉環境? 為什麼需要搭建交叉環境?
先回答第一個問題,在嵌入式開發中,交叉開發是很重要的一個概念,開發的第一個環節就是搭建環境,第一步不能完成,後面的步驟從無談起,這里所說的交叉開發環境主要指的是:在開發主機上(通常是我的pc機)開發出能夠在目標機(通常是我們的開發板)上運行的程序。嵌入式比較特殊的是不能在目標機上開發程序(狹義上來說),因為對於一個原始的開發板,在沒有任何程序的情況下它根本都跑不起來,為了讓它能夠跑起來,我們還必須要藉助pc機進行燒錄程序等相關工作,開發板才能跑起來,這里的pc機就是我們說的開發主機,想想如果沒有開發主機,我們的目標機基本上就是無法開發,這也就是電子行業的一句名言:搞電子,說白了,就是玩電腦!
然後回答第二個問題,為什麼需要交叉開發環境?主要原因有以下幾點:
原因 1: 嵌入式系統的硬體資源有很多限制,比如cpu主頻相對較低,內存容量較小等,想想讓幾百MHZ主頻的MCU去編譯一個Linux kernel會讓我們等的不耐煩,相對來說,pc機的速度更快,硬體資源更加豐富,因此利用pc機進行開發會提高開發效率。
原因2: 嵌入式系統MCU體系結構和指令集不同,因此需要安裝交叉編譯工具進行編譯,這樣編譯的目標程序才能夠在相應的平台上比如:ARM、MIPS、 POWEPC上正常運行。
交叉開發環境的硬體組成主要由以下幾大部分 :
1.開發主機
2.目標機(開發板)
3.二者的鏈接介質,常用的主要有3種方式:(1)串口線 (2)USB線 (3)網線
對應的硬體介質,還必須要有相應的軟體「介質」支持:
1.對於串口,通常用的有串口調試助手,putty工具等,工具很多,功能都差不多,會用一兩款就可以;
2.對於USB線,當然必須要有USB的驅動才可以,一般晶元公司會提供,比如對於三星的晶元,USB下載主要由DNW軟體來完成;
3.對於網線,則必須要有網路協議支持才可以, 常用的服務主要兩個
第一:tftp服務:
主要用於實現文件的下載,比如開發調試的過程中,主要用tftp把要測試的bootloader、kernel和文件系統直接下載到內存中運行,而不需要預先燒錄到Flash晶元中,一方面,在測試的過程中,往往需要頻繁的下載,如果每次把這些要測試的文件都燒錄到Flash中然後再運行也可以,但是缺點是:過程比較麻煩,而且Flash的擦寫次數是有限的;另外一方面:測試的目的就是把這些目標文件載入到內存中直接運行就可以了,而tftp就剛好能夠實現這樣的功能,因此,更沒有必要把這些文件都燒錄到Flash中去。
第二: nfs服務:
主要用於實現網路文件的掛載,實際上是實現網路文件的共享,在開發的過程中,通常在系統移植的最後一步會製作文件系統,那麼這是可以把製作好的文件系統放置在我們開發主機PC的相應位置,開發板通過nfs服務進行掛載,從而測試我們製作的文件系統是否正確,在整個過程中並不需要把文件系統燒錄到Flash中去,而且掛載是自動進行掛載的,bootload啟動後,kernel運行起來後會根據我們設置的啟動參數進行自動掛載,因此,對於開發測試來講,這種方式非常的方便,能夠提高開發效率。
另外,還有一個名字叫 samba 的服務也比較重要,主要用於文件的共享,這里說的共享和nfs的文件共享不是同一個概念,nfs的共享是實現網路文件的共享,而samba實現的是開發主機上 Windows主機和Linux虛擬機之間的文件共享,是一種跨平台的文件共享 ,方便的實現文件的傳輸。
以上這幾種開發的工具在嵌入式開發中是必備的工具,對於嵌入式開發的效率提高做出了偉大的貢獻,因此,要對這幾個工具熟練使用,這樣你的開發效率會提高很多。等測試完成以後,就會把相應的目標文件燒錄到Flash中去,也就是等發布產品的時候才做的事情,因此對於開發人員來說,所有的工作永遠是測試。
通過前面的工作,我們已經准備好了交叉開發環境的硬體部分和一部分軟體,最後還缺少交叉編譯器,讀者可能會有疑問,為什麼要用交叉編譯器?前面已經講過,交叉開發環境必然會用到交叉編譯工具,通俗地講就是在一種平台上編譯出能運行在體系結構不同的另一種平台上的程序,開發主機PC平台(X86 CPU)上編譯出能運行在以ARM為內核的CPU平台上的程序,編譯得到的程序在X86 CPU平台上是不能運行的,必須放到ARM CPU平台上才能運行,雖然兩個平台用的都是Linux系統。相對於交叉編譯,平常做的編譯叫本地編譯,也就是在當前平台編譯,編譯得到的程序也是在本地執行。用來編譯這種跨平台程序的編譯器就叫交叉編譯器,相對來說,用來做本地編譯的工具就叫本地編譯器。所以要生成在目標機上運行的程序,必須要用交叉編譯工具鏈來完成。
這里又有一個問題,不就是一個交叉編譯工具嗎?為什麼又叫交叉工具鏈呢?原因很簡單,程序不能光編譯一下就可以運行,還得進行匯編和鏈接等過程,同時還需要進行調試,對於一個很大工程,還需要進行工程管理等等,所以,這里 說的交叉編譯工具是一個由 編譯器、連接器和解釋器 組成的綜合開發環境,交叉編譯工具鏈主要由binutils(主要包括匯編程序as和鏈接程序ld)、gcc(為GNU系統提供C編譯器)和glibc(一些基本的C函數和其他函數的定義) 3個部分組成。有時為了減小libc庫的大小,也可以用別的 c 庫來代替 glibc,例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。
那麼,如何得到一個交叉工具鏈呢?是從網上下載一個「程序」然後安裝就可以使用了嗎?回答這個問題之前先思考這樣一個問題,我們的交叉工具鏈顧名思義就是在PC機上編譯出能夠在我們目標開發平台比如ARM上運行的程序,這里就又有一個問題了,我們的ARM處理器型號非常多,難道有專門針對我們某一款的交叉工具鏈嗎?若果有的話,可以想一想,這么多處理器平台,每個平台專門定製一個交叉工具鏈放在網路上,然後供大家去下載,想想可能需要找很久才能找到適合你的編譯器,顯然這種做法不太合理,且浪費資源!因此,要得到一個交叉工具鏈,就像我們移植一個Linux內核一樣,我們只關心我們需要的東西,編譯我們需要的東西在我們的平台上運行,不需要的東西我們不選擇不編譯,所以,交叉工具鏈的製作方法和系統移植有著很多相似的地方,也就是說,交叉開發工具是一個支持很多平台的工具集的集合(類似於Linux源碼),然後我們只需從這些工具集中找出跟我們平台相關的工具就行了,那麼如何才能找到跟我們的平台相關的工具,這就是涉及到一個如何製作交叉工具鏈的問題了。
通常構建交叉工具鏈有如下三種方法:
方法一 : 分步編譯和安裝交叉編譯工具鏈所需要的庫和源代碼,最終生成交叉編譯工具鏈。該方法相對比較困難,適合想深入學習構建交叉工具鏈的讀者。如果只是想使用交叉工具鏈,建議使用下列的方法二構建交叉工具鏈。
方法二: 通過Crosstool-ng腳本工具來實現一次編譯,生成交叉編譯工具鏈,該方法相對於方法一要簡單許多,並且出錯的機會也非常少,建議大多數情況下使用該方法構建交叉編譯工具鏈。
方法三 : 直接通過網上下載已經製作好的交叉編譯工具鏈。該方法的優點不用多說,當然是簡單省事,但與此同時該方法有一定的弊端就是局限性太大,因為畢竟是別人構建好的,也就是固定的,沒有靈活性,所以構建所用的庫以及編譯器的版本也許並不適合你要編譯的程序,同時也許會在使用時出現許多莫名其妙的錯誤,建議讀者慎用此方法。
crosstool-ng是一個腳本工具,可以製作出適合不同平台的交叉編譯工具鏈,在進行製作之前要安裝一下軟體:
$ sudo apt-get install g++ libncurses5-dev bison flex texinfo automake libtool patch gcj cvs cvsd gawk
crosstool腳本工具可以在http://ymorin.is-a-geek.org/projects/crosstool下載到本地,然後解壓,接下來就是進行安裝配置了,這個配置優點類似內核的配置。主要的過程有以下幾點:
1. 設定源碼包路徑和交叉編譯器的安裝路徑
2. 修改交叉編譯器針對的構架
3. 增加編譯時的並行進程數,以增加運行效率,加快編譯,因為這個編譯會比較慢。
4. 關閉JAVA編譯器 ,減少編譯時間
5. 編譯
6. 添加環境變數
7. 刷新環境變數。
8. 測試交叉工具鏈
到此,嵌入式Linux系統移植四大部分的第一部分工作全部完成,接下來可以進行後續的開發了。
第二部分:bootloader的選擇和移植
01 Boot Loader 概念
就是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序,我們可以初始化硬體設備、建立內存空間的映射圖,從而將系統的軟硬體環境帶到一個合適的狀態,以便為最終調用操作系統內核准備好正確的環境,他就是所謂的引導載入程序(Boot Loader)。
02 為什麼系統移植之前要先移植BootLoader?
BootLoader的任務是引導操作系統,所謂引導操作系統,就是啟動內核,讓內核運行就是把內核載入到內存RAM中去運行,那先問兩個問題:第一個問題,是誰把內核搬到內存中去運行?第二個問題:我們說的內存是SDRAM,大家都知道,這種內存和SRAM不同,最大的不同就是SRAM只要系統上電就可以運行,而SDRAM需要軟體進行初始化才能運行,那麼在把內核搬運到內存運行之前必須要先初始化內存吧,那麼內存是由誰來初始化的呢?其實這兩件事情都是由bootloader來乾的,目的是為內核的運行准備好軟硬體環境,沒有bootloadr我們的系統當然不能跑起來。
03 bootloader的分類
首先更正一個錯誤的說法,很多人說bootloader就是U-boot,這種說法是錯誤的,確切來說是u-boot是bootloader的一種。也就是說bootloader具有很多種類,
由上圖可以看出,不同的bootloader具有不同的使用范圍,其中最令人矚目的就是有一個叫U-Boot的bootloader,是一個通用的引導程序,而且同時支持X86、ARM和PowerPC等多種處理器架構。U-Boot,全稱 Universal Boot Loader,是遵循GPL條款的開放源碼項目,是由德國DENX小組開發的用於多種嵌入式CPU的bootloader程序,對於Linux的開發,德國的u-boot做出了巨大的貢獻,而且是開源的。
u-boot具有以下特點:
① 開放源碼;
② 支持多種嵌入式操作系統內核,如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS;
③ 支持多個處理器系列,如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale;
④ 較高的可靠性和穩定性;
⑤ 高度靈活的功能設置,適合U-Boot調試、操作系統不同引導要求、產品發布等;
⑥ 豐富的設備驅動源碼,如串口、乙太網、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等;
⑦ 較為豐富的開發調試文檔與強大的網路技術支持;
其實,把u-boot可以理解為是一個小型的操作系統。
04 u-boot的目錄結構
* board 目標板相關文件,主要包含SDRAM、FLASH驅動;
* common 獨立於處理器體系結構的通用代碼,如內存大小探測與故障檢測;
* cpu 與處理器相關的文件。如mpc8xx子目錄下含串口、網口、LCD驅動及中斷初始化等文件;
* driver 通用設備驅動,如CFI FLASH驅動(目前對INTEL FLASH支持較好)
* doc U-Boot的說明文檔;
* examples可在U-Boot下運行的示常式序;如hello_world.c,timer.c;
* include U-Boot頭文件;尤其configs子目錄下與目標板相關的配置頭文件是移植過程中經常要修改的文件;
* lib_xxx 處理器體系相關的文件,如lib_ppc, lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結構相關的文件;
* net 與網路功能相關的文件目錄,如bootp,nfs,tftp;
* post 上電自檢文件目錄。尚有待於進一步完善;
* rtc RTC驅動程序;
* tools 用於創建U-Boot S-RECORD和BIN鏡像文件的工具;
05 u-boot的工作模式
U-Boot的工作模式有 啟動載入模式和下載模式 。啟動載入模式是Bootloader的正常工作模式,嵌入式產品發布時,Bootloader必須工作在這種模式下,Bootloader將嵌入式操作系統從FLASH中載入到SDRAM中運行,整個過程是自動的。 下載模式 就是Bootloader通過某些通信手段將內核映像或根文件系統映像等從PC機中下載到目標板的SDRAM中運行,用戶可以利用Bootloader提供的一些令介面來完成自己想要的操作,這種模式主要用於測試和開發。
06 u-boot的啟動過程
大多數BootLoader都分為stage1和stage2兩大部分,U-boot也不例外。依賴於cpu體系結構的代碼(如設備初始化代碼等)通常都放在stage1且可以用匯編語言來實現,而stage2則通常用C語言來實現,這樣可以實現復雜的功能,而且有更好的可讀性和移植性。
1、 stage1(start.s代碼結構)
U-boot的stage1代碼通常放在start.s文件中,它用匯編語言寫成,其主要代碼部分如下:
(1) 定義入口。由於一個可執行的image必須有一個入口點,並且只能有一個全局入口,通常這個入口放在rom(Flash)的0x0地址,因此,必須通知編譯器以使其知道這個入口,該工作可通過修改連接器腳本來完成。
(2)設置異常向量(exception vector)。
(3)設置CPU的速度、時鍾頻率及中斷控制寄存器。
(4)初始化內存控制器 。
(5)將rom中的程序復制到ram中。
(6)初始化堆棧 。
(7)轉到ram中執行,該工作可使用指令ldrpc來完成。
2、 stage2(C語言代碼部分)
lib_arm/board.c中的start armboot是C語言開始的函數,也是整個啟動代碼中C語言的主函數,同時還是整個u-boot(armboot)的主函數,該函數主要完成如下操作:
(1)調用一系列的初始化函數。
(2)初始化flash設備。
(3)初始化系統內存分配函數。
(4)如果目標系統擁有nand設備,則初始化nand設備。
(5)如果目標系統有顯示設備,則初始化該類設備。
(6)初始化相關網路設備,填寫ip,c地址等。
(7)進入命令循環(即整個boot的工作循環),接受用戶從串口輸入的命令,然後進行相應的工作。
07 基於cortex-a8的s5pc100bootloader啟動過程分析
s5pc100支持兩種啟動方式,分別為USB啟動方式和NandFlash啟動方式:
1. S5PC100 USB啟動過程
[1] A8 reset, 執行iROM中的程序
[2] iROM中的程序根據S5PC100的配置管腳(SW1開關4,撥到4對面),判斷從哪裡啟動(USB)
[3] iROM中的程序會初始化USB,然後等待PC機下載程序
[4] 利用DNW程序,從PC機下載SDRAM的初始化程序到iRAM中運行,初始化SDRAM
[5] SDRAM初始化完畢,iROM中的程序繼續接管A8, 然後等待PC下載程序(BootLoader)
[6] PC利用DNW下載BootLoader到SDRAM
[7] 在SDRAM中運行BootLoader
2. S5PC100 Nandflash啟動過程
[1] A8 reset, 執行IROM中的程序
[2] iROM中的程序根據S5PC100的配置管腳(SW1開關4,撥到靠4那邊),判斷從哪裡啟動(Nandflash)
[3] iROM中的程序驅動Nandflash
[4] iROM中的程序會拷貝Nandflash前16k到iRAM
[5] 前16k的程序(BootLoader前半部分)初始化SDRAM,然後拷貝完整的BootLoader到SDRAM並運行
[6] BootLoader拷貝內核到SDRAM,並運行它
[7] 內核運行起來後,掛載rootfs,並且運行系統初始化腳本
08 u-boot移植(基於cortex_a8的s5pc100為例)
1.建立自己的平台
(1).下載源碼包2010.03版本,比較穩定
(2).解壓後添加我們自己的平台信息,以smdkc100為參考版,移植自己s5pc100的開發板
(3).修改相應目錄的文件名,和相應目錄的Makefile,指定交叉工具鏈。
(4).編譯
(5).針對我們的平台進行相應的移植,主要包括修改SDRAM的運行地址,從0x20000000
(6).「開關」相應的宏定義
(7).添加Nand和網卡的驅動代碼
(8).優化go命令
(9).重新編譯 make distclean(徹底刪除中間文件和配置文件) make s5pc100_config(配置我們的開發板) make(編譯出我們的u-boot.bin鏡像文件)
(10).設置環境變數,即啟動參數,把編譯好的u-boot下載到內存中運行,過程如下:
1. 配置開發板網路
ip地址配置:
$setenv ipaddr 192.168.0.6 配置ip地址到內存的環境變數
$saveenv 保存環境變數的值到nandflash的參數區
網路測試:
在開發開發板上ping虛擬機:
$ ping 192.168.0.157(虛擬機的ip地址)
如果網路測試失敗,從下面幾個方面檢查網路:
1. 網線連接好
2. 開發板和虛擬機的ip地址是否配置在同一個網段
3. 虛擬機網路一定要採用橋接(VM--Setting-->option)
4. 連接開發板時,虛擬機需要設置成 靜態ip地址
2. 在開發板上,配置tftp伺服器(虛擬機)的ip地址
$setenv serverip 192.168.0.157(虛擬機的ip地址)
$saveenv
3. 拷貝u-boot.bin到/tftpboot(虛擬機上的目錄)
4. 通過tftp下載u-boot.bin到開發板內存
$ tftp 20008000(內存地址即可) u-boot.bin(要下載的文件名)
如果上面的命令無法正常下載:
1. serverip配置是否正確
2. tftp服務啟動失敗,重啟tftp服務
#sudo service tftpd-hpa restart
5. 燒寫u-boot.bin到nandflash的0地址
$nand erase 0(起始地址) 40000(大小) 擦出nandflash 0 - 256k的區域
$nand write 20008000((緩存u-boot.bin的內存地址) 0(nandflash上u-boot的位置) 40000(燒寫大小)
6. 切換開發板的啟動方式到nandflash
1. 關閉開發板
2. 把SW1的開關4撥到4的那邊
3. 啟動開發板,它就從nandflash啟動