A. 学习linux的步骤是怎样的
对于Linux的学习,可以分为四个阶段,Linux初级入门阶段→Linux中级进阶→Linux高级进阶→Linux资深方向细化阶段
第一阶段:初级阶段
初级阶段需要把linux学习路线搞清楚,任何学习都是循序渐进的,所以学linux也是需要有一定的路线。
1. Linux基础知识、基本命令;
2. Linux用户及权限基础;
3. Linux系统进程管理进阶;
4. linux高效文本、文件处理命令;
5. shell脚本入门
第二阶段:中级进阶
中级进阶需要在充分了解linux原理和基础知识之后,对上层的应用和服务进行深入学习,其中说到服务肯定涉及到网络的相关知识,是需要花时间学习的。
1. TCP/IP网络基础;
2. Linux企业常用服务;
3. Linux企业级安全原理和防范技巧;
4. 加密/解密原理及数据安全、系统服务访问控制及服务安全基础;
5. iptables安全策略构建;
6. shell脚本进阶;
7. MySQL应用原理及管理入门
第三阶段:Linux高级进阶
1. http服务代理缓存加速;
2. 企业级负载集群;
3. 企业级高可用集群;
4. 运维监控zabbix详解;
5. 运维自动化学习;
第四阶段:Linux资深方向细化
1. 大数据方向;
2. 云计算方向;
3. 运维开发;
4. 自动化运维;
5. 运维架构师
以上是Linux的一个学习方向和路线,对于Linux学习是一个需要坚持的过程,也许通过自学或者培训,3至6个月都可以把基本知识学会,但是重在实践,深入的思考和不断的摸索,你会发现Linux更多的美!
B. linux重启时怎么修改bootargs和bootcmd
u-boot的环境参数中有两个和内核启动相关的,它们是bootcmd和bootargs
1.u-boot中和环境参数有悉侍关的命令
printenv:打印当前环境参数
setenv param_name "value":设置环境参数
saveenv:保存环境参数到FLASH
2.bootcmd:
这个参数包含了一些命令,这些命令将在u-boot进入主循环后执行
示例:
bootcmd=boot_logo;nand read 10000003c0000 300000;bootm 1000000
意思是启动u-boot后,执行boot_logo显示logo信息,然后从nand flash中读内核映像到内存,然后启动内核。
3.bootargs
这个参数设置要传递给内核的信息,主要用来告诉内核分区信睁陪吵息和根文件系统所在的分区。
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 表示根文件系统在第五分区
rootfstype=jffs2 表示根文件系统的类型是jffs2
console=ttyS0,115200 表示终端为ttyS0,串口波特率为115200
mem=35M 表示内存大小为35M
mtdparts告诉内核MTD分区情况,它在内核目录/drivers/mtd/cmdlinepart.c文件中有介绍:
* 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>乱此][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)
*/
关于mtd-id,每个FLASH都不一样,实际上我觉得和当前FLASH的驱动有关系,在内核启动后会打印相关的分区信息,里面会有相关FLASH的mtd-id。
需要解决更多linux问题,详情请看 http://www.linuxprobe.com/chapter-00.html
望采纳
C. linux nand flash block是什么意思
通过flash驱动提供接口进行读写,而且flash的读写不是你想的可以按字节来读,而是按flash的pagesize大小来的激告,而且擦除只明罩明能闷运按block擦除 一般通用的可以使用mttils这个软件包交叉编译,它有提供nandmp nandtest nandwrite等命令 从flash读取...
D. linux中什么是块设备和字符设备
块设和改备是I/O设备中的一类,是将信息存储在固定大小的块中,每个块都有自己的地址,还可以在设备的任意位置读取一定长度的数据。数据块的大小通常在512字节到32768字节之间。块设备的基本特征是每个块都能独立于其它块而读写。
字符设备是在I/O传输过程中以字符为单位进行传输的设备。在linux系统中,字符设备以特别文件方式在文件目录树中占据位置并拥有裤棚旁相应的结点。结点中的文件类型指明该文件是字符设备文件。可以使用与普通文件相同的文件操作命令对字符设备文件进行操作。
(4)linuxnand命令扩展阅读:
在大胡橡多数的linux操作系统中,块设备只支持以块为单位的访问方式,如磁盘等。KYLIN支持以字符方式来访问块设备,即支持以字符为单位来读写磁盘等块设备。所以在/dev目录中的块设备,如磁盘等,均以字符设备的外观出现。
当一台字符型设备在硬件上与主机相连之后,必须为这台设备创建字符特别文件。linux操作系统的mknod命令被用来建立设备特别文件。
参考资料来源:
网络——块设备
网络——字符设备
E. 如何编写Linux下Nand Flash驱动
1. 硬件特性:
【Flash硬件实现机制】
Flash全名叫做Flash Memory属于非易失性存储设备(Non-volatile Memory Device)与相应易失性存储设备(Volatile Memory Device)关于非易失性/易失性名字看非易失性容易丢失数据存储类设备即使断电丢失类设备除Flash其比较见入硬盘ROM等与相易失性断电数据丢失比家用内存论前SDRAMDDR SDRAM现DDR2DDR3等都断电数据没
Flash内部存储MOSFET面悬浮门(Floating Gate)真存储数据单元
Flash前紫外线擦除(uv-erasable)EPROM已经采用用Floating Gate存储数据技术
图1.典型Flash内存单元物理结构
数据Flash内存单元电荷(electrical charge) 形式存储存储电荷少取决于图外部门(external gate)所施加电压其控制向存储单元冲入电荷使其释放电荷数据表示所存储电荷电压否超特定阈值Vth表示
【SLCMLC实现机制】
Nand Flash按照内部存储数据单元电压同层单内存单元存储1位数据位数据SLCMLC:
1.SLCSingle Level Cell:
单存储单元存储位数据表示1或0.
面介绍于数据表示单存储单元内部所存储电荷电压某特定阈值电压Vth相比于Vth值表示1反于Vth表示0.
于nand Flash数据写入1控制External Gate充电使存储电荷够超阈值Vth表示1于写入0其放电电荷减少于Vth表示0
关于何Nand Flash能0变1我理解物理说实现每位0变1实际于实际物理实现于效率考虑于每存储单元都能单独控制即0变1每存储单元单独充电所需要硬件实现复杂昂贵同所进行块擦除操作实现前闪速度失Flash众特性
2.MLCMulti Level Cell:
与SLC相应单存储单元存储位比2位4位等其实现机制说起比较简单通控制内部电荷少阈值通控制面电荷少达我所需要存储同数据比假设输入电压Vin=4V(实际没电压处举例便)设计22=4阈值 1/4 Vin=1V2/4Vin=2V3/4Vin=3VVin=4V别表示2位数据00011011于写入数据充电通控制内部电荷少应表示同数据
于读取则通应内部电流(与Vth反比)通系列解码电路完读取解析所存储数据些具体物理实现都足够精确设备技术才能实现精确数据写入读
单存储单元存储2位数据称作22=4 Level Cell2 Level Cell点前差点搞晕同理于新单存储单元存储4位数据称作 24=16 Level Cell
【关于何识别SLCMLC】
Nand Flash设计命令叫做Read ID读取ID意思读取芯片ID像家身份证读取ID读取几字节般少4新芯片支持5甚至更些字节解析相关信息比Nand Flash内部几芯片(chip)所组每chip包含几片(Plane)每片页块等等些信息其识别flashSLCMLC面见Nand Flashdatasheet所规定第3字节3rd byte所表示信息其SLC/MLC识别信息:
表1.Nand Flash 第3ID含义
【Nand Flash物理存储单元阵列组织结誉帆构】
Nand flash内部组织结构处用图解释比较容易理解:
图2.Nand Flash物郑告理存储单元阵列组织结构
图K9K8G08U0Adatasheet描述
简单解释:
1.nand flash由块(Block)组块般128KB256KB512KB处128KB
2.每块面包含页(page)每页于现见nand flash数2KB更新nand flash4KB类页于2KBnand flash称作big block应发读写命令址共5周期(cycle)nand flash页256B512B类nand flash称作small block址周期4
块Nand Flash擦除操作基本/单位
3.每页应块区域叫做空闲区域(spare area)/冗余区域(rendant area)Linux系统般叫做OOB(Out Of Band)区域初基于Nand Flash硬件特性:数据读写候相容易错误所保证数据确性必须要应检测纠错机制喊虚明机制叫做EDC(Error Detection Code)/ECC(Error Code Correction, 或者 Error Checking and Correcting)所设计余区域用于放置数据校验值
页Nand Flash写入操作基本/单位
【Nand Flash数据存储单元整体架构】
简单说见nand flash内部chip每chipplane
些复杂容量更nand flash内部chip每chipplane类nand flash往往更加高级功能比面要介绍Multi Plane ProgramInterleave Page Program等
比型号K9K8G08U0A芯片(chip)内部两K9F4G08U0A每K9F4G08U0A包含2Plane每Plane1Gb所K9F4G08U0A1Gb×2=2Gb=256MBK9K8G08U0A内部2K9F4G08U0A即4Plane总4×256MB=1GB
型号K9WAG08U1Anand flash内部包含2K9K8G08U0A所总容量K9K8G08U0A两倍=1GB×2=2GB类似K9NBG08U5A内部包含4K9K8G08U0A总4×1GB=4GB
【Flash名称由】
Flash擦除操作block块单位与相应其存储设备bit位读取/写入单位Flash性擦除整块:发送擦除命令性block见块128KB/256KB全部擦除1面内容全部都0xFF由于擦除相说擦除用间短用闪形容所叫做Flash Memory文翻译 (快速)闪存
【Flash相于普通设备特殊性】
1. 面提Flash操作单位些特殊
般设备比硬盘/内存读取写入都bit位单位读取bit值某值写入应址位都按位操作
Flash由于物理特性使内部存储数据能1变0点前面内部实现机制解便统充电便单独存储单元放电所才说能1变0释放电荷
所总结Flash特殊性:
表2.Flash普通设备相比所具特殊性
注:
① 所写操作叫做编程flash 前EPROMEEPROM继承发展前EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)往面写入数据叫做编程Program所称呼其数据写入需要用电擦除/写入叫做编程
② 于目前见页2K/4KNand Flash其块128KB/256KB/512KB等于Nor Flash见块64K/32K等
③写数据前要先擦除内部都变0xFF才能写入数据应位由1变0
【Nand Flash引脚(Pin)说明】
图3.Nand Flash引脚功能说明
图见Nand Flash所拥引脚(Pin)所应功能简单翻译:
1. I/O0 ~ I/O7:用于输入址/数据/命令输数据
2. CLE:Command Latch Enable命令锁存使能输入命令前要先模式寄存器设置CLE使能
3. ALE:Address Latch Enable址锁存使能输入址前要先模式寄存器设置ALE使能
4. CE#:Chip Enable芯片使能操作Nand Flash前要先选芯片才能操作
5. RE#:Read Enable读使能读取数据前要先使CE#效
6. WE#:Write Enable写使能, 写取数据前要先使WE#效
7. WP#:Write Protect写保护
8. R/B#:Ready/Busy Output,绪/忙,主要用于发送完编程/擦除命令,检测些操作否完,忙,表示编程/擦除操作仍进行,绪表示操作完.
9. Vcc:Power电源
10. Vss:Ground接
11. N.C:Non-Connection,未定义未连接
[识]
数据手册看于引脚定义些字母面带横杠说明引脚/信号低电平效比面看RE横线说明RE低电平效外书写便字母面加#表示低电平效比我面写CE#;字母啥都没默认高电平效比面CLE高电平效
【何需要ALECLE】
突想明白Nand Flash, 何设计命令,整系统搞复杂原:
比命令锁存使能(Command Latch Enable,CLE) 址锁存使能(Address Latch EnableALE)Nand Flash8I/O且复用传数据传址传命令区前传入底啥所先要用发CLE(或ALE)命令告诉nand Flash控制器声我面要传命令(或址)面才能根据传入内容进行应作否则,nand flash内部,知道传入数据,址,命令啊,实现确操作.
【Nand Flash8I/O引脚处】
1.减少外围引脚:相于并口(Parellel)Nor Flash48或52引脚说确减引脚数目封装芯片体积现芯片向体积更功能更强功耗更低发展减芯片体积优势同减少芯片接口意味着使用芯片相关外围电路更简化避免繁琐硬件连线
2.提高系统扩展性没像其设备用物理应完全数目addr引脚芯片内部换芯片等改于用全部址addr引脚引起些引脚数目增加比容量扩倍址空间/寻址空间扩倍所址线数目/addr引脚数目要加于统用8I/O引脚Nand Flash由于外提供都统8引脚内部芯片变化或者其变化于外部使用者(比编写nand flash驱)说需要关保证新芯片遵循同接口同序同命令提高系统扩展性
F. 如何开始从头自学linux运维
学嵌入式Linux要先学以下几点:
1.C语言。要有C语言的基础,当然越熟练越好,不熟也没关系,具备基本技能就可以:比如写一个数组排序、输入数字求和什么的。C语言的学习就是多些多练。
2.Linux基础
Linux操作系统的概念、安装方法,详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ,编译器GCC,调试器GDB和 Make 项目管理工具, Shell、 Makefile脚本编写等知识,嵌入式开发环境的搭建。
3.Linux系统编程
重点学习标准I/O库,Linux多任务编程中的多进程和多线程,以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等),同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识,主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。
4.Linux网络编程
计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛,通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手,全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API,熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现,了解HTTP协议及其实现方法,熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法,掌握混合C/S架构网络通信系统的设计,熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。
5.数据结构与算法
数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用,对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容,包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。
6.Cortex A8 、Linux 平台开发
通过基于ARM Cortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧,掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块,为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块,并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统,该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件,目前它的应用不再局限于移动终端,还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。
7.驱动开发
驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分,也是比较困难的一部分。本阶段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口,掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理,具备ARM硬件接口的基础知识,熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架,熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发,在工作中能独立胜任底层驱动开发。
G. 新手,关于嵌入式linux的问题。。如果已经有一块有linux系统的板子,应用程序是怎么烧写到板子
一般开发板有两种Flash,nor和nand,nor相当于BIOS,是命闭神令控制用的,里边会通过Jtag烧入Uboot或者其他种类的控制代码,nor里的信息通过串口打印到终端上,通枯态旅过选择命令吧bootloader、zImage、文件系统或没凳者裸机程序烧入nand里,然后通过开关选择从nand启动,系统或裸机程序就自动运行了
H. 谁能给我说一下嵌入式Linux的开发流程包括哪些步骤请详细介绍,谢谢了
嵌入式Linux开发流程
在一个嵌入式系统中使用Linux开发,根据应用需求的不同有不同的配置开发方法,但是一般都要经过如下的过程:
1.建立开发环境
操作系统一般使用RedHat-Linux,版本从7到9都可以,选择定制安装或全部安装,通过网络下载相应的GCC交叉编译器进行安装(例如arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc),或者安装产品厂家提供的交叉编译器。
2.配置开发主机
配置MINICOM,一般的参数为波特率为115 200bps,数据位为8位,停止位为1,无奇偶校验,软件硬件流控设为无。在Windows下的超级终端的配置也是这样的。MINICOM软件的作用是作为调试嵌入式开发板的信息输出的监视器和键盘输入的工具。配置网络,主要是配置NFS网络文件系统,需要关闭防火墙,简化嵌入式网络调试环境设置过程。
3.建立引导装载程序BOOTLOADER
从网络上下载一些公开源代码的BOOTLOADER,如U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等,根据自己具体的芯片进行移植修改。有些芯片没有内置引导装载程序,例如三星的ARM7、ARM9系列芯片,这样就需要编写开发板上Flash的烧写程序,网络上有免费下载的Windows下通过JTAG并口简易仿真器烧写ARM外围Flash芯片的烧写程序,也有Linux下的公开源代码的J-Flash程序。如果不能烧写自己的开发板,就需要根据自己的具体电路进行源代码修改。这是系统正常运行的第一步。如果购买了厂家的仿真器当然比较容易烧写Flash,这对于需要迅速开发自己产品的人来说可以极大地提高开发速度,但是其中的核心技术是无法了解的。
4.下载别人已经移植好的Linux操作系统
如μCLinux、ARM-Linux、PPC-Linux等,如果有专门针对所使用的CPU移植好的Linux操作系统那是再好不过的,下载后再添加自己的特定硬件的驱动程序,进行调试修改,对于带MMU的CPU可以使用模块方式调试驱动,对于μCLinux这样的系统则需编译进内核进行调试。
5.建立根文件系统
从www.busybox.net下载使用BUSYBOX软件进行功能裁减,产生一个最基本的根文件系统,再根据自己的应用需要添加其他程序。默认的启动脚本一般都不会符合应用的需要,所以就要修改根文件系统中的启动脚本,它的存放位置位于/etc目录下,包括:/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等,自动挂装文件系统的配置文件/etc/fstab,具体情况会随系统不同而不同。根文件系统在嵌入式系统中一般设为只读,需要使用mkcramfs、genromfs等工具产生烧写映像文件。
6.建立应用程序的Flash磁盘分区
一般使用JFFS2或YAFFS文件系统,这需要在内核中提供这些文件系统的驱动,有的系统使用一个线性Flash(NOR型)512KB~32MB,有的系统使用非线性Flash(NAND型)8~512MB,有的两个同时使用,需要根据应用规划Flash的分区方案。
7.开发应用程序
应用程序可以放入根文件系统中,也可以放入YAFFS、JFFS2文件系统中,有的应用不使用根文件系统,直接将应用程序和内核设计在一起,这有点类似于μCOS-II的方式。
8.烧写内核、根文件系统、应用程序
9.发布产品
I. “干货”嵌入式Linux系统移植的四大步骤(上)
在学习系统移植的相关知识,在学习和调试过程中,发现了很多问题,也解决了很多问题,但总是对于我们的开发结果有一种莫名其妙的感觉,纠其原因,主要对于我们的开发环境没有一个深刻的认识,有时候几个简单的命令就可以完成非常复杂的功能,可是我们有没有想过,为什么会有这样的效果?
如果没有去追问,只是机械地完成,并且看到实验效果,这样做其实并没有真正的掌握系统移植的本质。
在做每一个步骤的时候, 首先问问自己,为什么要这样做,然后再问问自己正在做什么? 搞明白这几个问题,我觉得就差不多了,以后不管更换什么平台,什么芯片,什么开发环境,你都不会迷糊,很快就会上手。对于嵌入式的学习方法,我个人方法就是:从宏观上把握(解决为什么的问题),微观上研究(解决正在做什么的问题),下面以自己学习的arm-cortex_a8开发板为目标,介绍下自己的学习方法和经验。
嵌入式Linux系统移植主要由四大部分组成:
一、搭建交叉开发环境
二、bootloader的选择和移植
三、kernel的配置、编译、和移植
四、根文件系统的制作
第一部分:搭建交叉开发环境
先介绍第一分部的内容:搭建交叉开发环境,首先必须得思考两个问题,什么是交叉环境? 为什么需要搭建交叉环境?
先回答第一个问题,在嵌入式开发中,交叉开发是很重要的一个概念,开发的第一个环节就是搭建环境,第一步不能完成,后面的步骤从无谈起,这里所说的交叉开发环境主要指的是:在开发主机上(通常是我的pc机)开发出能够在目标机(通常是我们的开发板)上运行的程序。嵌入式比较特殊的是不能在目标机上开发程序(狭义上来说),因为对于一个原始的开发板,在没有任何程序的情况下它根本都跑不起来,为了让它能够跑起来,我们还必须要借助pc机进行烧录程序等相关工作,开发板才能跑起来,这里的pc机就是我们说的开发主机,想想如果没有开发主机,我们的目标机基本上就是无法开发,这也就是电子行业的一句名言:搞电子,说白了,就是玩电脑!
然后回答第二个问题,为什么需要交叉开发环境?主要原因有以下几点:
原因 1: 嵌入式系统的硬件资源有很多限制,比如cpu主频相对较低,内存容量较小等,想想让几百MHZ主频的MCU去编译一个Linux kernel会让我们等的不耐烦,相对来说,pc机的速度更快,硬件资源更加丰富,因此利用pc机进行开发会提高开发效率。
原因2: 嵌入式系统MCU体系结构和指令集不同,因此需要安装交叉编译工具进行编译,这样编译的目标程序才能够在相应的平台上比如:ARM、MIPS、 POWEPC上正常运行。
交叉开发环境的硬件组成主要由以下几大部分 :
1.开发主机
2.目标机(开发板)
3.二者的链接介质,常用的主要有3种方式:(1)串口线 (2)USB线 (3)网线
对应的硬件介质,还必须要有相应的软件“介质”支持:
1.对于串口,通常用的有串口调试助手,putty工具等,工具很多,功能都差不多,会用一两款就可以;
2.对于USB线,当然必须要有USB的驱动才可以,一般芯片公司会提供,比如对于三星的芯片,USB下载主要由DNW软件来完成;
3.对于网线,则必须要有网络协议支持才可以, 常用的服务主要两个
第一:tftp服务:
主要用于实现文件的下载,比如开发调试的过程中,主要用tftp把要测试的bootloader、kernel和文件系统直接下载到内存中运行,而不需要预先烧录到Flash芯片中,一方面,在测试的过程中,往往需要频繁的下载,如果每次把这些要测试的文件都烧录到Flash中然后再运行也可以,但是缺点是:过程比较麻烦,而且Flash的擦写次数是有限的;另外一方面:测试的目的就是把这些目标文件加载到内存中直接运行就可以了,而tftp就刚好能够实现这样的功能,因此,更没有必要把这些文件都烧录到Flash中去。
第二: nfs服务:
主要用于实现网络文件的挂载,实际上是实现网络文件的共享,在开发的过程中,通常在系统移植的最后一步会制作文件系统,那么这是可以把制作好的文件系统放置在我们开发主机PC的相应位置,开发板通过nfs服务进行挂载,从而测试我们制作的文件系统是否正确,在整个过程中并不需要把文件系统烧录到Flash中去,而且挂载是自动进行挂载的,bootload启动后,kernel运行起来后会根据我们设置的启动参数进行自动挂载,因此,对于开发测试来讲,这种方式非常的方便,能够提高开发效率。
另外,还有一个名字叫 samba 的服务也比较重要,主要用于文件的共享,这里说的共享和nfs的文件共享不是同一个概念,nfs的共享是实现网络文件的共享,而samba实现的是开发主机上 Windows主机和Linux虚拟机之间的文件共享,是一种跨平台的文件共享 ,方便的实现文件的传输。
以上这几种开发的工具在嵌入式开发中是必备的工具,对于嵌入式开发的效率提高做出了伟大的贡献,因此,要对这几个工具熟练使用,这样你的开发效率会提高很多。等测试完成以后,就会把相应的目标文件烧录到Flash中去,也就是等发布产品的时候才做的事情,因此对于开发人员来说,所有的工作永远是测试。
通过前面的工作,我们已经准备好了交叉开发环境的硬件部分和一部分软件,最后还缺少交叉编译器,读者可能会有疑问,为什么要用交叉编译器?前面已经讲过,交叉开发环境必然会用到交叉编译工具,通俗地讲就是在一种平台上编译出能运行在体系结构不同的另一种平台上的程序,开发主机PC平台(X86 CPU)上编译出能运行在以ARM为内核的CPU平台上的程序,编译得到的程序在X86 CPU平台上是不能运行的,必须放到ARM CPU平台上才能运行,虽然两个平台用的都是Linux系统。相对于交叉编译,平常做的编译叫本地编译,也就是在当前平台编译,编译得到的程序也是在本地执行。用来编译这种跨平台程序的编译器就叫交叉编译器,相对来说,用来做本地编译的工具就叫本地编译器。所以要生成在目标机上运行的程序,必须要用交叉编译工具链来完成。
这里又有一个问题,不就是一个交叉编译工具吗?为什么又叫交叉工具链呢?原因很简单,程序不能光编译一下就可以运行,还得进行汇编和链接等过程,同时还需要进行调试,对于一个很大工程,还需要进行工程管理等等,所以,这里 说的交叉编译工具是一个由 编译器、连接器和解释器 组成的综合开发环境,交叉编译工具链主要由binutils(主要包括汇编程序as和链接程序ld)、gcc(为GNU系统提供C编译器)和glibc(一些基本的C函数和其他函数的定义) 3个部分组成。有时为了减小libc库的大小,也可以用别的 c 库来代替 glibc,例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。
那么,如何得到一个交叉工具链呢?是从网上下载一个“程序”然后安装就可以使用了吗?回答这个问题之前先思考这样一个问题,我们的交叉工具链顾名思义就是在PC机上编译出能够在我们目标开发平台比如ARM上运行的程序,这里就又有一个问题了,我们的ARM处理器型号非常多,难道有专门针对我们某一款的交叉工具链吗?若果有的话,可以想一想,这么多处理器平台,每个平台专门定制一个交叉工具链放在网络上,然后供大家去下载,想想可能需要找很久才能找到适合你的编译器,显然这种做法不太合理,且浪费资源!因此,要得到一个交叉工具链,就像我们移植一个Linux内核一样,我们只关心我们需要的东西,编译我们需要的东西在我们的平台上运行,不需要的东西我们不选择不编译,所以,交叉工具链的制作方法和系统移植有着很多相似的地方,也就是说,交叉开发工具是一个支持很多平台的工具集的集合(类似于Linux源码),然后我们只需从这些工具集中找出跟我们平台相关的工具就行了,那么如何才能找到跟我们的平台相关的工具,这就是涉及到一个如何制作交叉工具链的问题了。
通常构建交叉工具链有如下三种方法:
方法一 : 分步编译和安装交叉编译工具链所需要的库和源代码,最终生成交叉编译工具链。该方法相对比较困难,适合想深入学习构建交叉工具链的读者。如果只是想使用交叉工具链,建议使用下列的方法二构建交叉工具链。
方法二: 通过Crosstool-ng脚本工具来实现一次编译,生成交叉编译工具链,该方法相对于方法一要简单许多,并且出错的机会也非常少,建议大多数情况下使用该方法构建交叉编译工具链。
方法三 : 直接通过网上下载已经制作好的交叉编译工具链。该方法的优点不用多说,当然是简单省事,但与此同时该方法有一定的弊端就是局限性太大,因为毕竟是别人构建好的,也就是固定的,没有灵活性,所以构建所用的库以及编译器的版本也许并不适合你要编译的程序,同时也许会在使用时出现许多莫名其妙的错误,建议读者慎用此方法。
crosstool-ng是一个脚本工具,可以制作出适合不同平台的交叉编译工具链,在进行制作之前要安装一下软件:
$ sudo apt-get install g++ libncurses5-dev bison flex texinfo automake libtool patch gcj cvs cvsd gawk
crosstool脚本工具可以在http://ymorin.is-a-geek.org/projects/crosstool下载到本地,然后解压,接下来就是进行安装配置了,这个配置优点类似内核的配置。主要的过程有以下几点:
1. 设定源码包路径和交叉编译器的安装路径
2. 修改交叉编译器针对的构架
3. 增加编译时的并行进程数,以增加运行效率,加快编译,因为这个编译会比较慢。
4. 关闭JAVA编译器 ,减少编译时间
5. 编译
6. 添加环境变量
7. 刷新环境变量。
8. 测试交叉工具链
到此,嵌入式Linux系统移植四大部分的第一部分工作全部完成,接下来可以进行后续的开发了。
第二部分:bootloader的选择和移植
01 Boot Loader 概念
就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境,他就是所谓的引导加载程序(Boot Loader)。
02 为什么系统移植之前要先移植BootLoader?
BootLoader的任务是引导操作系统,所谓引导操作系统,就是启动内核,让内核运行就是把内核加载到内存RAM中去运行,那先问两个问题:第一个问题,是谁把内核搬到内存中去运行?第二个问题:我们说的内存是SDRAM,大家都知道,这种内存和SRAM不同,最大的不同就是SRAM只要系统上电就可以运行,而SDRAM需要软件进行初始化才能运行,那么在把内核搬运到内存运行之前必须要先初始化内存吧,那么内存是由谁来初始化的呢?其实这两件事情都是由bootloader来干的,目的是为内核的运行准备好软硬件环境,没有bootloadr我们的系统当然不能跑起来。
03 bootloader的分类
首先更正一个错误的说法,很多人说bootloader就是U-boot,这种说法是错误的,确切来说是u-boot是bootloader的一种。也就是说bootloader具有很多种类,
由上图可以看出,不同的bootloader具有不同的使用范围,其中最令人瞩目的就是有一个叫U-Boot的bootloader,是一个通用的引导程序,而且同时支持X86、ARM和PowerPC等多种处理器架构。U-Boot,全称 Universal Boot Loader,是遵循GPL条款的开放源码项目,是由德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的bootloader程序,对于Linux的开发,德国的u-boot做出了巨大的贡献,而且是开源的。
u-boot具有以下特点:
① 开放源码;
② 支持多种嵌入式操作系统内核,如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS;
③ 支持多个处理器系列,如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale;
④ 较高的可靠性和稳定性;
⑤ 高度灵活的功能设置,适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等;
⑥ 丰富的设备驱动源码,如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等;
⑦ 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持;
其实,把u-boot可以理解为是一个小型的操作系统。
04 u-boot的目录结构
* board 目标板相关文件,主要包含SDRAM、FLASH驱动;
* common 独立于处理器体系结构的通用代码,如内存大小探测与故障检测;
* cpu 与处理器相关的文件。如mpc8xx子目录下含串口、网口、LCD驱动及中断初始化等文件;
* driver 通用设备驱动,如CFI FLASH驱动(目前对INTEL FLASH支持较好)
* doc U-Boot的说明文档;
* examples可在U-Boot下运行的示例程序;如hello_world.c,timer.c;
* include U-Boot头文件;尤其configs子目录下与目标板相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的文件;
* lib_xxx 处理器体系相关的文件,如lib_ppc, lib_arm目录分别包含与PowerPC、ARM体系结构相关的文件;
* net 与网络功能相关的文件目录,如bootp,nfs,tftp;
* post 上电自检文件目录。尚有待于进一步完善;
* rtc RTC驱动程序;
* tools 用于创建U-Boot S-RECORD和BIN镜像文件的工具;
05 u-boot的工作模式
U-Boot的工作模式有 启动加载模式和下载模式 。启动加载模式是Bootloader的正常工作模式,嵌入式产品发布时,Bootloader必须工作在这种模式下,Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行,整个过程是自动的。 下载模式 就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的SDRAM中运行,用户可以利用Bootloader提供的一些令接口来完成自己想要的操作,这种模式主要用于测试和开发。
06 u-boot的启动过程
大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分,U-boot也不例外。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stage1且可以用汇编语言来实现,而stage2则通常用C语言来实现,这样可以实现复杂的功能,而且有更好的可读性和移植性。
1、 stage1(start.s代码结构)
U-boot的stage1代码通常放在start.s文件中,它用汇编语言写成,其主要代码部分如下:
(1) 定义入口。由于一个可执行的image必须有一个入口点,并且只能有一个全局入口,通常这个入口放在rom(Flash)的0x0地址,因此,必须通知编译器以使其知道这个入口,该工作可通过修改连接器脚本来完成。
(2)设置异常向量(exception vector)。
(3)设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器。
(4)初始化内存控制器 。
(5)将rom中的程序复制到ram中。
(6)初始化堆栈 。
(7)转到ram中执行,该工作可使用指令ldrpc来完成。
2、 stage2(C语言代码部分)
lib_arm/board.c中的start armboot是C语言开始的函数,也是整个启动代码中C语言的主函数,同时还是整个u-boot(armboot)的主函数,该函数主要完成如下操作:
(1)调用一系列的初始化函数。
(2)初始化flash设备。
(3)初始化系统内存分配函数。
(4)如果目标系统拥有nand设备,则初始化nand设备。
(5)如果目标系统有显示设备,则初始化该类设备。
(6)初始化相关网络设备,填写ip,c地址等。
(7)进入命令循环(即整个boot的工作循环),接受用户从串口输入的命令,然后进行相应的工作。
07 基于cortex-a8的s5pc100bootloader启动过程分析
s5pc100支持两种启动方式,分别为USB启动方式和NandFlash启动方式:
1. S5PC100 USB启动过程
[1] A8 reset, 执行iROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4,拨到4对面),判断从哪里启动(USB)
[3] iROM中的程序会初始化USB,然后等待PC机下载程序
[4] 利用DNW程序,从PC机下载SDRAM的初始化程序到iRAM中运行,初始化SDRAM
[5] SDRAM初始化完毕,iROM中的程序继续接管A8, 然后等待PC下载程序(BootLoader)
[6] PC利用DNW下载BootLoader到SDRAM
[7] 在SDRAM中运行BootLoader
2. S5PC100 Nandflash启动过程
[1] A8 reset, 执行IROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4,拨到靠4那边),判断从哪里启动(Nandflash)
[3] iROM中的程序驱动Nandflash
[4] iROM中的程序会拷贝Nandflash前16k到iRAM
[5] 前16k的程序(BootLoader前半部分)初始化SDRAM,然后拷贝完整的BootLoader到SDRAM并运行
[6] BootLoader拷贝内核到SDRAM,并运行它
[7] 内核运行起来后,挂载rootfs,并且运行系统初始化脚本
08 u-boot移植(基于cortex_a8的s5pc100为例)
1.建立自己的平台
(1).下载源码包2010.03版本,比较稳定
(2).解压后添加我们自己的平台信息,以smdkc100为参考版,移植自己s5pc100的开发板
(3).修改相应目录的文件名,和相应目录的Makefile,指定交叉工具链。
(4).编译
(5).针对我们的平台进行相应的移植,主要包括修改SDRAM的运行地址,从0x20000000
(6).“开关”相应的宏定义
(7).添加Nand和网卡的驱动代码
(8).优化go命令
(9).重新编译 make distclean(彻底删除中间文件和配置文件) make s5pc100_config(配置我们的开发板) make(编译出我们的u-boot.bin镜像文件)
(10).设置环境变量,即启动参数,把编译好的u-boot下载到内存中运行,过程如下:
1. 配置开发板网络
ip地址配置:
$setenv ipaddr 192.168.0.6 配置ip地址到内存的环境变量
$saveenv 保存环境变量的值到nandflash的参数区
网络测试:
在开发开发板上ping虚拟机:
$ ping 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)
如果网络测试失败,从下面几个方面检查网络:
1. 网线连接好
2. 开发板和虚拟机的ip地址是否配置在同一个网段
3. 虚拟机网络一定要采用桥接(VM--Setting-->option)
4. 连接开发板时,虚拟机需要设置成 静态ip地址
2. 在开发板上,配置tftp服务器(虚拟机)的ip地址
$setenv serverip 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)
$saveenv
3. 拷贝u-boot.bin到/tftpboot(虚拟机上的目录)
4. 通过tftp下载u-boot.bin到开发板内存
$ tftp 20008000(内存地址即可) u-boot.bin(要下载的文件名)
如果上面的命令无法正常下载:
1. serverip配置是否正确
2. tftp服务启动失败,重启tftp服务
#sudo service tftpd-hpa restart
5. 烧写u-boot.bin到nandflash的0地址
$nand erase 0(起始地址) 40000(大小) 擦出nandflash 0 - 256k的区域
$nand write 20008000((缓存u-boot.bin的内存地址) 0(nandflash上u-boot的位置) 40000(烧写大小)
6. 切换开发板的启动方式到nandflash
1. 关闭开发板
2. 把SW1的开关4拨到4的那边
3. 启动开发板,它就从nandflash启动