嵌入式学习笔记--系统移植（拒绝裸奔）

打板子

　　系统移植在嵌入式的工作中总是会遇到的，因此这一环节始终是逃不掉的，在复杂也是要狠下心来学习的，今天给大家整理了一个系统移植的详细步骤，做为大家参考的一个资料，最后给大家整理了一个系统移植拒绝裸奔的视频讲解，可以看看。

　　一.服务器的搭建

　　1. TFTP服务器

　　1.1 安装

　　#sudo apt-get install tftpd-hpa tftp-hpa

　　1.2配置服务器客户端在同一网段

　　服务器 (Ubuntu)$ sudo ifconfig eth0(网卡) 192.168.~.~ netmask 255.255.255.0

　　上面的命令，将ip地址和子网掩码设置到内核;

　　当网卡断开时，内核会丢掉ip地址;

　　当网卡连接时，内核会从配置文件(从网络自动获取)读取ip地址和子网掩码

　　客户端 (开发板)# setenv ipaddr 192.168.~.~ 将ip地址设置到ipaddr环境变量

　　# setenv netmask 255.255.255.0 设置子网掩码

　　# saveenv 保存所有的环境变量到emmc

　　网卡：将虚拟机设置为桥接模式

　　1.3修改配置文件

　　# sudo vi /etc/default/tftpd-hpa

　　TFTP_USERNAME="tftp"

　　TFTP_DIRECTORY="/tftpboot" #****指定tftp服务器的根目录，就是下载文件的位置

　　TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"

　　TFTP_OPTIONS="-c -s -l" #这里是选项,-c是可以上传文件的参数，-s是指定tftpd-hpa服务目录，上面已经指定 -l 监听模式

　　创建tftpboot目录，重启启动 tftp-server

　　#sudo mkdir /tftpboot

　　#sudo chmod 777 /tftpboot

　　#sudo service tftpd-hpa restart

　　2.通过TFTP服务器移植系统

　　通过网线将(Ubuntu)中tftp文件夹下的系统配置文件烧写到开发板中

　　2.1烧写kernel(uImage)

　　1. 拷贝uImage到虚拟机的/tftpboot

　　2. 下载uImage到开发板内存(0x41000000)

　　# tftp 41000000(内存地址) uImage

　　2.2 烧写设备树(exynos4412-fs4412.dtb)

　　1. 拷贝exynos4412-fs4412.dtb到虚拟机的/tftpboot

　　2. 下载exynos4412-fs4412.dtb到开发板内存(0x41000000)

　　# tftp 0x41000000(内存地址) exynos4412-fs4412.dtb

　　3. 烧写exynos4412-fs4412.dtb到emmc

　　# movi write dtbs(分区名) 0x41000000(内存，放了exynos4412-fs4412.dtb)

　　2.3烧写文件系统rootfs(ramdisk.img)

　　1. 拷贝ramdisk.img到虚拟机的/tftpboot

　　2. 下载ramdisk.img到开发板内存(0x41000000)

　　# tftp 0x41000000(内存地址) ramdisk.img

　　3. 烧写ramdisk.img到emmc

　　# movi write rootfs(分区名) 0x41000000(内存，放了ramdisk.img) 0x300000(分区大小)

　　2.4手动启动

　　1. 设置内核的启动参数

　　# setenv bootargs init=/linuxrc(告诉内核第一个应用程序的位置) console=ttySAC2,115200(告诉内核哪个终端是它的输入/输出终端)

　　# saveenv

　　2. 读取kernel到内存(运行时以下三个文件要并存，地址要偏移下，不要覆盖)

　　# movi read kernel 0x41000000

　　3. 读取设备树到内存

　　# movi read dtbs 0x42000000

　　4. 读取rootfs(ramdisk.img)到内存

　　# movi read rootfs 0x43000000(放在内存的位置) 0x300000(大小)

　　5. 启动内核

　　#bootm 0x41000000(内核) 0x43000000(根文件系统) 0x42000000(设备树的位置)

　　2.5自动启动

　　1. 原理

　　u-boot启动后，如果倒计时到0, 它会自动运行bootcmd环境变量中的命令

　　2. 设置bootcmd环境变量

　　# setenv bootcmd movi read kernel 0x41000000\;movi read dtbs 0x42000000\;movi read rootfs 0x43000000 0x300000\;bootm 0x41000000 0x43000000 0x42000000

　　# saveenv

　　3. 重启开发板

　　注：当出现下载不动，终端一直打印T时，检查服务器配置，端口设置，重启服务器

　　3.通过NFS服务器挂载网络文件系统

　　3.1原理

　　将开发板上的文件系统挂载到服务器(Ubuntu)上，实现服务器和开发板可以同时对改文件系统进行操作。

　　3.2 安装

　　#sudo apt-get install nfs-kernel-server nfs-common

　　3.3修改配置文件系统

　　sudo vi /etc/exports

　　在注视下添加一行：

　　/source/rootfs *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)

　　/source/rootfs”是存放nfs文件系统的路径;“*”表示在所有的网段都可以共享;“rw”表示nfs文件系统允许读写;

　　“sync”表示修改都会同步到nfs服务端，否则只是会暂存在本地内存;

　　新建配置文件指定的对应的nfs服务器根目录

　　sudo mkdir -p /source/rootfs

　　重启nfs服务程序，使配置生效

　　sudo service nfs-kernel-server restart

　　3.4就该开发板Uboot的内核启动参数

　　//根文件系统通过nfs协议去挂载 网络文件系统存放的位置

　　#setenv bootargs root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.250:/source/rootfs ip=192.168.1.4(内核用到的ip地址，因为内核要和nfs服务器进行网络通讯) console=ttySAC2,115200 init=/linuxrc

　　(3) 设置自动运行命令

　　#setenv bootcmd tftp 41000000 uImage\;tftp 42000000 exynos4412-fs4412.dtb\;bootm 41000000 - 42000000 ("-"表示不指定根文件系统地址)

　　#saveenv

　　3. boot或重启开发板

　　二.U-boot

　　1.BootLoader.

　　1.1简介：

　　属于嵌入式系统的软件层次，固话在固件中的boot程序，类似于(BOIS)，grub，它是在操作系统运行前执行的一小段程序，主要是用于引导操作系统。

　　1.2基本功能

　　a.初始化硬件 b.把BootLoader自搬到内存中 c.执行用户命令(访问环境变量，网络，串口通讯，读写ram/flash) d.设置Linux启动参数

　　1.3 执行过程

　　不同的处理器上电或复位后执行的第一条指令地址并不相同，对于 ARM 处理器来说，该地址为 0x00000000。

　　对于一般的嵌入式系统，通常把 Flash 等非易失性存储器映射到这个地址处，而 Bootloader就位于该存储器的最前端，

　　所以系统上电或复位后执行的第一段程序便是Bootloader。而因为存储 Bootloader的存储器不同，Bootloader的执行过程也并不相同，

　　嵌入式系统中广泛采用的非易失性存储器通常是 Flash，而 Flash 又分为 Nor Flash 和Nand Flash 两种。

　　它们之间的不同在于：Nor Flash 支持芯片内执行(XIP， eXecute In Place)，这样代码可以在Flash上直接执行而不必拷贝到RAM中去执行。

　　而Nand Flash并不支持XIP，所以要想执行 Nand Flash 上的代码，必须先将其拷贝到 RAM中去，然后跳到 RAM 中去执行

　　2.uboot分析

　　2.1 uboot特点

　　代码结构清晰，易于一直，支持多种CUP，可以支持多种操作系统，支持许多开发板，支持多种协议文件系统。

　　2.2uboot常用命令

　　setenv var value 设置环境变量

　　setenv var 删除var变量

　　saveenv <==>save

　　printenv <==> pri

　　特殊变量 bootcmd uboot在自启动模式下会自动执行。

　　bootcmd 在uboot启动的时候，当倒计时到0的时候，uboot会去找到bootcmd环境变量，取得它的值。

　　bootcmd的值都是一些uboot可执行的命令，uboot会去自动执行这些命令。

　　bootargs linux内核启动参数，uboot会将此环境变量的值存到启动参数区，内核在启动的时候，首先会去启动参数区

　　获取相关参数，解析处理，做相应的处理。参数格式，名称不能随意，固定的。

　　2.3uboot启动流程

　　第一阶段：汇编

　　1>初始化硬件(CPU内部的寄存器)

　　2>初始化RAM，为第二阶段程序准备空间

　　3>拷贝第二阶段的程序到内存空间

　　4>跳转到第二阶段C入口

　　第二阶段：C语言

　　1>初始化硬件(板级硬件设备)

　　2>将内核和根文件系统镜像加载到内存中

　　3>执行内核

　　3.U-BOOT移植

　　3.1基本步骤

　　1.找到相近的代码，并拷贝一份作为自己修改的源码

　　2.先修改源码，使能核心部件(uart clock ram..)，能串口输出信息。

　　3.移植修改其他非核心源码

　　三.Linux内核

　　1 Linux内核的基本组成

　　a.MM内存管理

　　b.PM进程管理

　　c.FS文件系统

　　d.DC驱动架构

　　http://e.NET网络

　　f.驱动代码(占很大部分代码)

　　Linux内核是一个有文件系统，多任务管理，硬件抽象层2等功能的系统软件。内核不是一个完整的操作系统

　　linux系统 = Linux kernel + lib + apps + GUI(图形界面 qt window gome)

　　2.Linux内核的特征

　　2.1特点

　　1.可裁剪，可扩展，可定制。

　　2.可移植性强，支持多种体系结构。

　　3.稳定性强，网络功能强。

　　4.支持多任务多用户，资源耗费少。

　　2.2内核源码目录

　　git分布式 svn托管 代码管理系统

　　*arch 体系结构相关代码，各体系结构cpu

　　arch/arm/板子 arm体系结构 目录都是开发板

　　mach-开发板名称

　　开发板相关代码，以前有各个板子硬件信息。

　　后面device tree技术出来之后，硬件信息提取出来。

　　boot/compressed 下面是压缩解压代码(image<->zImage --mkimage--> uImage)

　　arch/arm/kernel/head.S是第一个被执行文件

　　boot/dts 设备树源码文件

　　.dtsi 设备树头文件 .h

　　.dts 设备树源码 .c

　　.dtb 被编译过的产物

　　*Documentation 文档

　　init 内核启动初始化代码 不可裁剪

　　lib 通用库实现

　　sound 音频驱动

　　block 块设备

　　*drivers 设备驱动

　　ipc 进程间通讯

　　fs 文件系统

　　include 通用头文件

　　kernel 核心代码不可裁剪 pm

　　scripts 配置编译脚本 这些脚本用于系统源码的配置和编译

　　mm 内存管理

　　3.配置编译

　　1.修改源码目录下顶层的Makefile

　　ARCH ?= arm

　　CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi-

　　2.找一个与开发板类似的缺省配置，参考导入默认参考配置

　　make exynos_defconfig(只用执行一次，生成一个默认的.config)

　　3.执行配置命令

　　make menuconfig 字符界面配置菜单，需要ncureses库

　　sudo apt-get install ncurses-dev

　　4.内核启动流程

　　上电--->CPU跳到中断向量处执行--->加载并执行bootloader代码--->加载内核--->

　　执行内核---->挂载根文件系统--》运行第一个用户空间程序 bootargs init=/linuxrc

系统移植整理的视频在下方，自行参考

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