drivers_day01
来源：互联网 发布：音乐伴奏制作软件 编辑：程序博客网 时间：2024/06/05 09:59
三个要求：
1.安装linux系统
ubuntu,fedora(u盘安装，硬盘安装)
安装前备份重要的资料！
手动分区！
2.安装工具和搭建开发环境
tftp
nfs
vim + .vimrc + .vim(插件)（/home/tarena/下）
ctags / cscope :看源代码工具
wine + SI
openssh-server(远程登陆服务软件)
kermit/minicom
USB转串口：linux驱动无需安装（笔记本电脑没有串口，需要使用USB转串口线，先安装相应型号的USB转串口线驱动）
3.每天半小时笔试题，复习UC后续内容
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嵌入式linux系统移植注意和开发内容：
明确：uboot,内核，根文件系统，代码都是官方提供的！
案例：某位同学上班，老板给一个TI，ARM开发板，需要一周时间把系统跑起来！
实施步骤：
1.查看是否有官方的操作文档
2.要明确开发板上的硬件信息，原理图，硬件说明书
CPU
内存（基地址，容量）
闪存（nandflash,norflash,emmc,容量）
串口
网络
USB
接口（I2C,SPI,GPIO,CAN,UART(232,485,422)）
3.获取交叉编译器（推荐使用官方提供的！）
设置交叉编译器的环境变量！
添加4.4.6交叉编译器的环境变量：
1.vim /home/tarena/.bashrc
将文件最后一行注释掉！
保存退出！
2. sudo vim /etc/environment
在PATH中添加4.4.6编译器的路径即可
/home/tarena/workdir/toolchains/opt/S5PV210-crosstools/4.4.6/bin
保存退出
3.source /etc/environment //重新生效新的环境变量
4.arm-linux-gcc -v //查看编译器的版本
5.which is arm-linux-gcc //查看编译器的路径是否正确
4.部署uboot（代码利用官方的）
1.解压源码
tar -jxvf / tar -zxvf / tar -jcvf /tar -zcvf
2.清除源码中的配置文件和目标文件，上一次编译的结果
make distclean
3.针对具体的CPU和开发板进行配置源码
make cw210_config //cw210_config配置选项来自 Makefile
4.make all //编译，结果u-boot.bin
5.烧写（JTAG,USB,SD,UART）
6.涉及代码的修改：重点关注一个头文件：
include/configs/cw210.h //全是开发板的硬件配置信息
5.kernel内核（使用官方的）
1.解压内核源码
2.清除源码的目标，配置信息
make distclean //只做一遍，以后不用做！
3.要针对CPU和开发板进行配置
咱们使用的开发板的配置如下：
参考实验步骤
如果使用其他的开发板标准配置如下：
make xxx_defconfig
或者
cp arch/arm/configs/xxx_defconfig .config
如果不支持，不配置，默认会针对X86架构！
4.make menuconfig //做三个检查
检查是否支持ARM架构
检查是否支持当前CPU
检查是否支持当前开发板
5.make zImage /make uImage
6.cp arch/arm/boot/zImage /tftpboot
7.内核移植或者驱动开发，都需要多多看内核的平台代码文件
arch/arm/mach-s5pv210/mach-cw210.c
6.根文件系统rootfs(体力活)
利用busybox进行制作
7.系统启动引导
关键看uboot的两个参数:bootcmd,bootargs
bootcmd:用于加载内核到内存，然后启动内核
bootargs:内核启动以后，用于内核挂接根文件系统
软件开发前期一般都使用NFS网络文件系统：
setenv bootcmd tftp 20008000 zImage \;bootm 20008000
setenv bootargs root=/dev/nfsnfsroot=192.168.1.8:/opt/rootfsip=192.168.1.110:192.168.1.8:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:on init=/linuxrcconsole=ttySAC0,115200
saveenv
注意事项：
1.init=/linuxrc信息可以不用写，如果不用写，启动的第一个进程为/sbin/init进程，如果/sbin/init没有，启动第一个进程/bin/init,如果它也没有，就执行/bin/sh(如果这行/bin/sh以后，会造成rcS和profile无法得到执行，所以千万要注意init=/bin/sh这种写法)
2.给内核传递启动参数，不仅仅可以通过uboot的bootargs，还可以通过内核给自己传递参数！
cd /opt/kernel
make menuconfig
Boot options --->
(console=ttySAC2,115200) Default kernelcommand string
//光标移动到这个位置，然后按回车键进行编辑，例如采用NFS网络文件系统启动：
root=/dev/nfs nfsroot=...
[ ] Always use the default kernel command string //如果这个选项选择为*，内核使用自己的参数信息，否则使用uboot的bootargs参数
查看内核的启动参数信息：
cat /proc/cmdline
实验步骤：
1.从ftp下载官方内核源码：
Kernel_2.6.35.7_CW210_for_Linux_v1.0.tar.gz
2.修改/opt/的用户和组
sudo chown tarena /opt -R
sudo chgrp tarena /opt -R
把源码包放置在/opt/目录
3.解压内核源码
tar -xvfKernel_2.6.35.7_CW210_for_Linux_v1.0.tar.gz
mv cw210... kernel //重命名为kernel目录
4.cd /opt/kernel
make distclean //清除
cp config_CW210_linux_V1.0 .config //进行配置
5.makemenuconfig //三个检查
System type->
ARM system(SAMSUNG S5PV210...)
...
board ... (smdkv210) //开发板
6.make zImage
cp arch/arm/boot/zImage /tftpboot
7.根文件系统一律是/opt/rootfs
cp 做好的rootfs /opt/ -frd
sudo vim /etc/exports/ 添加/opt/rootfs
sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
8.uboot设置启动参数
setenv bootcmdtftp 20008000 zImage \; bootm 20008000
setenv bootargs root=/dev/nfsnfsroot=192.168.1.8:/opt/rootfsip=192.168.1.110:192.168.1.8:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:on init=/linuxrcconsole=ttySAC0,115200
saveenv
9.结果：使用官方内核启动NFS网络文件系统
注意：嵌入式linux开发，玩的是硬件，如果软件没有问题，一定要注意硬件是否存在问题，通过更换硬件对比测试！
问题：
Root-NFS: Serverreturned error -13 while mounting /opt/rootfs ：原因是PC的NFS网络服务没有开启，并没有指定共享目录
问题：如果PC的网络服务都启动，并且bootargs也指定了，如果还出现无法挂接NFS ，要注意内核需要添加NFS网络文件系统的支持：
make menuconfig
File system->
networking file system->
<*>NFS client support
<*>Root file system on NFS (重要)
<*>NFS server support
问题：
/dev/console:不允许操作
/dev/null:不允许操作
答案：甭搭理
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linux系统分为用户空间和内核空间：
用户空间：包含用户编写的应用软件，C库
整个4G虚拟地址空间，用户空间包含了0~3G
每个用户进程都有自己独立的3G空间
内核空间：包含驱动，文件系统，平台代码等等，内核空间包含了剩余1G（3G~4G），内核1G空间对于所有的进程都是共享
用户空间和内核空间的划分本质上要依赖ARM的工作模式，
用户空间的软件在运行时，CPU处于USR模式，内核空间的软件运行时，CPU处于SVC模式，这种模式划分，决定了用户空间的软件和内核空间的软件在访问资源时，具有的权限是不一样的！
注意事项：
1.用户空间的软件不能直接访问内核空间的地址，包括代码和数据，例如一个应用程序不能调用驱动的某个函数！
2.用户空间不能直接访问硬件资源，例如，一个应用程序不能直接访问CPU的GPIO寄存器！
3.用户空间的软件和内核空间软件进行交互，必须通过唯一的途径--系统调用（open,close,read,write,ioctl,mmap,fork,exit...）
4.用户软件利用系统调用进入内核空间，内核会给这个进程重新分配一个内核栈（8K），在内核空间编程时，要注意局部变量的大小！
5.由于空间的划分依赖ARM的工作模式，也就决定了他们访问资源的权限不同，起到操作系统的保护。例如，如果在应用程序访问NULL指针，操作系统有权干掉这个应用程序。如果在内核编程时，访问NULL指针，操作系统崩溃！
6.类似printf,malloc这些都是标准库函数，read,write等都是系统调用函数，这些函数的实现都是在C库中。
案例：向终端打印输出hello,world
prinf("hello,world");最终调用write
write(1, "hello,world",strlen("hello,world"));
查看应用程序运行的过程：strace ./a.out
linux内核（zImage）包含7大子系统
1.设备驱动
2.内存管理
3.网络协议栈
4.进程管理
5.系统调用
6.平台代码
7.文件系统
linux内核配置编译过程：
回顾：* m Kconfig Makefile
案例：LM77温度传感器，实现内核这个传感器驱动。
cd /opt/kernel
make menucofig
按键"/"搜索关键字"LM77",提示信息如下：
│ Symbol: SENSORS_LM77 [=n] │
│ Prompt: National Semiconductor LM77 │
│ Defined atdrivers/hwmon/Kconfig:509 │
│ Depends on: HWMON [=y]&& I2C [=y] │
│ Location: │
│ -> Device Drivers │
│ -> HardwareMonitoring support (HWMON [=y])
以上信息说明，内核支持这个驱动！
Symbol:SENSORS_LM77-》CONFIG_SENSORS_LM77
Location: │
│ -> Device Drivers │
│ -> HardwareMonitoring support (HWMON [=y])
代表这个配置选项的位置，只需选中为*
问：通过以上的配置信息，如果找到源代码？
zhangsan.c
Kconfig：
config ZHANGSAN->CONFIG_ZHANGSAN
......
Makefile
obj-$(CONFIG_ZHANGSAN)+= zhangsan.o
如果选中为*->CONFIG_ZHANGSAN=y -》
obj-y +=zhangsan.o //静态编译
如果选择为M-》CONFIG_ZHANGSAN=m
obj-m +=zhangsan.o //模块化编译
通过CONFIG_SENSORS_LM77，在Makefile中进行搜索，找到对应的源码
问：如果找到源码，如何找到对应的配置选项信息？
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一些常用命令：
1.搜索匹配字符串命令：
grep "zhangsan" ./*(指定目录下的所有文件) -R
在指定目录下的所有文件中（.表示当前目录，*表示所有文件）查找指定的字符串，-R表示递归到子目录查找
2.在指定的目录下查找文件：
find .（指定目录） -name filename
在指定目录下找文件filename
3.vim分屏：
(1)左右分屏：进入vim的命令行模式，键入vs文件名，
例如：在已经用vi打开的hello.c下的命令行下，输入vs swap.c
(2)上下分屏：进入vim的命令行模式，进入sp文件名
例如：在已经用vi打开的hello.c下的命令行下，输入sp swap.c
(3)屏幕切换：ctrl + ww
在分屏模式下，用ctrl+ww 来进行屏的切换
vim自动补全：ctrl + n
行选：shift +v
列选：ctrl + v
方向键：hjkl
4.复制、删除
命令行下：
n,m coh 将从n行到m行的内容复制到第h行之后，例如：5,10 co 12
n，mdel 将从n行到m行的内容删除，例如：5,10 del
不在命令行，也不在编辑模式下，而在一般模式下
n yy 从光标所在行开始，复制n行
p将yy复制的内容粘贴到光标所在行的下一行
n dd 从光标所在行开始，删除n行
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总结：
在一个新的板子上跑操作系统
（1）电脑装linux系统
（2）装vim 配置，插件
（3）装tftp、nfs服务，并配置
（4）装交叉编译器arm-linux-gcc
（5）编译开发板配套u-boot
（6）编译开发板配套kernel
（7）制作根文件系统，利用busybox
