Linux_transplanation_NOTE_1

Linux_transplantation

NOTE_1

———— 系统移植前的准备：交叉编译

Vine Farer

2016. 08. 16

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关于移植

• 为什么要移植Linux？

  开源、免费、包括安卓开发，应用广泛

  基于计算机系统应用，软硬件可裁剪

• 移植的主体有哪些？

  bootloader、内核、文件系统

  最终，我们需要将bootloader放在EMMC中；内核、文件系统都放到ARM的Flash内

  这样每次上电CPU先将bootloader加载到RAM内运行，再引导内核、文件系统加载到RAM内运行

  然而，当前调试我们是通过nfs挂载映射，ARM挂载主机，直接将系统加载到RAM里运行方便调试

  • bootloader

    在内核运行之前执行的一小段引导代码（类似于PC中的BIOS，用于引导Windows），当内核与文件系统启动后，它的使命结束

    功能：初始化硬件、引导内核、为内核传参

    bootloader自带包括网卡、串口的设备驱动，方便我们通过这些连接设备直接移植内核、文件系统

    因此，其移植难度最高，它的移植无法借助网卡、串口等设备；需要半年到一年的学习，此处我们主要学习原理即实现方式

    我们用的uboot是bootloader的一种

  • 内核

    在目前的实验中，我们直接使用一个已经裁剪完毕的内核成品。包括：uImage、exynos4412-fs4412.dtb

    在主机与裸板之间构建tftp传输

    将uImage、exynos4412-fs4412.dtb拷贝到ubuntu/tftpboot目录下，在uboot命令行通过命令执行将内核与设备树加载到soc的CPU内的相应地址

    uImage是内核（包含驱动），经过裁剪后仅 3M；
    exynos4412-fs4412.dtb是设备树，存放了仍保留在系统中的设备信息。由此我们的驱动代码编写可以屏蔽底层细节，通过总线在设备树中找到对应外设

  • 文件系统

    同内核一样暂时使用一个文件系统成品

    开启nfs服务，将文件系统放在共享文件夹/rootfs下，同样在uboot终端执行命令在ARM内启动文件系统

    将ARM的文件系统根目录挂载到主机的/rootfs，在主机与裸板之间实时共享文件，可以让编译好的a.out映射到裸板的内存上在ARM的文件系统下运行

• 交叉编程是什么？

  • 何谓交叉编程

    在主机上编写程序，编译程序，在目标板上运行

  • 为何需要交叉编程

    arm的gcc编译器高达几十兆，不适合装在arm的ROM里

    我们在PC上完成代码的arm式编译，在通过文件挂载的方式在裸板上运行可执行文件

  • 如何实现交叉编程

    前文中已提到，通过tftp将内核与设备树存到SOC上Flash的指定位置

    通过nfs挂载文件系统，实现主机上的程序在内核中运行

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移植的相关准备与操作

• 交叉编译器配置

  • 解压缩

    sudo tar xvf gcc-4.6.4.tar.xz

  • 配置环境变量

    /etc/profile 当前终端下有效
    /etc/environment 系统的配置
    /etc/bash.bashrc 推荐使用

    sudo vi /etc/bash.bashrc
    在最后一行加入：
    export PATH=$PATH:/home/linux/gcc-4.6.4/bin

  • 立即生效

    source /etc/bash.bashrc

  • 测试：

    arm-n tab键

• uboot启动

  将拨码开关emmc，给开发板上电，在倒计时结束之前按任意键。进入到uboot的命令行

  uboot 命令：

  help：查看uboot帮助信息

  md:显示内存的信息

  mm:修改内存的地址，地址自增

  nm:修改内存的地址，地址不自增

  printenv(print):打印环境变量
  ipaddr :指定开发板的 ip 地址
  serverip：指定服务器的 ip 地址（ubuntu）

  setenv设置环境变量

  saveenv保存环境变量

  • 设置开发板的ip地址：setenv ipaddr 172.24.1.173

  • 设置服务器的ip地址：setenv serverip 172.24.1.171

  • 保存环境变量信息：save

  • 测试：fs4412 # ping 172.24.1.247

    打印测试结果

    dm9000 i/o: 0x5000000, id: 0x90000a46DM9000: running in 16 bit modeMAC: 11:22:33:44:55:66operating at 100M full duplex modeUsing dm9000 devicehost 172.24.1.247 is alive

    uboot启动时，如果没有按任意键，uboot执行bootcmd后面的内容

• 内核启动

  • 将uImage、exynos4412-fs4412.dtb拷贝到ubuntu/tftpboot

  • 进入到uboot的命令行：

  setenv bootcmd tftp 41000000 uImage \;tftp 42000000 exynos4412-fs4412.dtb \;bootm 41000000 - 42000000
  将uImage加载到内存地址的41000000处，exynos4412-fs4412.dtb加载到内存的42000000处

  • save

  • 重新给开发板上电（自启动模式）

    如果出现 TTTTTTTT，检查网线

    确定通过uboot命令行ping``ubuntu服务器的ip地址，看能否ping通

    如果不能ping通，解决方法：把windows的wifi关闭

    如果还是出现 TTTTTTTTT，重启ubuntu的tftp服务器
    sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart
    或sudo service tftpd-hpa restart

    如果还是出现 TTTTTTTT，检查ubuntu的ip地址是否正确

• 文件系统启动

  bootargs=root=/dev/nfs nfsroot=服务器ip:/source/rootfs rw console=ttySAC2,115200 init=/linuxrc ip=172.23.1.250

  bootargs:uboot为内核传递的启动参数

  root=/dev/nfs：指定挂在文件系统的类型nfs

  nfsroot=172.23.1.77:/source/rootfs:指定ubuntu服务器nfs的共享目录（vi /etc/exports）；

  console= ttySAC2,115200:指定串口终端（ttyS0:lcd屏）

  init=/linuxrc：内核执行后，执行的第一个应用程序 linuxrc

  ip:uboot启动之后为内核传递的参数（开发板的ip地址）

• 将rootfs.tar.xz 拷贝到 /

  rm -rf /rootfs
sudo tar xvf rootfs.tar.xz
chmod 777 /rootfs

• 设置两边的通信ip地址

  setenv bootargs root=/dev/nfs nfsroot=ubuntu的ip地址:/rootfs rw console=ttySAC2,115200 init=/linuxrc ip=开发板的ip地址
  保存save

• 重新上电