嵌入式linux新手入門(mén)手記-搭建基本工作平臺

　　當然，本人已經(jīng)不是電子控制器開(kāi)發(fā)的新手了。從事單片機，DSP開(kāi)發(fā)十多年，但是一直沒(méi)有接觸過(guò)嵌入式linux。2014年初由于公司的項目需要，決定引入嵌入式linux的平臺進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始正式接觸嵌入式linux，并開(kāi)始在linux上進(jìn)行工作。到現在差不多1年半，現在將這個(gè)過(guò)程重新整理出來(lái)，和大家一起分享，同時(shí)也給自己留一個(gè)記錄。

linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）

　　“嵌入式linux新手入門(mén)手記”會(huì )是一個(gè)系列，記錄我從第一次正式開(kāi)始在linux平臺工作，到完成項目的過(guò)程中各問(wèn)題的解決過(guò)程。當然，作為工作經(jīng)歷的記錄，這個(gè)手記的系列不討論理論方面的知識，只是忠實(shí)的記錄問(wèn)題，以及問(wèn)題的解決過(guò)程和方法。

　　首先在這里介紹一下我的開(kāi)發(fā)平臺：TI的AM335x的平臺，硬件已經(jīng)調試完成，在本手記中將不進(jìn)行硬件方面的記錄。主要需要的功能是：USB接口單點(diǎn)觸摸屏，1024*768 TFT-LCD顯示，GUI的用戶(hù)程序實(shí)現人機交互，100M以太網(wǎng)，不需要3D以及圖形加速，256M DDR2，256M nand，一個(gè)SD卡槽，一個(gè)RS232接口。

　　首先，要進(jìn)行嵌入式linux開(kāi)發(fā)，當然需要搭建計算機的工作平臺，考慮工作的方便和效率，決定在計算機上安裝獨立linux系統，和window做成雙引導。

　　2010年時(shí)用過(guò)一段時(shí)間的ubuntu，所以決定還是使用ubuntu，在ubuntu的官網(wǎng)上下載32位版本的14.04(64位的系統驅動(dòng)程序比較難找)。使用ubuntu推薦的Universal-USB-Installer-1.9.5.9工具，將ubuntu的安裝鏡像寫(xiě)入到一個(gè)標準的4GU盤(pán)上(標準的意思是指不要有亂七八糟的功能，可能會(huì )導致兼容性問(wèn)題而無(wú)法啟動(dòng)ubuntu安裝程序。寫(xiě)入時(shí)會(huì )導致U盤(pán)的內容全部丟失，需要先備份U盤(pán)的文件)。

　　在windows7的計算機管理中啟動(dòng)磁盤(pán)管理器，我的計算機硬盤(pán)是500G的，分為2個(gè)分區，并格式化為2個(gè)磁盤(pán)：C(190G)和D(其余空間)，在磁盤(pán)管理器中對D分區進(jìn)行壓縮，壓縮出100G的磁盤(pán)空間出來(lái)，對這個(gè)壓縮出來(lái)的100G空間不要做其他處理，退出磁盤(pán)管理器。

　　重新啟動(dòng)計算機并進(jìn)入到BIOS中設置啟動(dòng)順序，使計算機能夠從U盤(pán)啟動(dòng)。使用制作好的Ubuntu安裝U盤(pán)啟動(dòng)計算機后，將進(jìn)入到ubuntu的體驗系統中，選擇安裝，然后根據安裝的提示進(jìn)行，這里需要注意2點(diǎn)，一是語(yǔ)言的選擇，最好在安裝時(shí)選擇中文，這樣避免后續設置ubuntu時(shí)顯示、輸入法等的問(wèn)題。二是最好不要手動(dòng)指定安裝分區，有ubuntu安裝程序自動(dòng)對之前劃分出來(lái)的100G空間進(jìn)行管理，我的計算機安裝有6G的內存，所以安裝程序將100G空間劃分為一個(gè)6G的交換分區，其他用于安裝ubuntu。然后ubunut會(huì )詢(xún)問(wèn)是否和其他操作系統共存時(shí)，一定要選擇和其他操作系統共存，否則會(huì )導致安裝完ubuntu后無(wú)法啟動(dòng)windows的問(wèn)題。

　　ubuntu14.04的安裝還是比較智能的，基本不需要自己的其他干涉，就自動(dòng)安裝完成了。

　　在安裝完成后，需要對ubuntu進(jìn)行一些設置，這里就不再過(guò)多描述，下面僅對一些和后續嵌入式linux開(kāi)發(fā)有關(guān)的進(jìn)行說(shuō)明：

　　另外，我使用的shell是bash，而ubuntu14.04安裝后默認用的是dash，需要修改為默認使用bash。

　　1、安裝tftp服務(wù)。嵌入式linux開(kāi)發(fā)，尤其是uboot和kernel相關(guān)的開(kāi)發(fā)，需要不斷的修改MLO，u-boot，uImage等，這些文件是需要寫(xiě)入到am335x的板載flash上的，如果每次都是用SD，CCS，燒寫(xiě)工具等，是一個(gè)很麻煩的事情。由于uboot支持tftp下載文件并燒寫(xiě)flash，這是一個(gè)較為便捷的方式。

　　在自己工作目錄home/XXXX下建立一個(gè)空目錄，取名為tftp;

　　給這個(gè)目錄賦予讀寫(xiě)等權限：sudo chmod 777 ./tftp;

　　安裝tftp服務(wù)：sudo apt-get install xinetd tftpd-hpa tftp-hpa;

　　安裝完成后，會(huì )自動(dòng)重新啟動(dòng)xinetd，這時(shí)在/etc下會(huì )出現xinetd.d目錄;

　　進(jìn)入到這個(gè)目錄中，執行sudo touch tftpd;

　　然后執行sudo gedit ./tftpd，在tftpd文件中添加以下內容并保存退出：

　　service tftp

　　{

　　disable=no

　　socket_type=dgram

　　wait=no

　　user=root

　　protocol=udp

　　server=/usr/sbin/in.tftpd

　　server_args=-s /home/XXXX/tftp

　　log_on_success=PID HOST DURATION

　　log_on_failure=HOST

　　}

　　修改/etc/inetd.conf文件：sudo gedit /etc/inetd.conf，增加以下內容：

　　tftp dgram udp wait

　　root /usr/sbin/in.tftpd /usr/sbin/in.tftpd -s /home/XXXX/tftp

　　修改/etc/default/tftpd-hpa：

　　#/etc/default/tftpd-hpa

　　TFTP_USERNAME="tftp"

　　TFTP_DIRECTORY="/home/XXXX/tftp"

　　TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"

　　TFTP_OPTIONS="--secure"

　　#Defaults for tftpd-hpa

　　RUN_DEAMON="yes"

　　OPTIONS="-1 -s /home/XXXX/tftp"

　　保存并退出后，重新啟動(dòng)tftp服務(wù)：sudo /etc/init.d/xinetd restart

　　sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart

　　2、安裝nfs服務(wù)。nfs服務(wù)是嵌入式linux開(kāi)發(fā)一個(gè)非常重要的服務(wù)，使用這個(gè)服務(wù)，可以將計算機上的一個(gè)文件目錄掛載為am335x運行時(shí)的根文件系統，這樣避免不斷燒寫(xiě)flash。

　　建立一個(gè)文件夾，用于nfs服務(wù)，名稱(chēng)為nfs;

　　為安裝nfs服務(wù)，修改ubuntu的軟件源，如果不是“main server”，修改為“main server”，然后點(diǎn)擊close，彈出對話(huà)框點(diǎn)擊reload，然后等待處理結束;

　　安裝nfs服務(wù)，sudo apt-get install portmap nfs-kernel-server

　　sudo apt-get install portmap nfs-common

　　配置共享文件，編輯/etc/exports，在文件末尾添加一行：/home/XXXX/nfs *(rw,sync,no_root_squash)。用于設置nfs目錄的工作模式，以及用戶(hù)進(jìn)入該目錄的權限為root;

　　重新啟動(dòng)nfs服務(wù)，sudo /etc/init.d/portmap restart

　　sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

　　檢查nfs服務(wù)是否已經(jīng)配置成功。

　　3、設置計算機的網(wǎng)卡。為開(kāi)發(fā)嵌入式linux，我的計算機安裝了2個(gè)網(wǎng)卡，一個(gè)USB接口的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，用于上網(wǎng)。另外一個(gè)100M PCI接口的有線(xiàn)以太網(wǎng)卡，用于連接am335x。將有線(xiàn)以太網(wǎng)卡的IP地址設置為固定：192.168.1.50，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，其他可以不設置。

　　4、下載TI的am335x的開(kāi)發(fā)工具包，這里我使用的是2011年獲得的開(kāi)發(fā)包，其中uboot是2011版，以及l(fā)inux3.2.0。配合這個(gè)開(kāi)發(fā)包使用的是arm-none-linux-gnueabi和arm-arago-linux-gnueabi交叉編譯工具。由于種種原因，公司決定使用TI-SDK-AM335X-01.00.00.00中的交叉編譯工具，是arm-linux-gnueabihf-gcc 4.7.3。

　　將TI的SDK解壓縮到/home/XXXX/ti-sdk-am335x-evm-01000000目錄;

　　將uboot2011解壓縮到/home/XXXX/uboot目錄;

　　將linux3.2.0解壓縮到/home/XXXX/kernel目錄;

　　修改上述目錄的權限，使得XXXX擁有對這些目錄以及其文件的讀寫(xiě)權限。

　　5、修改環(huán)境變量配置，進(jìn)行第一次編譯uboot和kernel。

　　編輯~/.bashrc文件，將編譯uboot和kernel需要的環(huán)境變量加入到文件中，并使生效。 下面是需要加入到~/.bashrc中的內容：

　　PATH=$PATH:/home/XXXX/ti-sdk-am335x-evm-01000000/linux-devkit/sysroots/i686-arago-linux/usr/bin:/home/XXXX/uboot/am335x/tools:

　　上述/home/XXXX/uboot/am335x/tools目錄，在編譯uboot時(shí)，會(huì )生成后續用于制作uImage文件的工具，用來(lái)編譯kernel，所以在這里要加入到PATH中。否則后續編譯kernel時(shí)會(huì )出現錯誤。

　　編譯uboot時(shí)會(huì )生成用于制作kernel的image的工具，這些工具在編譯kernel是被make調用，所以在編譯kernel時(shí)，必須保證之前已經(jīng)正確編譯或uboot，并且沒(méi)有對uboot執行過(guò)clean。

　　6、進(jìn)入到uboot的目錄中，編輯兩個(gè)sh文件，用于后續工作使用。

　　mkclean.sh，用于執行clean操作：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm O=am335x distclean

　　上述執行的命令，使用arm-linux-gnueabihf交叉編譯器，arm體系的CPU，輸出文件保存到./am335x目錄，執行distclean清除所以之前的臨時(shí)文件。

　　mkboot.sh，用于執行編譯操作：

　　#/bin/sh

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm O=am335x am335x_evm

　　上述執行編譯uboot，其中-j4告訴編譯器使用4線(xiàn)程進(jìn)行編譯，這個(gè)設置取決于計算機CPU的核心數，能夠加快編譯的過(guò)程。

　　ARCH=arm指定目標CPU的體系架構。O=am335x指定文件輸出目錄為./am335x，編譯結束后，能夠在這個(gè)目錄下找到MLO，u-boot.img等文件。

　　am335x_evm選項告知編譯器使用這個(gè)板的配置對uboot進(jìn)行編譯。

　　7、進(jìn)入到kernel目錄中，編輯三個(gè)sh文件，用于后續編譯和安裝kernel：

　　mkcln.sh，用于執行clean操作：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm distclean

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm am335x_evm_defconfig

　　這個(gè)sh將進(jìn)行清除臨時(shí)文件的操作，然后使用arm335x_evm_defconfig文件對kernel進(jìn)行編譯配置。

　　mkkn.sh，用于執行編譯操作：

　　#/bin/sh

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm uImage

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm modules

　　交叉編譯kernel并生成uImage文件。

　　交叉編譯可動(dòng)態(tài)加載的modules。

　　mkins.sh，用于安裝kernel：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm modules_install INSTALL_MOD_PATH=/home/XXXX/nfs

　　cp ./arch/arm/boot/zImage /home/XXXX/nfs/boot

　　將編譯好的內核zImage和modules文件安裝到nfs文件目錄中。

　　在編譯完成后，在kernel/arch/arm/boot目錄下會(huì )生成uImage文件，這個(gè)是linux kernel可引導文件，需要將這個(gè)文件拷貝到nfs或者tftp目錄中。

　　8、編譯后的幾個(gè)重要文件：

　　編譯uboot將會(huì )生成2個(gè)重要文件，MLO和u-boot.img。其中MLO是第二次引導程序，am335x復位后，內部otp中的引導程序會(huì )啟動(dòng)，然后根據LCD_DATA管腳的設置來(lái)加載指定存儲器上的MLO。

　　MLO運行后，將加載相應存儲器上的u-boot.img。

　　u-boot.img啟動(dòng)后，將根據bootargs和bootcmd環(huán)境變量設置的參數，選擇加載uImage，并啟動(dòng)uImage。

　　uImage是kernel的可執行內核鏡像文件。

　　9、開(kāi)發(fā)嵌入式linux，需要將am335x通過(guò)串口和計算機連接，并使用計算機的超級終端 進(jìn)行操作。ubuntu下的minicom比較好用。

　　現在的計算機一般都沒(méi)有標準的RS232接口，我自己設計了一塊CH340T的通信轉接板，一端連接am335x的UART0，另外一端接計算機的USB口，在芯恒的官網(wǎng)能夠下載到ubuntu的驅動(dòng)程序，下載下來(lái)后insmod成功后，/dev下能夠看到ttyUSBX(X取決于計算機，一般為ttyUSB0)。

　　這樣使用USB模擬串口和am335x通信，方便使用。

　　下一篇將講述第一次啟動(dòng)am335x。