在写一个嵌入式Linux构建的初级教程,先放上两篇,请大家拍拍转。
时间:2009-12-26
来源:互联网
通过动手实践来学习嵌入式Linux系统,是一个行之有效的方法。本文以O'REILLY出版的经典书籍Building embedded linux systems(第二版)为蓝本,从动手实践的角度,循序渐渐地介绍了嵌入式Linux系统的构建方法,可以作为初学者的入门指导。
本文为初级教程,后续还会有中级和高级教程。初级教程的目标是“学会”,中级教程瞄准于能实际应用的系统,而高级教程则希望能讨论一些有创新性的高级专题。本文采用我喜欢的step by step的叙述方式,便于读者理解和掌握,对概念性的内容则不做过多说明,读者可参考Building embedded linux systems(第二版)的相关内容。
1、准备目标单板
学习嵌入式Linux系统的前提是有一块目标单板。对于初学者而言,使用软件模拟器做目标单板是不错的选择,既不花费额外的金钱,又不用担心损坏硬件。
本文的目标单板选择QEMU软件模拟器的ARM VersatilePB单板,它的硬件构成是:
- ARM926E, ARM1136 or Cortex-A8 CPU
- PL190 Vectored Interrupt Controller
- Four PL011 UARTs
- SMC 91c111 Ethernet adapter
- PL110 LCD controller
- PL050 KMI with PS/2 keyboard and mouse.
- PCI host bridge. Note the emulated PCI bridge only provides access to PCI memory space. It does not provide access to PCI IO space. This means some devices
(eg. ne2k_pci NIC) are not usable, and others (eg. rtl8139 NIC) are only usable when the guest drivers use the memory mapped control registers.
- PCI OHCI USB controller.
- LSI53C895A PCI SCSI Host Bus Adapter with hard disk and CD-ROM devices.
- PL181 MultiMedia Card Interface with SD card.
一般的Linux发行版都有QEMU软件,可直接安装使用。如果要使用最新版本,可以到QEMU的主页下载源码自行编译。
2、准备交叉编译工具链
我们选用CodeSourcery出品的ARM 交叉编译工具链,可从http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm 下载。我使用的是2009q1版本,现在已有更新的版本。下载软件压缩包后,在主目录解压:
tar xf arm-2009q1-203-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2
然后修改 ~/.bash_profile 文件,把工具链的bin目录加到PATH中
export PATH=${PATH}:~/arm-2009q1/bin
3、让目标板跑起来!
有了交叉编译工具链,我们就可以编译一个最简单的内核,让目标板跑起来了。从http://www.kernel.org下载Linux内核源码,我用的是2.6.29.4版本。解压后,进入Linux内核源
码目录,执行
make ARCH=arm allnoconfig
然后再执行
make ARCH=arm menuconfig
增加下面的内核配置项:
System Type --> Versatile platform type --> Support Versatle/PB platform
Device Drivers --> Character devices --> Serial drivers --> ARM AMBA PL011 serial port support --> support for console on AMBA serial port
保存配置,退出后,执行下面的命令编译内核:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
内核编译成功后,用下面的命令启动QEMU模拟器
qemu-system-arm -M versatilepb -kernel ~/linux-2.6.29.4/arch/arm/boot/zImage -nographic -append "console=ttyAMA0"
目标板开始启动内核运行起来了,但最后却挂死,打出 kernel panic 信息。这并不奇怪,因为我们还没有构建根文件系统呢。不过,目标板运行到 kernel panic,说明了两件事
情:
(1)交叉编译工具链能正常工作
(2)模拟器的目标板能正常工作
因为我们把目标板的串口输出定向到当前的命令命令行终端,所以在目标板挂死后,可直接关闭此命令行终端退出目标板的运行;也可以另开一个命令行终端,执行
killall qemu-system-arm
命令来退出目标板的运行。
(原文在: http://linuxman.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-60710-type-blog-itemid-5168172.html)
作者: laowang_buaa 发布时间: 2009-12-26
4、构建根文件系统
准备一个rootfs的作为根文件系统的构建目录:
mkdir ~/rootfs
现在我们可以开始构建根文件系统了。
我们先把交叉编辑工具链里为target准备的库文件拷到构建目录中。
mkdir ~/rootfs/lib
cd ~/arm-2009q1/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib
cp -a * ~/rootfs/lib
cd ~/rootfs/lib
arm-none-linux-gnueabi-strip *.so
有了库文件,我们再来构建命令程序。我们选用busybox,并使用它的缺省配置。进入busybox源码目录,执行
make ARCH=arm defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
在我环境下,有两个命令编译失败,为了简单,我们直接禁用它们。执行
make ARCH=arm menuconfig
然后禁选下面两项:
Miscellaneous Utilities --> inotifyd
Networking Utilities --> ip tunnel
保存配置后,再重新编译:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
编译完成后,安装到rootfs目录中:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- CONFIG_PREFIX=~/rootfs install
(关于busybox更详细的说明,请参考:精通initramfs构建step by step (三):busybox,http://linuxman.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-60710-type-blog-itemid-630156.html)
现在rootfs已经有了一些目录和文件,我们再补充一些关键的目录和文件。
cd ~/rootfs
mkdir dev sys proc etc mnt
mknod dev/console c 5 1 (这条命令需要以root权限执行)
至此,一个基本的根文件系统已经构建好了。为了尽快看到效果,我们把根文件系统打包成initramfs。在打包前,我们要在rootfs的根目录中创建一个名为init的文件,其内容是:
#!/bin/sh
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
mdev -s
exec /sbin/init
好了,开始打包:
find . | cpio -H newc -o | gzip -9 > ../arm-busybox.cpio.gz
(关于initramfs更详细的说明,请参考:精通initramfs构建step by step :总目录,http://linuxman.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-60710-type-blog-itemid-1100709.html)
前面编译的内核,还需要增加新的配置项:
Kernel Features --> Use the ARM EABI to compile the kernel
Userspace binary formats --> Kernel support for ELF binaries
General Setup --> initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
保存配置后,再重新编译内核。
内核和initramfs都有了,我们再次让目标板跑起来:
qemu-system-arm -M versatilepb -kernel ~/linux-2.6.29.4/arch/arm/boot/zImage -initrd ~/arm-busybox.cpio.gz -nographic -append "console=ttyAMA0"
——你看到了什么?
(原文在: http://linuxman.blog.ccidnet.com/blo...d-5861227.html )
作者: laowang_buaa 发布时间: 2009-12-26
作者: showboy 发布时间: 2009-12-26
作者: d00m3d 发布时间: 2009-12-26
作者: hongfeng 发布时间: 2009-12-27
作者: aqq5220 发布时间: 2009-12-27
作者: contrl 发布时间: 2009-12-27
作者: beyond93 发布时间: 2009-12-27
作者: stesen 发布时间: 2009-12-28
嵌入式单板的特色是一般都具备MTD设备,我们的虚拟目标板也不例外。好了,我们现在为目标板编译mtd-utilis。
5、编译mtd-utilis
(1)编译zlib库
进入zlib的源码目录,执行
CC=arm-none-linux-gnueabi-gcc LDSHARED="arm-none-linux-gnueabi-ld -shared" ./configure --shared
make
make prefix=~/tmp/zlib install
因为刚才把它安装到了临时目录,现在我们要把需要的文件拷贝到交叉工具链和rootfs的相关目录中:
cd ~/arm-2009q1/arm-none-linux-gnueabi/libc
cp -av ~/tmp/zlib/lib/* lib/
cp -av ~/tmp/zlib/include/* usr/include/
cp -dv ~/tmp/zlib/lib/libz.so* ~/rootfs/lib/
arm-none-linux-gnueabi-strip -v ~/rootfs/lib/libz.so*
(2)编译lzo库
进入lzo的源码目录,执行
CC=arm-none-linux-gnueabi-gcc ./configure --host=arm-none-linux --enable-shared
make
make prefix=~/tmp/lzo install
同zlib一样,刚才把它安装到了临时目录,现在我们要把需要的文件拷贝到交叉工具链和rootfs的相关目录中:
cd ~/arm-2009q1/arm-none-linux-gnueabi/libc
cp -av ~/tmp/lzo/lib/* lib/
cp -av ~/tmp/lzo/include/lzo usr/include/
cp -dv ~/tmp/lzo/lib/liblzo2.so* ~/rootfs/lib/
arm-none-linux-gnueabi-strip -v ~/rootfs/lib/liblzo2.so.2.0.0
(3)准备acl.h头文件
我们直接使用host的头文件:
cp -v /usr/include/sys/acl.h ~/arm-2009q1/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include/sys
(4)编译mtd-utilis
我们使用从debian中下载的20080508版本源码。同时,还要到http://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/mtd-utils/+bug/294428 下载补丁文件 recv_image_compile.patch。解压,进入源码目录,执行
patch -p1 -i ../recv_image_compile.patch
make CROSS=arm-none-linux-gnueabi-
编译到后面会出错,提示没有arm-none-linux-gnueabi/ubi-utils目录。我们手工建立符号连接:
ln -sv ../ubi-utils arm-none-linux-gnueabi/ubi-utils
然后再执行
make CROSS=arm-none-linux-gnueabi-
最终编译成功。执行下面的命令安装:
make CROSS=arm-none-linux-gnueabi- DESTDIR=~/rootfs install
安装的手册页对目标板没有意义,删除:
rm ~/rootfs/usr/share/man/man1/*
目标板的mtd工具编译安装完成了,下一节我们用这些工具做些试验。
(原文在: http://linuxman.blog.ccidnet.com/blo...d-5861227.html)
作者: laowang_buaa 发布时间: 2009-12-30
6、试验MTD设备
QEMU的ARM VersatlilePB虚拟机没有实现FLASH的模拟,所以我们使用硬盘模拟MTD设备,即内核的block2mtd驱动。
(1)内核配置之硬盘支持:
Bus support --> PCI Support;
Device Drivers --> SCSI device support --> SCSI disk support, Probe all LUN on each SCSI device, SCSI low-level drivers --> SYM53C8XX Version 2 SCSI support
--> use memory mapped IO
(2)内核配置之MTD支持:
Device Drivers --> Memory Technology Device (MTD) support --> Direct char device access to MTD devices, Cache block device access to MTD device, self-
contained MTD device drivers --> MTD using block device
(3)创建模拟MTD的硬盘映像:
qemu-img create -f raw ~/test/block2mtd.img 64M
(4)启动QEMU,增加MTD命令行参数:
qemu-system-arm -M versatilepb -kernel ~/linux-2.6.29.4/arch/arm/boot/zImage -initrd ~/arm-busybox.cpio.gz -nographic -append "console=ttyAMA0
block2mtd.block2mtd=/dev/sda,131072" -hda ~/test/block2mtd.img
上面命令行中的
block2mtd.block2mtd=/dev/sda,131072
就是block2mtd驱动的命令行参数,它以/dev/sda来模拟MTD设备(FLASH),FLASH设备的擦除块的大小是131072字节(128k)
(5)虚拟机系统启动后,在 /dev 目录下出现了 mtd0, mtd0ro, mtdblock0 等设备文件名。查看 /proc/mtd 文件,可以看到MTD设备信息。我们可以在 /dev/mtd0 设备上运行前
面编译好的mtd-utilis软件包中的命令,如 flash_info 命令,试验对MTD设备的操作。
7、NAND FLASH的模拟
内核中有 nandsim 驱动,可以用内存模拟NAND FLASH设备,我们就用它试验NAND FLASH设备的操作。我们采用内核模块方式编译 nandsim 驱动,以方便试验。
(1)内核配置
Enable loadable module support --> Module unloading
Device Drivers --> Memory Technology Device (MTD) support --> [*] MTD partitioning support --> [M] NAND Device Support --> [M] Support for NAND FLASH
Simulator
下面的配置用于设置热插拔功能:
Networking support
Device Drivers --> Generic Driver Options --> path to uevent helper: /sbin/mdev
(2)编译内核后,安装内核模块:
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- INSTALL_MOD_PATH=~/rootfs modules_install
注意:因为在 rootfs 安装了内核模块,所以还要重新生成 initramfs ,具体命令参照前面的内容,此处略。
(3)启动虚拟机后,加载nandsim驱动:
modprobe nandsim
根据输出信息,可以看到有一个NAND Device出现了:Toshiba NAND 128Mib 1,8V 8-bit。我们再看看 /proc/mtd,也可以看到出现了一个mtd1。由于我们在前面的内核配置时已设好了热插拔功能,所以在 /dev 目录下也同时生成了对应的设备文件。
(4)我们试验试验对NAND FLASH的读写
准备一个试验文件,其内容就是/proc/mtd的内容:
dd if=/dev/zero of=wyk.raw bs=512 count=1
dd if=/proc/mtd of=/proc/mtd of=wyk.raw conv=notrunc
说明:之所以用两个dd命令,是因为用nandwrite命令把文件写入NAND FLASH时,要求输入文件必须是与FLASH页对齐的,即是FLASH页大小的整数倍。对于nandsim驱动的缺省设备
,它的页大小是512字节。
将试验文件的内容写入NAND FLASH:
nandwrite /dev/mtd1 wyk.raw
再将NAND FLASH中的内容读出来:
nanddump -f wyk.dump -l 512 /dev/mtd1
可以比较一下 wyk.raw 和wyk.dump两个文件的内容。
(5)nandsim可以通过ID参数指定所模拟的NAND FLASH的型号,详细说明见:
http://www.linux-mtd.infradead.org/faq/nand.html#L_nand_nandsim
例如,我们可以对16M的NAND FLASH 执行nandtest命令进行测试。因为nandsim的缺省设备是128M,而虚拟机的内存也只有128M,所以不能对缺省的nandsim模拟设备执行 nandtest
命令。
(6)nandsim的分区
nandsim驱动有一个参数parts,可以用来指定它的分区划分。parts参数值是各分区的容量值(以块为单位),用逗号分隔;未指定的剩余容量则划分为最后一个分区。例如:
modprobe nandsim parts=16,16
则在FLASH中划分了3个分区,容量分别是256k,256k,其他剩余容量(nandsim缺省的FLASH设备的块大小是16k字节)。
(7)关于内核热插拔配置的补充说明:
hotplug helper 也可以在系统运行时设置和改变:
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
或者
sysctl -w kernel.hotplug=/sbin/mdev
需要注意的是:如果Networking support配置项不选中,则系统不会在/proc/sys/kernel下创建hotplug文件,同样也不会有kernel.hotplug项。
(原文在: http://linuxman.blog.ccidnet.com/blo...d-5716690.html)
作者: laowang_buaa 发布时间: 2009-12-30
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