Arm與Linux的完美結合

嵌入式之家666

嵌入式系統的定義應當是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。
比如現在A(yíng)TM取款機就是一個(gè)典型RTOS,embedded os主要包括兩部分，一部分是處理器，比如Arm,POWERPC,MIPC,一部分是OS，比如Linux,wince,vxworks,us/os,etc.我現在主要學(xué)習的路線(xiàn)是arm+linux，選擇arm主要是因為arm技術(shù)已經(jīng)比較成熟，選擇linux是因為linux是開(kāi)源的，免費的，另外如果學(xué)好了linux就算將來(lái)不搞嵌入式系統開(kāi)發(fā)這塊，也可以專(zhuān)供linux服務(wù)器這一方面。
學(xué)習嵌入式linux，主要做的就是四點(diǎn)，一點(diǎn)就是寫(xiě)bootloader,并移植到到nand flash上，第二點(diǎn)，編譯kernel,并通過(guò)bootloader下載到nand flash上，第三點(diǎn)，在基于nand flash上建立文件系統，第四點(diǎn)，把寫(xiě)好的應用程序下載到target上�；�本流程就是這么下來(lái)的，具體到開(kāi)發(fā)板上時(shí)可能就有所差別了，下邊就以深圳優(yōu)龍公司的fs2410為目標板具體的上述一下開(kāi)發(fā)的流程，以及在開(kāi)發(fā)中應注意的問(wèn)題。
第一步：交叉編譯環(huán)境的建立
A: 基于linux操作系統的應用開(kāi)發(fā)環(huán)境一般是由目標系統硬件（開(kāi)發(fā)板）和宿主pc機所構成。目標硬件開(kāi)發(fā)板用于運行操作系統和系統應用軟件。而目標板所用到的操作系統的內核編譯、應用程序的開(kāi)發(fā)和調試則需要通過(guò)宿主pc機來(lái)完成（所以稱(chēng)為交叉編譯）。雙方之間一般通過(guò)串口，并口或以太網(wǎng)接口建立連接關(guān)系。安裝linux os，比如redhao linux 9.0,可以采用默認安裝（但要包含ftp服務(wù)），將該linux服務(wù)器接入局域網(wǎng)，其他的pc機可以用windows,需要的軟件工具包括。
（1）ftp客戶(hù)端程序
（2）telnet工具
（3）移植到某一特定arm平臺的linux操作系統內核源碼
（4）gnu編譯工具，可由相關(guān)網(wǎng)站下載
在某工作站pc上安裝ftp客戶(hù)端程序和telnet工具，linux os kernel的編譯一般有一個(gè)比較固定的步驟，會(huì )根據Makefiel文件的不同而略有差異，可參考相關(guān)文檔，按固定的步驟編譯內核完成以后，會(huì )在相應目錄生成可執行的二進(jìn)制文件,通過(guò)ftp傳到pc機上，熱后通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò )下載到開(kāi)發(fā)板上。
B：（1） 創(chuàng )建編譯環(huán)境，在這個(gè)過(guò)程中，將設置一些環(huán)境變量，創(chuàng )建安裝目錄，安裝內核源代碼和頭文件等。
（2） 創(chuàng )建binutils.在這個(gè)過(guò)程結束后，會(huì )創(chuàng )建類(lèi)似arm-linux-ld等工具。
（3） 創(chuàng )建一個(gè)交叉編譯版本的gcc,注意：在這個(gè)過(guò)程中，只能編譯c程序，而不能編譯c++程序。
（4） 創(chuàng )建一個(gè)交叉編譯版本的glibc，這里最容易出問(wèn)題。
（5） 創(chuàng )建一個(gè)交叉編譯版本的gdb。這個(gè)過(guò)程結束后，會(huì )創(chuàng )建arm-linux_gdb
（6） 重新創(chuàng )建gcc。前面創(chuàng )建gcc的過(guò)程沒(méi)有編譯c++編譯器，現在glibc已經(jīng)準備好了，所以這個(gè)步驟將完善gcc的交叉編譯。
（7） 重新創(chuàng )建glibc.
如果在交叉編譯過(guò)程中出現錯誤，那么請檢查：
版本選擇是否正確，以及是否安裝了相應的補��；
庫文件路徑設置是否正確；
系統環(huán)境變量是否設置正確。
第二步：編寫(xiě)bootloader并移植到開(kāi)發(fā)板上
A：bootloader（引導加載程序）是系統加電后運行的第一段代碼。嵌入式系統中的bootloader相當于pc機中的bios。大多數bootloader都包含兩種不同的操作模式，一種是啟動(dòng)加載（bootloading）模式,在這種模式下，bootloader從目標機上的某個(gè)固態(tài)存儲器設備上將操作系統加載到RAM中運行，整個(gè)過(guò)程并沒(méi)有用戶(hù)的介入。這種模式是bootloader的正常工作模式，另一種是下載（downloading）模式。在這種模式下，目標機上的bootloader將通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò )等通信手段從開(kāi)發(fā)主機（host）上下載內核映像和根文件系統映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫(xiě)到目標機上的固態(tài)存儲介質(zhì)上。
B：bootloader啟動(dòng)大多數都分為兩個(gè)階段
（1）：基本的硬件初始化（屏蔽所有的中斷，關(guān)閉處理器內部指令/數據cache等）。
為第二階段準備RAM空間，如果是從某個(gè)固態(tài)存儲媒質(zhì)中，則復制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。
設置堆棧。
跳轉到第二階段的C程序入口點(diǎn)。
（2）：初始化本階段要使用的硬件設備。
檢查系統內存映射。
將內核映像和根文件系統映像從flash讀到RAM。
為內核設置啟動(dòng)參數調用內核
交叉編譯。
（7） 重新創(chuàng )建glibc.
如果在交叉編譯過(guò)程中出現錯誤，那么請檢查：
版本選擇是否正確，以及是否安裝了相應的補��；
庫文件路徑設置是否正確；
系統環(huán)境變量是否設置正確。
第二步：編寫(xiě)bootloader并移植到開(kāi)發(fā)板上
A：bootloader（引導加載程序）是系統加電后運行的第一段代碼。嵌入式系統中的bootloader相當于pc機中的bios。大多數bootloader都包含兩種不同的操作模式，一種是啟動(dòng)加載（bootloading）模式,在這種模式下，bootloader從目標機上的某個(gè)固態(tài)存儲器設備上將操作系統加載到RAM中運行，整個(gè)過(guò)程并沒(méi)有用戶(hù)的介入。這種模式是bootloader的正常工作模式，另一種是下載（downloading）模式。在這種模式下，目標機上的bootloader將通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò )等通信手段從開(kāi)發(fā)主機（host）上下載內核映像和根文件系統映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫(xiě)到目標機上的固態(tài)存儲介質(zhì)上。
B：bootloader啟動(dòng)大多數都分為兩個(gè)階段
（1）：基本的硬件初始化（屏蔽所有的中斷，關(guān)閉處理器內部指令/數據cache等）。
為第二階段準備RAM空間，如果是從某個(gè)固態(tài)存儲媒質(zhì)中，則復制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。
設置堆棧。
跳轉到第二階段的C程序入口點(diǎn)。
（2）：初始化本階段要使用的硬件設備。
檢查系統內存映射。
將內核映像和根文件系統映像從flash讀到RAM。
為內核設置啟動(dòng)參數調用內核
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