Linux系统在嵌入式硬件上的移植

Posted 2020-08-15 陈灿坚

=========================        基本常识       =========================

 

一、 Linux系统的基本构成：

1、 loader

2、 kernel

3、 filesystem

 

二、 启动步骤：

1、 CPU从ROM（如果有的话）的0x0地址开始读取代码，执行loader；

2、 Loader初始化ram，并从rom中拷贝uboot或kernel的镜像到ram的指定地址，执行镜像；

3、 如果有uboot，则uboot执行启动前的设置，可以初始化部分硬件，可以手动进入uboot环境，等等，最后拷贝kernel的镜像到ram的指定地址；如果没有uboot，那么跳过这一步；

4、 前面的步骤称为loader部分。Kernel被加载到ram后，kernel的bootargs会被覆盖，kernel启动；

5、 加载驱动程序；

6、 加载文件系统，读取并执行/etc/inittab.

 

三、 交叉编译器：

arm-linux-gnueabihf-gcc

 

四、 Makefile文件和make的使用

（太容易了，，，，另行说明）

 

=========================        移植系统       =========================

 

一、 交叉编译器的配置：

修改 ~/.bashrc：

export PATH=/home/hexh/toolchain/hfcctool/bin:$PATH  #shell任意目录下均可执行gcc

export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-   # 编译loader、kernel所需要的一个变量

重启下shell，或者source ~/.bashrc

 

二、 编译loader和内核：

1、 公司一般基于开发板修改得到自己的产品，因此第一次编译要严格参照官方资料（这个资料都没有，或者编不过，那就是扯蛋了），熟悉后可自行修改源码；

2、 内核配置命令：make ARCH=arm menuconfig；

 

三、 最简易的文件系统：

1、 编译busybox

执行 make menuconfig

（1） 修改Build Options --> Cross Compiler prefix

（2） 菜鸟必须选中Build Options --> no shared libs

（3） 修改 Installation Options ("make install" behavior) à BusyBox installation prefix 为../target，将会在工程目录的target下生成最小根文件系统；

make && make install

 

进入target目录，补齐文件系统的文件夹，标黄的部分必须确保存在：

bin  etc   lib      mnt  proc  run   sys  usr

dev  home  linuxrc  opt  root  sbin  tmp  var

 

/bin  /sbin  /usr， 这几个文件夹已经被busybox配置过了，不需要自行添加东西，/etc目录需要包含所有的配置信息，busybox没有对这个文件夹进行处理，需要自行定制。

 

2、 /etc/inittab

该文件配置系统启动的默认动作，如果该文件无法读取，会导致kernel panic

在busybox中，和PC机略有不同，文件格式：

输出设备::运行等级:命令

常用运行等级：sysinit（开机自启动项）   respawn（保持运行）

例：

# 初始化根文件系统

null::sysinit:/bin/mkdir -p /dev/pts

null::sysinit:/bin/mkdir -p /dev/shm

null::sysinit:/bin/mount –a

# 初始化hostname（需要在/etc/hostname文件中存入机器名称）

null::sysinit:/bin/hostname -F /etc/hostname

# 执行启动脚本（可自由订制）

::sysinit:/etc/init.d/rcS

# 在串口0开放登录，并自动登录root（无密码的情况下）

ttyS0::respawn:/bin/login -f root

 

3、 /etc/fstab

命令 mount –a 需要使用的文件，在init初始化工作结束前，需要在/proc /tmp /sys /dev 创建对应的文件系统

内容：

proc    /proc   proc    defaults                0       0

tmpfs   /tmp    tmpfs   defaults                0       0

sysfs   /sys    sysfs   defaults                0       0

tmpfs   /dev    tmpfs   defaults                0       0

 

4、 /etc/passwd 和 /etc/shadow

这两个文件为账户数据，对inittab中的工作不重要，但登入用户环境有利于调试工作，设置密码也能有效阻止外部破解产品的途径。

这两个文件每行的第二段数据决定

例：Root用户无密码的配置

[[email protected] /etc]# cat passwd

root:x:0:0:root:/mnt/root:/bin/sh

[[email protected] /etc]# cat shadow

root::10933:0:99999:7:::

 

5、 /etc/profile

Profile这个脚本会在用户登录的时候自动执行，对inittab阶段不会产生影响。

内容：

# 初始化shell

USER="$(id -un)"

LOGNAME=$USER

PS1=‘[\[email protected]\h \w]# ‘

PATH=$PATH:/mnt/bin:/mnt/usr/bin:/mnt/sbin:/mnt/usr/sbin

HOSTNAME=‘/bin/hostname‘

export USER LOGNAME PS1 PATH LD_LIBRARY_PATH

 

四、 文件系统镜像的制作：

在此会介绍4种文件系统镜像的制作方法：fat   ext4   cramfs   ubifs

1、 格式化工具 fdisk

例：格式化U盘 --> fdisk /dev/sdb

常用命令：

m：帮助；

p：打印分区列表；

n：新建分区；

t：修改分区格式（但不格式化）；

a：设置可启动分区；

2、 Fat格式制作方法（在sd卡上运行系统）

例：格式化u盘 à mkfs.vfat /dev/sdb1

3、 Ext4格式制作方法（在sd卡上运行系统）

例：格式化u盘 à mkfs.ext4 /dev/sdb1

4、 Cramfs制作方法（启动镜像）

例：mkfs.cramfs -b 4096 -N little ${SOURCE} ${IMAGE}

5、 Ubifs制作方法

需要使用两个工具：mkfs.ubifs  ubinize

先用mkfs.ubifs将根文件目录制作成ubifs文件系统，再用ubinize将ubifs文件系统制作成ubi镜像；

例：

mkfs.ubifs -r ${SRC} -e 0x1f000 -c 2048 -m 0x800 -o rootfs.ubifs

ubinize -o rootfs.ubi -m 0x800 -p 0x20000 -s 2048 ubinize.cfg

ubinize.cfg的内容：

[ubifs]

mode=ubi

image=rootfs.ubifs

vol_id=0

vol_type=dynamic

vol_name=rootfs

vol_alignment=1

vol_flags=autoresize